Atomerőmű, 2005 (28. évfolyam, 1-12. szám)

2005-07-01 / 7. szám

2005. július ATOMERŐMŰ 5. oldal A világot csak annyira érthetjük, amennyire ismerjük azt Mindennapjaink része: a nukleáris energia (7.) fosszilis erőmű 9öz turbina generátor ’íTBiliiiiE V----— v iiinmiiri 'fi. .kazán £2* kondenzátor . Wf, Víz “1* j hűtővíz M gőz turbina generátor tiiiimiit, ./ S ■immun ^kondenzátor S—!• A hagyományos (fosszilis) hőerőmű és az atomerőmű felépítése Sorozatunk nem szakembereknek, hanem „átlagembereknek” szól, megkíséreljük közelebb hozni őket az atom világához, annak békés cé­lú felhasználásának „iskolapéldájá­hoz”, az atomerőműhöz és műkö­déséhez, főbb folyamataihoz. Re­mélve azt, hogy a tisztelt olvasó ez­által véleményt formálhat arról is, „áldás” vagy „sorscsapás” számunk­ra a nukleáris energia. Véleményt mindenkinek magának kell alkot­nia, az alábbiak legfeljebb csak se­gítséget jelenthetnek a véleményal­kotáshoz. Előző számunkban bemutattuk a ne­utronok lassulásának folyamatát, szót ejtettünk a lassulást elősegítő közegről, a moderátorról, illetve annak lehetsé­ges anyagairól. Egyre „melegszik” hát a helyzet, ez alkalommal már „bete­kinthetünk” egy működő reaktorba. Magától is beindul a láncreakció? (7.) A működő atomerőművek többsé­gében a 235-ös uránizotóp hasadásá­nak energiáját hasznosítják. Azt tud­juk, hogy az urán a természetben elő­forduló anyag, ám a tiszta uránfém nehezen alkalmazható atomenergia előállítására, mert 750-800°C körül megduzzad, deformálódik, összetöre­dezik. Ez az oka annak, hogy az erő­művek fűtőanyaga urán-dioxid vagy urán-karbid pasztillák formájában ke­rül a reaktorba. Egy-egy ilyen pasztil­la közel ceruzaelem méretű, és több millió szükséges egy átlagos erőművi reaktor működtetéséhez. Ha elkezdünk egyre több U-235-öt egymás mellé rakosgatni (persze némi Urán-dioxid pasztillák, a paksi atomerőmű üzemanyaga moderátorral elkeverve), jó darabig nem történik semmi, nem indul be a várt láncreakció. Ennek az oka az, hogy kis mennyiségű hasadóanyag (ki­csi a térfogat) esetén a szerteszét repü­lő neutronoknak igen nagy hányada ki­lép az uránból anélkül, hogy hasadást okozna (kiszökik). Növelve a hasadó­anyag mennyiségét, a teljes térfogat­hoz képest egyre csök­ken az a felület (a fajla­gos felület), amelyen ke­resztül kiszökhetnek a neutronok. Egy adott méretet elérve már keve­sebb neutron tud kiszök­ni, mint ami az önfenn­tartó láncreakcióhoz szükséges, ekkor étjük el az ún. kritikus tömeget. Szabályozott láncreakciók A reaktorban a hasa­dóanyagot tartalmazó fűtőelemek mellett más anyagok is találhatók, és persze nem véletlenül, hiszen fontos szerepet játszanak. Ezek az úgynevezett neutron-abszorbensek, azaz a neutronelnyelők, valamint ter­mészetesen a moderátor. A moderátor feladata, hogy a hasadómagokból nagy sebességgel kilépő gyors neutro­nokat lelassítsa olyan sebességre, hogy azok még éppen szét tudjanak hasítani egy újabb atommagot. A neutronel­nyelők pedig a késő neutronok segítsé­gével szabályozzák - ha szükséges, teljesen le is csökkentik - a reaktor sokszorozási tényezőjét, így magát a reaktort is. A szabályozott láncreakció legfon­tosabb tulajdonsága, hogy nem gyor­san, nem emberi kontroll nélkül megy végbe, hanem az általunk megszabott ütemben és energiatermelési feltéte­lek mellett. Ami döntően megszabja a rendszer viselkedését, az az effektiv neutronsokszorozási tényező (k) érté­ke. Az egy hasadásból származó neut­ronok azon számát, amelyek a követ­kező neutrongenerációban egy újabb maghasadást hoznak létre, „k” sok­szorozási tényezőnek nevezzük. Ha k<l, akkor a láncreakció egy idő után leáll, hiszen a hasadást okozó ne­utronok száma egyre csökken, ekkor a reaktor szubkritikus állapotban van. Ha k=l, akkor a láncreakció időben állandó, míg a reaktor maga kritikus. Ha k>l, akkor a láncreakcióban részt­vevő neutronok száma egyre növek­szik, a reaktor pedig szuperkritikus. Az atomerőművek villamos ener­gia termelésére, kisebb mértékben fű­tési célokra szolgálnak. A működé­sükhöz szükséges energiát a radioak­tív elemek szolgáltatják. Az atomerőművek felépítése hason­lít a hagyományos hőerőművekéhez, hiszen mindkettő esetében a kazánban (illetve atomerőmű esetében a reaktor­ban) felszabaduló hőt valamilyen hű­tőközeggel szállíttatjuk el, és azt gőz termelésére használjuk fel. Ez a gőz azután a turbina forgólapátjaira kerül­ve meghajtja azokat, és ebből a moz­gási energiából termel villamos ener­giát a generátor. A gőz a kondenzátor­ba kerül, ahol lecsapódik, újra folyé­kony halmazállapotúvá alakul. Az így lehűlt víz előmelegítés után újra visz­­szajut a kazánba, illetve nyomott vizes atomerőmű esetén a gőzfejlesztőbe. A nagy különbség a hagyományos hőerőmű és az atomerőmű között ab­ban rejlik, hogy hogyan szabadítjuk fel a szükséges hőt. A hagyományos (fosszilis) erőműben, a kazánban szenet, olajat vagy gázt égetünk el, és a tüzelőanyag kémiai energiája alakul hővé. Az atomerőműben vi­szont a maghasadások­ból felszabaduló ener­giát hasznosítjuk. Az atomerőművek ter­vezésénél sok szempon­tot kell figyelembe ven­ni, köztük elsősorban a biztonságot, a gazdasá­gosságot, a viszonylag egyszerű konstrukciót stb. Az egyes típusok így az üzemanyag tulajdonságaiban, a moderátoranyagban és a hűtés módjá­ban különböznek egymástól. A világon a legelterjedtebb az ún. nyomott vizes reaktor, amelynek mo­derátora és hűtőközege egyaránt a könnyűvíz (H20), amely nagy nyo­más alatt még több száz fokon sem forr fel. Az üzemanyag általában ala­csonyan (3-4%) dúsított urán-dioxid, néha urán-plutónium-oxid keverék (ún. MOX). A világon jelenleg üze-Tudta-e, hogy az első kísérleti atomreaktort 1942-ben építették Chicagóban - az olasz Enrico Fermi vezetésével és a magyar szárma­zású Szilárd Leó és Wigner Jenő közre­működésével -, fűtőanyaga 6,2 tonna fémurán volt. A láncreakció 1942. de­cember 2-án 15.30-kor vált önfenntar­tóvá, elkezdődött az atomkor! A reaktor a CP1 (Chicago Pile 1) nevet viselte - innen ered a korabeli „atommáglya” ki­fejezés. A reaktorban Wigner Jenő taná­csára grafitmoderátort használtak. A re­aktor körülbelül 200 W teljesítményen üzemelt még 30 percig, aztán Fermi ki­adta az utasítást a reaktor leállítására. Feltétlenül említést érdemel még, hogy a háború után Fermi és Szilárd Leó sza­badalmat kapott az atomreaktorra. Az első ipari (áramtermelő) atomreaktort 1954-ben helyezték üzemi állapotba Oroszországban, a Moszkva melletti Obnyinszkben, elektromos teljesítmé­nye pedig 5 MW volt. Azóta a világ minden részében épültek atomerőmű­vek, jelenleg 440 erőművi blokk üze­mel, 25 blokk áll építés alatt. melő atomreaktorok összteljesít­ményének mintegy 63,8%-át adják a nyomott vizes reaktorok. Ilyen a Pak­son működő WER-440 típusú reak­tor mindegyik blokkja. A reaktorok egy másik típusa a for­raló vizes reaktor, amelyben mind a moderátor, mind a hűtőközeg szintén könnyűvíz. A konstrukció megengedi azonban, hogy a reaktortartályban a víz egy része elforrjon, így az aktív zónából víz-gőz keverék lép ki. A ter­melt gőz közvetlenül a turbinára ke­rül, ezért a vizet és a gőzt szét kell vá­lasztani (a gőzben lévő vizcseppek károsítják a turbinát). Mivel a reak­torban megengedett a víz elforrása, a nyomás kisebb, mint a nyomott vizes reaktoroknál: kb. 60-70 bar. Az erőművi reaktorok egy része nehézvizet (D20) használ moderátor­nak és hűtőközegnek egyaránt. Ennek a típusnak az a hátránya, hogy a ne­hézvíz igen drága. Ugyanakkor a ne­hézvíz a legjobb moderátoranyag, és csak kis mértékben nyeli el a neutro­nokat, nem akadályozva ezzel a lánc­reakciót. Ezért itt az üzemanyag csak alig (1-2%-ra) dúsított, vagy akár ter­mészetes urán is lehet. A nehézvizes reaktorok a világ mai atomerőmű­összteljesítményének 5,3%-át adják, az építés alatt levőknek pedig 13,2%­­át, tehát erősen elterjedőben vannak. A felsoroltakon kívül még számos más reaktortípus létezik, amelyek fel­sorolása itt most nem célunk. (Folytatás a következő számban.)-Medgyesy-297 °Gos hűtőyíz Elnyelő rész Bór-acél betétcső Csatlakozó rész az üzemanyag részhez Üzemanyag rész Fékezőhüvely 267 °C-os hűtővíz Szabályozó- és biztonságvédelmi rudak, amelyekkel a reaktor üzemzavar esetén is azonnal leállítható Az atomerőművek World s ----/ \__\ Nuclear News Agency Jltvcx NucNet hírek a nagyvilágból USA: a legújabb felmérés szerint rekordmértékű az atomenergia támogatottsága A legutóbbi közvélemény-kutatás szerint az amerikaiak 70%-a támogat­ja az atomenergia további alkalmazá­sát, ez az eddig mért legmagasabb tá­mogatottsági szint. A felmérés szerint a megkérdezettek mintegy 85%-a tá­mogatja, hogy meghosszabbítsák azon amerikai atomerőművek műkö­dési engedélyét, melyek megfelelnek a szövetségi biztonsági előírásoknak. További részletek a felmérésből:- A megkérdezettek 58%-a szerint további atomerőművek építésére van szükség.- 74% szerint fenn kell tartani to­vábbi atomerőművek építésének a le­hetőségét.- 77% szerint az energiatermelő cégeknek már most fel kell készülni­ük, hogy igény esetén további atom­erőműveket lehessen építeni. A 2005. májusi közvélemény-kuta­tást az amerikai Nuclear Energy Institute (NEI) rendelte meg, és a Bisconti Research és az NOP World cég végezte reprezentatív módon ki­választott ezer, 18 évnél idősebb ame­rikai állampolgár telefonos megkérde­zésével. A hasonló, 2004. októberi fel­méréshez képest az atomenergia or­szágos támogatottsága 3%-kal nőtt. A felmérésből az is kiderül, hogy az atomenergiát maximálisan támogatók (32%) aránya jelentősen nőtt, az el­utasítóké (10%) pedig csökkent: 2002-ben még csak 22% volt az atom­energiát erősen támogatók aránya, míg az elutasítóké akkor 14% volt. A felmérés során arról is kérdezték a válaszadókat, hogy mi a vélemé­nyük az atomenergia jövőjéről, ezen belül pedig, hogy mit gondolnak arról, hogy a korai telephelyengedély-kérel­mének („early site approval”) lehető­ségével a cégek még a konkrét döntés­­hozatal előtt környezeti és egyéb te­lephely-specifikus vizsgálatokat vé­gezhessenek. Azoknak az aránya, akik támogatnának egy ilyen vizsgálatot a lakóhelyükhöz legközelebbi atomerő­műben 71% volt, míg az ellenzőké 24%, a többi megkérdezett nem tudott válaszolni a kérdésre. 69% szerint el­fogadható egy új atomreaktor építése a lakóhelyükhöz legközelebbi atom­erőmű területén, ha további villamos­energia-kapacitásra lenne szükség, míg 27% ezt elutasította. Az USA jövőbeli villamosenergia­igényeinek ellátásához 83% szerint fontos lehet az atomenergia, míg 13% szerint nem. Sokan nevezték az atom­energiát a tiszta levegőt biztosító ener­giatermelési módnak. Arra a kérdésre, hogy mely fogalom jellemzi legjobban az atomenergiát, 55% a tiszta levegőt, 51% a hatékonyságot, 50% pedig a megbízhatóságot jelölte meg. A jelen­legi felmérés szerint 66% nagyon biz­tonságosnak tartja az atomerőműve­ket. 1983-ban ez az arány 35% volt 16% azok aránya, akik szerint nem biztonságosak az atomerőművek (1983-ban ez az arány 46% volt). Az amerikai kiégett üzemanyag el­helyezésének terveiről kérdezve (a kérdés arra az állításra alapozott, hogy „több mint 3000 tudós elemzé­sei szerint a Yucca-hegyi kiégett üzemanyag tárolója biztonságos”) 71% szerint folytami kell a telephely fejlesztését, amennyiben az a hatósá­gi előírásoknak megfelel. Forrás: NucNetINEIIBisconti Research OECD országok: a reaktorok száma csökkent, de a kapacitás nőtt A Gazdasági Együttműködési és Fej­lesztési Szervezet (Organisation for Economic Co-operation and Develop­ment - OECD) adatai szerint az OECD-országok területén működő re­aktorok száma csökkent, de a nukleá­ris villamosenergia-termelő kapacitás közel 1%-kal, a megtermelt villamos energia mennyisége pedig több mint 4%-kal nőtt az elmúlt évben. A Nukle­áris Energia Ügynökség (Nuclear Energy Agency — NEA), az OECD szakügynöksége a most megjelent 2004-re vonatkozó adatokat tartalma­zó .Atomenergia Adatok” című kiad­ványban, az ún. Barna Könyvben kö­zölte ezeket az adatokat. Ezek alapján 2005 elején 17 OECD-tagországban összesen 352 reaktorblokk üzemelt (a teljes taglétszám 30), héttel kevesebb, mint egy évvel korábban. Ennek elle­nére mind a beépített kapacitás, mind pedig a megtermelt villamos energia mennyisége nőtt az előző évhez ké­pest. Összességében az OECD-orszá­­gokban a villamos energia 23,5%-a atomerőművekből származik. Belgi­umban, Svédországban, Franciaor­szágban és Szlovákiában ez az arány 50% fölött volt. 2003-hoz képest több országban növekedett az atomerőmű­vekből származó villamos energia részaránya: Kanadában, Franciaor­szágban, Németországban, Magyaror­szágon, Svédországban és Japánban regisztráltak növekedést. 2004 végén nyolc atomerőművi blokk állt építés alatt, összesen 6.600 MW kapacitással, és további 19 da­rab, összesen 24.100 MW kapacitású blokk építésére van jelenleg szándék a szervezet országaiban. Ezek egy kivé­telével mind a csendes-óceáni régió­ban épülnének. A következő öt évben várhatóan 11 blokkot fognak leállítani (3.100 MW összkapacitással), ezek közül hatot az Egyesült Királyságban. További információk a www.nea.fr weboldalon találhatók. Forrás: NucNetINEA -M.F.-Megjelent a PA Rt. 2004. évről szóló környezetvédelmi jelentése A mutatós, 40 oldalas kiadvány szól a nukleáris környezetvédelem­ről, a hagyományos (nem nukleá­ris) környezetvédelmi tevékenység értékeléséről, a 2. blokk üzemzava­ri következményeinek felszámolá­sáról, a radioaktív hulladékok keze­léséről, a környezetvédelmi me­nedzsmentrendszerről, valamint a veszélyes áruk szállításáról és a biztonsági tanácsadói rendszerről. Az érdeklődők a TLK-ban juthat­nak hozzá a kiadványhoz. -LA-

Next

/
  • Layout
  • Zoom
  • Rotation
Thumbnails
Contents