Plantas de energía nuclear. Centrales nucleares de Ucrania. Centrales nucleares en Rusia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Las necesidades energéticas modernas de la humanidad están creciendo a un ritmo gigantesco. Su consumo para la iluminación de las ciudades, para la industria y otras necesidades de la economía nacional es cada vez mayor. En consecuencia, más y más hollín de la quema de carbón y fuel oil se emite a la atmósfera y aumenta el efecto invernadero. Además, en los últimos años se habla cada vez más de la introducción de vehículos eléctricos, que también contribuirán al aumento del consumo de electricidad.

Desafortunadamente, las centrales hidroeléctricas respetuosas con el medio ambiente no pueden cubrir necesidades tan gigantescas, y un mayor aumento en el número de centrales térmicas y centrales térmicas simplemente no es aconsejable. ¿Qué hacer en este caso? Y no hay mucho para elegir: las plantas de energía nuclear, si se operan correctamente, son una excelente manera de salir del estancamiento energético.

A pesar de lo que pasó en Chernóbil, inclusoConscientes de los recientes fracasos de los japoneses, los científicos de todo el mundo reconocen que el átomo pacífico es la única solución a la crisis energética que se avecina hoy. Las fuentes de energía alternativas ampliamente publicitadas no proporcionan ni una centésima parte de la cantidad de electricidad que el mundo necesita todos los días.

Además, incluso la explosión de la planta de energía nuclear en Chernobyl no causó ni una centésima parte del daño al medio ambiente, que se nota incluso con una catástrofe en una plataforma petrolera. El incidente de BP es una clara confirmación de esto.

El principio de funcionamiento de un reactor nuclear

La fuente de calor son los elementos combustibles - TVEL. De hecho, estos son tubos hechos de aleación de circonio, que está ligeramente sujeto a la degeneración incluso en la zona de fisión activa de los átomos. En su interior se colocan tabletas de dióxido de uranio o granos de una aleación de uranio y molibdeno. Dentro del reactor, estos tubos se ensamblan en conjuntos, cada uno de los cuales contiene 18 elementos combustibles.

En total pueden ser casi dos mil montajes, y se colocan en canales dentro de la mampostería de grafito. El calor liberado se recoge por medio de un refrigerante, y en las centrales nucleares modernas hay dos circuitos de circulación. En el segundo de ellos, el agua no interactúa de ninguna manera con el núcleo del reactor, lo que aumenta significativamente la seguridad de la estructura en su conjunto. El reactor en sí está ubicado en un eje, y se crea una cápsula especial para mampostería de grafito a partir de la misma aleación de circonio (30 mm de espesor).

Toda la estructura descansa sobre una base extremadamente maciza de hormigón de alta resistencia, bajo la cual se encuentra la piscina. Sirve para enfriar la nuclearcombustible en caso de accidente.

El principio de funcionamiento es simple: los elementos combustibles se calientan, el calor de ellos se transfiere al refrigerante primario (sodio líquido, deuterio), después de lo cual la energía se transfiere al circuito secundario, dentro del cual circula agua bajo enorme presión Inmediatamente hierve y el vapor hace girar las turbinas de los generadores. Después de eso, el vapor ingresa a los dispositivos de condensación, nuevamente se vuelve líquido, luego de lo cual se envía nuevamente al circuito secundario.

Historia de la Creación

En la segunda mitad de la década de 1940, se hizo todo lo posible en la URSS para crear proyectos relacionados con el uso pacífico de la energía atómica. El famoso académico Kurchatov, hablando en una reunión ordinaria del Comité Central del PCUS, presentó una propuesta para utilizar la energía atómica para generar electricidad, que el país, que se recuperaba de una guerra terrible, necesitaba con urgencia.

En 1950, comenzó la construcción de una central nuclear (la primera en el mundo, por cierto), que se colocó en el pueblo de Obninskoye, en la región de Kaluga. Cuatro años más tarde se puso en marcha con éxito esta central, que contaba con una capacidad de 5 MW. La singularidad del evento también radica en el hecho de que nuestro país se convirtió en el primer estado del mundo que logró utilizar efectivamente el átomo exclusivamente con fines pacíficos.

Continuar trabajando

Ya en 1958, se comenzó a trabajar en el diseño de la central nuclear de Siberia. La capacidad de diseño se incrementó inmediatamente en 20 veces, alcanzando los 100 MW. Pero la singularidad de la situación ni siquiera está en esto. Cuando se entregó la central, su retorno fue de 600 MW. Científicos en solo un paraños han logrado mejorar mucho el proyecto, y recientemente tal desempeño parecía completamente imposible.

Sin embargo, las plantas de energía nuclear en las extensiones de la Unión no crecieron más que hongos. Entonces, un par de años después de la planta de energía nuclear de Siberia, se inauguró la planta de energía nuclear de Beloyarsk. Pronto se construyó una estación en Voronezh. En 1976, se puso en funcionamiento la central nuclear de Kursk, cuyos reactores se modernizaron seriamente en 2004.

En general, las centrales nucleares se construyeron de manera planificada durante el período de posguerra. Solo el desastre de Chernóbil pudo ralentizar este proceso.

Cómo fueron las cosas en el exterior

No se debe suponer que tales desarrollos se llevaron a cabo exclusivamente en nuestro país. Los británicos eran muy conscientes de la importancia que podían tener las centrales nucleares y, por lo tanto, trabajaron activamente en esta dirección. Entonces, ya en 1952, lanzaron su propio proyecto para desarrollar y construir plantas de energía nuclear. Cuatro años más tarde, la ciudad de Calder Hall se convirtió en la primera ciudad nuclear inglesa con su propia planta de energía de 46 MW. En 1955, se encargó solemnemente una planta de energía nuclear en la ciudad estadounidense de Shippingport. Su potencia era igual a 60 MW. Desde entonces, las centrales nucleares han iniciado su marcha triunfal por todo el mundo.

Amenazas al átomo pacífico

La primera euforia de domesticar el átomo pronto fue reemplazada por ansiedad y miedo. Por supuesto, la central nuclear de Chernóbil fue el desastre más grave, pero estuvo la central de Mayak, accidentes con reactores nucleares en submarinos nucleares, entre otros incidentes, muchos de los cuales probablemente nunca conoceremos. Las consecuencias de estos accidentesobligó a la gente a pensar en elevar el nivel de cultura en el uso de la energía atómica. Además, la humanidad una vez más se dio cuenta de que no podía resistir las fuerzas elementales de la naturaleza.

Muchas luminarias de la ciencia mundial han estado discutiendo durante mucho tiempo cómo hacer que las plantas de energía nuclear sean más seguras. En Moscú en 1989, se convocó una asamblea mundial, en base a los resultados de la reunión, se sacaron conclusiones sobre la necesidad de reforzar radicalmente el control sobre la energía nuclear.

Hoy, las comunidades globales están monitoreando de cerca cómo se cumplen todos estos acuerdos. Sin embargo, ninguna cantidad de observación y control puede salvarnos de los desastres naturales o la estupidez banal. Así lo ha vuelto a confirmar el accidente de Fukushima-1, como consecuencia del cual se han vertido en el Océano Pacífico cientos de millones de toneladas de agua radiactiva. En general, Japón, en el que la central nuclear es el único medio de satisfacer las gigantescas necesidades de la industria y la población con electricidad, no ha abandonado el programa de construcción de centrales nucleares.

Clasificación

Todas las centrales nucleares se pueden clasificar según el tipo de energía que producen, así como según el modelo de su reactor. También se tienen en cuenta el grado de seguridad, el tipo de construcción y otros parámetros importantes.

Así se clasifican según el tipo de energía que producen:

• Plantas de energía nuclear. La única energía que generan es electricidad.
• Centrales termoeléctricas nucleares. Además de electricidad, estas instalaciones también generan calor, lo que las hace especialmente valiosas para su implementación en ciudades del norte. Allí, el funcionamiento de una central nuclearpermite reducir drásticamente la dependencia de la región del suministro de combustible de otras regiones.

Combustible utilizado y otras características

Los más comunes son los reactores nucleares que utilizan uranio enriquecido como combustible. El refrigerante es agua ligera. Estos reactores se denominan reactores de agua ligera y existen dos tipos. En el primer caso, el vapor que se utiliza para hacer girar las turbinas se forma en el núcleo del reactor.

Para la formación de vapor en el segundo caso, se utiliza un sistema de disipación de calor, por lo que el agua no ingresa al núcleo. Por cierto, el desarrollo de este sistema comenzó ya en los años 50 del siglo pasado, y los desarrollos militares estadounidenses sirvieron de base para ello. Casi al mismo tiempo, la URSS desarrolló un reactor del primer tipo, pero con un sistema de moderación, en cuya función se utilizaron barras de grafito.

Así apareció el reactor refrigerado por gas que utilizan muchas centrales nucleares en Rusia. La rápida aceleración de la construcción de estaciones de este modelo en particular se debió al hecho de que los reactores producían plutonio apto para armas como subproducto. Además, incluso el uranio natural ordinario, cuyos yacimientos en nuestro país son muy grandes, es adecuado como combustible para esta variedad.

Otro tipo de reactor bastante difundido en todo el mundo es el modelo de agua pesada alimentado con uranio natural. Al principio, estos modelos fueron creados por casi todos los países que tenían acceso a reactores nucleares, perohoy, solo Canadá está entre sus explotadores, en cuyas entrañas se encuentran los más ricos yacimientos de uranio natural.

¿Cómo se han mejorado los reactores?

Primero, se utilizó acero ordinario para la fabricación de revestimientos de barras de combustible y canales de circulación. En ese momento, aún no se conocían las aleaciones de circonio, que son mucho más adecuadas para tales fines. El reactor se enfrió con agua suministrada a una presión de 10 atmósferas.

El vapor liberado al mismo tiempo tenía una temperatura de 280 grados. Todos los canales en los que se ubicaban las barras de combustible se hicieron removibles, ya que tenían que ser reemplazados con relativa frecuencia. El hecho es que en la zona de actividad del combustible nuclear, los materiales se deforman y destruyen con bastante rapidez. De hecho, los elementos estructurales del núcleo están diseñados para 30 años, pero en tales casos, el optimismo es inaceptable.

Varillas de combustible

En este caso, los científicos decidieron utilizar una variante con refrigeración tubular unilateral. Este diseño reduce drásticamente las posibilidades de que los productos de fisión entren en el circuito de intercambio de calor, incluso en el caso de que se dañe el elemento combustible. El mismo combustible nuclear es una aleación de uranio y molibdeno. Esta solución hizo posible crear equipos relativamente económicos y confiables que pueden operar de manera estable incluso a temperaturas significativamente elevadas.

Chernóbil

Por extraño que parezca, el infame Chernobyl, cuya planta de energía nuclear se convirtió en un símbolo de los desastres provocados por el hombre en el siglo pasado, fue un verdadero triunfo de la ciencia. En ese momento, se utilizaron las tecnologías más avanzadas en su construcción y diseño. Solo la potencia del reactor alcanzó los 3200 MW. El combustible también era nuevo: se utilizó por primera vez dióxido de uranio natural enriquecido en la central nuclear de Chernóbil. Una tonelada de ese combustible contiene sólo 20 kilogramos de uranio-235. En total, se cargaron en el reactor 180 toneladas de dióxido de uranio. Todavía no se sabe exactamente quién y con qué propósito decidió realizar un experimento en la estación que contradecía todas las reglas de seguridad imaginables.

Plantas de energía nuclear en Rusia

Si no fuera por el desastre de Chernobyl, en nuestro país (lo más probable) el programa para la construcción más amplia y extendida de plantas de energía nuclear aún continuaría. En cualquier caso, este era el enfoque planeado en la URSS.

En general, inmediatamente después de Chernobyl, muchos programas comenzaron a reducirse masivamente, lo que inmediatamente condujo a un aumento en los precios de muchos grados de portadores de calor "ecológicos". En muchas áreas, se vieron obligados a volver a la construcción de centrales térmicas, que (incluidas) incluso funcionan con carbón, y continúan contaminando la atmósfera de las grandes ciudades de manera monstruosa.

A mediados de la década de 2000, el gobierno, sin embargo, se dio cuenta de la necesidad de desarrollar el programa nuclear, ya que sin él sería simplemente imposible proporcionar a muchas regiones de nuestro país la cantidad de energía requerida.

¿Cuántas centrales nucleares tenemos hoy en nuestro país? Sólo diez. Sí, estas son todas las centrales nucleares rusas. Pero incluso esta cifra genera más del 16% de la energía que se consumenuestros ciudadanos. La capacidad de las 33 unidades de potencia que operan como parte de estas centrales nucleares es de 25,2 GW. Casi el 37% de las necesidades eléctricas de nuestras regiones del norte están cubiertas por centrales nucleares.

Una de las más famosas es la central nuclear de Leningrado, construida en 1973. Actualmente se encuentra en marcha la construcción intensiva de la segunda etapa, que permitirá aumentar al menos al doble la capacidad de producción (4 mil MW).

centrales nucleares ucranianas

La Unión Soviética hizo mucho, incluso para el desarrollo de la energía en las repúblicas de la unión. Por lo tanto, Lituania en un momento recibió no solo una excelente infraestructura y muchas empresas industriales, sino también la central nuclear de Ignalina, que hasta 2005 fue un verdadero "pollo picado de viruela", proporcionando a casi toda la región del Báltico energía barata (¡y propia!) Energía.

Pero el regalo principal se hizo a Ucrania, que recibió cuatro centrales eléctricas a la vez. La central nuclear de Zaporozhye es generalmente la más poderosa de Europa y entrega 6 GW de energía a la vez. En general, las centrales nucleares de Ucrania le dan la oportunidad de autoabastecerse de electricidad de forma independiente, de lo que Lituania ya no puede presumir.

Ahora las mismas cuatro estaciones están funcionando: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian y Khmelnitsky. Contrariamente a la creencia popular, el tercer bloque de la central nuclear de Chernóbil siguió funcionando hasta el año 2000, abasteciendo regularmente de electricidad a la región. En este momento, el 46 % de toda la electricidad ucraniana es producida por centrales nucleares ucranianas.

Extrañas ambiciones políticas de las autoridades del país llevaron al hecho de que en 2011 sese tomó la decisión de reemplazar los elementos combustibles rusos por los estadounidenses. El experimento fracasó por completo y se causaron daños a la industria ucraniana por casi 200 millones de dólares.

Prospectos

Hoy, los beneficios del átomo pacífico se recuerdan nuevamente en todo el mundo. Una ciudad entera puede abastecerse de energía desde una pequeña y primitiva central nuclear, que consume unas 2 toneladas de combustible al año. ¿Cuánto gas o carbón habrá que quemar durante el mismo período? Por lo tanto, las perspectivas para la tecnología son enormes: los tipos tradicionales de energía aumentan constantemente de precio y su número disminuye.