Jaderná elektrárna

Jaderná elektrárna

Osnova:
Úvod: Historie vývoje elektrické elektrárny
Stať: K čemu vlastně taková jaderná elektrárna slouží a co to vlastně je.
- Části jaderné elektrárny.
- Princip jaderné elektrárny.
- Jaké nebezpečí nám hrozí a jaké má jaderná elektrárna své nevýhody.

Závěr: Jaderné elektrárny jsou důležité.
Zdroje:
www.ireferaty.cz ;
www.physics.muni.cz
http://cs.wikipedia.org
www.simopt.cz

Jaderná elektrárna

Historie jaderné elektrárny má své základy někde už asi před 2 400 roky, kdy hlásal řecký filosof Demokritos, že se všechno skládá z drobounkých částic. Ale až roku 1808 anglický vědec John Dalton dokázal, že atom existuje. Kolem roku 1909 fyzik Ernrst Rutherford objevil atomové jádro a stal se tak zakladatelem jaderné fyziky. Rutheford se také zabýval výzkumem radioaktivity a radioaktivního záření. Kladně nabité částice byli objeveny v roce 1920 a dostaly název protony. V roce 1932 pak britský fyzik Sir James Chadwick objevil částice bez náboje a nazval je neutrony. Tím byl dokončen obrázek atomu, který se od té doby stal základem našeho chápání hmoty. Od tohoto základu se odvíjely další objevy jako bylo třeba potvrzení radioaktivity určitých prvků a objevení dalších. Na těchto základech byla za II. Světové války roku 1943 vyvinuta jaderná bomba. Roku 1942 uvedl Enrico Fermi do chodu první jaderný reaktor na principu řetězové jaderné reakce. A na tomto dokonalém základě byla po dlouhých letech práce fyziků, matematiků, chemiků a podpůrné skupiny techniků a dělníků mnoha národností vyvinuta jaderná elektrárna.

Jaderná elektrárna vyrábí na svém jednoduchém a přitom dokonalém principu elektrickou energii, která se poté využívá nejen v domácnostech, ale i ve firmách používající stroje využívající ke svému chodu elektrickou energii, školní počítače a další zařízení na pohon elektrickou energií či další její využití.

Jaderná elektrárna pracuje na jednoduchém principu, ale tvoří velmi důležité a nepostradatelné části, jako je jaderný reaktor, aktivní zóna, regulační tyče, havarijní tyče, palivové články, moderátor, parogenerátor, čerpadlo, turbíny, kondenzátory, generátor,transformátor a chladící věže.

Současná jaderná elektrárna používá jako štěpný materiál nejčastěji uran. V přírodním uranu ale na každých 140 atomů s jádrem složeným z 238 nukleonů připadá jediné štěpitelné uranové jádro s 235 nukleony. Proto je v jaderném palivu podíl uranu 235 trochu zvýšen - přírodní uran je obohacen o štěpitelný. Ke zpomalování neutronů a současně k odvádění tepla se užívá nejčastěji obyčejná voda, která je pod zvýšeným tlakem (jako v papiňáku), aby se nevařila. Palivo má podobu tablet spečeného oxidu uranu, nastrkaných do plynotěsných kovových trubiček. Z těch jsou sestaveny palivové články, kolem nichž protéká chladicí voda primárního okruhu. Voda primárního okruhu odevzdává v tepelném výměníku teplo vodě sekundárního okruhu, která odchází jako pára a pohání turbínu. Celý primární okruh je uzavřen do pevné a těsné železobetonové slupky. Jakákoli netěsnost palivových článků může znamenat uvolnění radioaktivních látek do primárního okruhu. Tam jsou však rychle zjištěny a hlavně neohrožují vnější okolí, do kterého zasahuje pouze sekundární okruh. Přidá-li se porucha těsnosti primárního okruhu, zafunguje slupka. Betonová slupka současně chrání reaktor před nebezpečími zvenčí, např. před pádem letadla.

Pro všechny podstatné systémy, například čerpadla primárního okruhu, jejichž selhání by ohrozilo odvod tepla z reaktoru, je v záloze připraveno několik náhradníků. Dlouhá léta historie provozování jaderných elektráren ukazuje, že pro jejich bezpečnost je nejdůležitější obsluha. Ta musí být proto mimořádně kvalitně vyškolena a systém řízení elektrárny zkonstruován tak, aby toho nemohla mnoho zkazit. Vyhořelé palivo z jaderných reaktorů tvoří méně než 1 % objemu všech jaderných odpadů na světě, avšak obsahuje přes 90 % veškeré radioaktivity. Jeden reaktor s výkonem kolem 1000 MW produkuje ročně kolem 30 tun vyhořelého paliva. Protože palivo má vysokou hustotu, představuje to objem jen asi 1,5 m3. Vyhořelé články se z reaktoru vyjmou a pod hladinou vody kanálem převezou do bazénu vyhořelého paliva, který je v reaktorové hale vedle reaktoru. Tam jsou pod vodou uloženy asi 3 až 4 roky. Voda je neustále chladí, protože radioaktivním rozpadem se v nich stále vyvíjí teplo. Jejich radioaktivita klesne mezitím asi na 50 % původní hodnoty. Vyhořelé články se pak vloží do speciálních kontejnerů a odvezou do meziskladu vyhořelého paliva. Zde se skladují řádově několik desítek let.

Ale i přes tohle to všechno nebezpečí převyšuje jejich potřebnost. Kdyby se zastavil chod jaderných elektráren, poklesla by naše vyspělost o dost hlouběji a museli bychom je nahradit elektrárnami využívajícími jiný zdroj. Ale tyhle ty elektrárny by nestačily pro potřebnost civilizace.