Как работает атомная электростанция? М. В. Рамана и Саян Сейн #TED-Ed

Показать описание

Студия для блоггеров Хромакей https://блог-студия-хромакей.рф/?utm_source=youtube

Способность добывать большое количество энергии из ядер урана привела некоторых к выставлению счетов за ядерную энергию как обильный утопический источник электроэнергии. Но вместо того, чтобы доминировать на мировом рынке электроэнергии, атомная энергетика снизилась с максимума 18% в 1996 году до 11% сегодня. Что случилось с великим обещанием этой технологии? М. В. Рамана и Саджан Сайни подробно описывают проблемы ядерной энергетики. Урок М. В. Рамана и Саджан Сайни, анимация "Деревянные плоские постановки". На второй половине декабря в Чикаго в середине Второй мировой войны, Ученые раскрывались ядро в центре атома урана и превратили ядерную массу в энергию снова и снова. Они сделали это, создав в первый раз цепная реакция внутри нового инженерного чуда: ядерный реактор. С тех пор, способность добывать большие количества энергии из ядер урана привел некоторые счета ядерной энергетики как обильный утопический источник электроэнергии. Современный ядерный реактор вырабатывает достаточно электроэнергии от одного килограмма топлива к власти в средней американской семье в течение почти 34 лет. Но вместо того, доминировать на мировом рынке электроэнергии, атомная энергетика сократилась с рекордно высокими 18% в 1996 году до 11% в настоящее время. И это ожидается дальнейшее падение в ближайшие десятилетия. Что случилось с великим обещанием этой технологии? Оказывается, ядерная энергетика сталкивается со многими препятствиями, включая высокие затраты на строительство и общественная оппозиция. И за этих проблем лежат ряд уникальных инженерных задач. Ядерная энергетика основана на делении ядер урана и цепная реакция контролируется который воспроизводит это расщепление во многих более ядер. Атомное ядро плотно упаковано с протонами и нейтронами связанный с мощной ядерной силой. Большинство атомов урана имеют в общей сложности 238 протонов и нейтронов, но примерно один из каждых 140 не хватает трех нейтронов, и это более легкий изотоп менее тесно связан. По сравнению с более обильным кузеном, забастовка нейтрона легко расщепляется ядра U-235 в более легкие, радиоактивные элементы, называемые продукты деления, В дополнение к двум до трех нейтронов, гамма излучение, и несколько нейтрино. Во время деления, некоторые ядерные массы превращается в энергию. Фракцию из новооткрытых энергетических степеней быстро движущихся нейтронов, и если некоторые из них удар ядра урана, Результаты деления во второй большей генерации нейтронов. Если это второе поколение нейтронов удара больше ядер урана, другие результаты деления в еще большем третьем поколения, и так далее. Но внутри ядерного реактора, эта спиралью цепная реакция укрощается с помощью управляющих стержней из элементов, которые захватывают избыточные нейтроны и держать их количество в чеке. С цепной реакцией контролируемой, реактор потребляет энергию непрерывно и стабильно в течение многих лет. Нейтроны под руководством цепной реакцией является мощным процессом вождения ядерной энергетики, но есть улов, что может привести к в уникальных требований к производству своего топлива. Оказывается, большая часть нейтронов, испускаемых при делении слишком много кинетической энергии быть захвачены ядрами урана. Скорости деления является слишком низкой, и цепная реакция выдыхается. Первый ядерный реактор, построенный в Чикаго использовал графит в качестве замедлителя разбрасывать и замедлять нейтроны достаточно просто увеличить их захват урана и повысить скорость деления. Современные реакторы обычно используют очищенную воду в качестве модератора, но рассеянные нейтроны еще немного слишком быстро. Чтобы компенсировать и поддерживать цепную реакцию, концентрация U-235 обогащена в четыре-семь раз его изобилие природных ресурсов. Сегодня обогащение часто осуществляется путем пропускания газообразного соединения урана через центрифуги отделить легче U-235 от более тяжелого U-238. Но тот же процесс может быть продолжен до очень обогащает U-235 до 130 раз по сравнению с естественным содержанием и создать взрывную цепную реакцию в бомбе. Такие методы, как обработка центрифуги необходимо тщательно регулировать чтобы ограничить распространение оружейного топлива. Помните, что только часть выделившейся энергии деления переходит в ускорение нейтронов. Большая часть ядерной энергии переходит в кинетическую энергию продуктов деления. Те, которые захвачены внутри реактора в виде тепла от хладагента, как правило, очищают воду. Это тепло, в конечном счете используется для привода электрического генератора турбины с помощью пара в непосредственной близости от реактора. Расход воды имеет решающее значение не только для производства электроэнергии, но и для защиты от самых страшных типа аварии реактора, расплавление. Если поток воды останавливается, потому что труба переноски ломается, или насосы, которые толкают его из строя, уран нагревается очень быстро и тает.