SPIS TREŚCI:
WSTĘP
Firma ATOMIC została zarejestrowana przez Sąd Rejonowy w Warszawie w marcu 1999 roku. ATOMIC powstał w wyniku połączenia dwóch międzynarodowych korporacji zajmujących się budową i organizacją pracy SIGMA i PLUTON. Obie korporacje istnieją na zagranicznych rynkach już od ponad 30 lat. Podczas tych 30 lat zyskały duże doświadczenie w owej dziedzinie, ale również szerokie grono zadowolonych pracowników wielu elektrowni i konsumentów. Z energii wyprodukowanej w elektrowniach utworzonych przy współpracy wyżej wymienionych korporacji obecnie korzystają miliardy użytkowników.
Czym zajmuje się nasza firma:
· znajdujemy lokalizację na pobudowanie elektrownii,
· pomagamy w zdobyciu pozwoleń prawnych przyszłym właścicielom,
· pomagamy z zorganizowaniu siły i materiałów do stworzenia elektrownii,
· zapewniamy osoby do pracy w elektrownii,
· zapewniamy również odbiór produkowanej energii.
Dlaczego nasza firma podejmuje się organizacji takiego rodzaju przedsięwzięcia i jakimi celą mają one służyć?
Aby odpowiedzieć na to pytanie wystarczy przywołać słowa wypowiedziane przez prof. Janusza Lewandowskiego z Politechniki Warszawskiej w trakcie konferencji na temat przyszłości energetyki zorganizowanej przez Naczelną Organizację Techniczną. Powiedział On: „Eksploatowane dzisiaj zasoby węgla kamiennego wystarczą na 27 lat, a brunatnego na 30 lat. Jaki jest tego wniosek? Nie da się utrzymać dzisiejszego stanu, w którym około 95% energii pochodzi z węgla. A szybko rozwijające się polska gospodarka będzie potrzebować coraz więcej prądu. Dlatego też Polska powinna jak najszybciej wybudować elektrownię jądrowa.”
Drugą inspiracją do zajęcia się tematem elektrowni jądrowej były wyniki zleconych przez naszą firmę ankiety mającej zweryfikować wiedzę Polaków na wyżej wymieniony temat.
Niektóre opinie, które znalazły się w ankiecie pt. Elektrownia atomowa w Polsce tak czy nie:
· „W dobie dzisiejszej technologii jest minimalne zagrożenie wybuchem i jak mówi mój profesor od chemii K. Magiera "więcej można się na promieniować śpiąc z jakąś inną osobą niż pod elektrownią atomową " , ponieważ są one tak wyizolowane że emisja promieniotwórcza jest minimalna”
· „Chyba tak. Węgiel się przecież kiedyś skończy (zresztą chyba bardziej trujemy środowisko węglem, pyłem i dymem niż odpadami radioaktywnymi). No a wtedy co - na szybko budować elektrownie atomowe? Chyba lepiej zacząć je budować wcześniej ale za to z głową.”
· „Mało kto wie, że prawidłowo działająca elektrownia konwencjonalna wytwarza większy wzrost tła promieniowania niż prawidłowo działająca elektrownia atomowa. Chodzi o to że wyciągamy na powierzchnię zasoby, w których jakieś ilości pierwiastków promieniotwórczych są. Elektrownia tylko powoduje rozdmuchanie ich na duże obszary.”
· „Czarnobyl? Radzę zapoznać się z faktami. To nawet nie była wina elektrowni. To był błąd ludzki. Prowadzili eksperymenty jak rdzeń zachowuje się przy malej mocy. Otóż, teraz już wiemy jak się zachował (:)). Poza tym skażenie zostało wyolbrzymione przez media. Wzrost zachorowalności na raka? Owszem, tyle ze wcześniej nikt nie prowadził takich badań.”
Według nas te opinie mówią same za siebie i nie trzeba nic więcej dodawać. Jeśli ktoś wie czym jest elektrownia atomowa ten również będzie mieć takie same spostrzeżenia na ten temat.
1. Czym jest elektrownia jądrowa?
2. Kilka faktów z historii rozwoju energii jądrowej.
Zaczyna się ona od przypadkowego odkrycia przez Henri Becquerela dziwnej emanacji z rudy uranowej, która to emanacja zaczerniła film rentgenowski owinięty w czarny papier. Wykazał on, że promieniowanie to składało się z promieniowania alfa i beta, nieco później zaś Villard odkrył, że w promieniowaniu znajduje się także składowa elektromagnetyczna – promieniowanie gamma.
W 1898 r. Piotr i Maria Curie wyizolowali polon i rad. W tym samym roku Samuel Prescott pokazał, że promieniowanie radu zabija bakterie w pożywieniu. W roku 1902 Ernest Rutherford dowiódł, że emisja cząstek alfa lub beta przekształca oryginalny pierwiastek w inny, a w toku dalszych badań nad rozpraszaniem cząstek alfa wykazał, że wewnątrz atomu musi znajdować się znacznie mniejsze od niego jądro o ładunku dodatnim.
W 1909 Rosjanie włączają się do intensywnych badań promieniotwórczości. W 1932 Enrico Fermi wykazał, że użycie neuronów pozwala na wyprodukowanie znacznie większej liczby izotopów promieniotwórczych niż przy użyciu protonów. W następnych latach trwają dalsze badania, aż do 1942, który okazał się przełomowy, gdyż ten sam Enrico Fermi skonstruował pierwszy reaktor jądrowy CP-1 nazywany „stosem atomowym”. Po raz pierwszy reaktor uruchomiono 2 grudnia 1942 roku na uniwersytecie w Chicago. W 1943 roku został przeniesiony do Argonne National Laboratory i po udoskonaleniu – już jako CP-2 – był wykorzystywany do badań.
Pierwszą instalacją produkującą energię elektryczna z wykorzystaniem ciepła z reakcji rozproszenia jąder uranu zbudowano w Idaho Falls w Stanach Zjednoczonych w grudniu 1949 roku, ale początek epoki pokojowego wykorzystania energii jądrowej liczy się zwykle od słynnej mowy Eisenhowera „Atomy dla pokoju” wygłoszonej w 1953 roku w siedzibie ONZ.
Pierwszą doświadczalną elektrownię jądrową o mocy 5 MWe uruchomiono w Obnińsku w Związku radzieckim w 1954 roku. Początkowo energia z elektrowni jądrowych była znacznie droższa niż z elektrowni klasycznych (węglowych lub wodnych). W miarę jednak rozwoju techniki reaktorów cena energii jądrowej spadała.
Na początku 2006 raku na świecie pracowało 441 jądrowych reaktorów energetycznych o łącznej mocy GWe, które dostarczyły około 2658 TWh, czyli 16% całkowitej energii elektrycznej świata. Dane z 30 września 2007 roku informują, że na świecie pracowało 439 jądrowych reaktorów energetycznych o łącznej mocy około 370 GWe .
W Polsce planowano w latach 80. ubiegłego stulecia budowę około 10 reaktorów energetycznych. Pierwszy miał powstać w miejscowości Żarnowiec na Wybrzeżu, względnie niedaleko Gdańska. Niestety, ulegając naciskom społecznym, rząd polski podjął w 1990 roku decyzję o zaprzestaniu już rozpoczętej budowy. Na poniższych rysunkach przedstawione są mapa topograficzna terenu planowanej elektrowni oraz jej model, będący – oprócz zalanych wodą fundamentów w Żarnowcu – jedyną pozostałością niedoszłego projektu.
Mapa topograficzna terenu planowanego dla Elektrowni Jądrowej
w Żarnowcu
3. Struktura elektrowni jądrowej na przykładzie elektrowni z reaktorem wodnym.
Część jądrowa elektrowni, składa się z trzech zasadniczych elementów:
· reaktora,
· pomp cyrkulacyjnych
· wytwornicy pary.
Budowa typowej elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym ciśnieniowym
Reaktor jądrowy stanowi jedyne źródło ciepła elektrowni jądrowej i jest odpowiednikiem kotła parowego występującego w klasycznej elektrowni węglowej. W wyniku odpowiedniego sterowania praca reaktora, energia cieplna wyzwalana jest w sposób kontrolowany.
4. Zagadnienia fizyczne dotyczące zjawiska rozpadu promieniotwórczego.
Reakcja jądrowa - proces fizyczny zachodzący przy zbliżeniu się dwóch jąder atomowych lub jądra i cząstki elementarnej na odległość rzędu 10-15 m (zasięg sił jądrowych), w następstwie czego powstają na ogół nowe jądra atomowe lub jądra i cząstki elementarne. Można wyróżnić dwa sposoby zwiększenia prawdopodobieństwa zajścia reakcji jądrowej:
a) Poprzez zwiększenie temperatury do kilku milionów stopni, w wyniku czego reagujące ze sobą nukleony osiągną wystarczającą energię kinetyczną, by pokonać swoje wzajemne oddziaływanie elektrostatyczne (tzw. barierę culombowską). Zachodzące wówczas procesy jądrowe nazywamy reakcjami termojądrowymi.
b) Poprzez bombardowanie różnych materiałów lżejszymi cząstkami, np, protonami, deuteronami, bądź cząstkami alfa, które wcześniej przyspiesza się do energii rzędu milionów eV. Reakcje jądrowe mogą zostać wywołane również przez przyspieszone elektrony oraz przez wysoko energetyczne promieniowanie gamma oraz promieniowanie X.
Reakcji rozszczepienia towarzyszy wydzielenie się energii około 200MeV na rozszczepienie, w tym około 180MeV to energia kinetyczna produktów rozszczepienia.
Wizualizacja łańcuchowej reakcji rozszczepienia jądra: jądro 235U rozpada się na dwa fragmenty x, y oraz emituje od 0 do 5 neutronów, które powodują lawinowo rozszczepienia dalszych jąder; zapoczątkowany proces rozchodzi się w czasie w postępie geometrycznym
Jądrowa reakcja łańcuchowa - wywołane neutronami reakcje rozszczepienia ciężkich jąder atomowych, podczas których neutrony wyzwalające się w jednym akcie rozszczepienia wywołują następne akty rozszczepienia .
Przekrój czynny na rozszczepienie - wielkość określająca prawdopodobieństwo zajścia procesu rozszczepienia jąder, przy którym dwa układy fizyczne (czyli jądra oraz bombardujące je neutrony) znajdujące się w pewnym stanie początkowym A przejdą w wyniku zderzenia do pewnego stanu końcowego B. Wartość przekroju czynnego na rozszczepienie zależy od energii bombardujących neutronów.
Niektóre jądra, jak np.: 233U, 235U, 239Pu, ulegają rozszczepieniu w wyniku bombardowania ich neutronami o dowolnych energiach, włącznie z neutronami o energiach nieznacznie różniących się od zera. Inne jądra, jak np.: 232Th, 236U, 238U, rozszczepiają się wówczas, gdy energia neutronów jest większa od pewnej wartości energii zwanej energią progową rozszczepienia.
Masa krytyczna - najmniejsza ilość materiału rozszczepialnego, dla której w określonych warunkach może zajść i utrzymać się jądrowa reakcja łańcuchowa . Przekroczenie przez paliwo wartości odpowiadającej masie krytycznej jest najważniejszym warunkiem rozpoczęcie samopodtrzymującej się reakcji łańcuchowej.
Jej wartość zależy ona od geometrycznych rozmiarów materiału, rodzaju izotopu, zanieczyszczeń oraz domieszek.
5. Budowa i zasada działania reaktora jądrowego. Klasyfikacja reaktorów.
Integralnym elementem elektrowni jądrowej jest reaktor jądrowy, w którym następuje proces inicjacji, kontroli oraz podtrzymywania reakcji łańcuchowych rozpadu jądrowego. W wyniku reakcji rozszczepienia w rdzeniu reaktora jądrowego wytwarza się promieniowanie jądrowe (głównie neutrony i promieniowanie gamma) oraz ciepło. Podczas tej reakcji zostaje utworzonych także wiele nuklidów.
6. Paliwo jądrowe.
Jako paliwo jądrowe stosuje się substancje zawierające izotopy rozszczepialne tj. izotopy ciężkie, których jądra łatwo ulegają rozszczepieniu w wyniku bombardowania neutronami o małych energiach (najczęściej są to np. 235U, 233U, 239Pu, 241Pu).
Aby nie dopuścić do wydostania się na zewnątrz reaktora produktów rozszczepienia, paliwo jądrowe jest zamknięte wewnątrz elementów paliwowych mających najczęściej postać walcowych, kulistych lub płytkowych prętów.
Walcowy element paliwowy składa się ze szczelnej, cienkościennej rurki tzw. koszulki (stopy cyrkonu, stal nierdzewna) oraz z umieszczonych w jej wnętrzu pastylek paliwowych. Zestawy (kilkudziesięciu lub więcej) elementów paliwowych tworzą zespoły - tzw. kasety ...
wiesiek1151