Цөмийн эрчим хүчний станц нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх генераторуудыг жолоодохын тулд бензинаар гаргаж авах эрчим хүчийг ашиглана. Хэдийгээр цөмийн эрчим хүч АНУ-д үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний нийт нөөцийн 20 орчим хувийг эзэлдэг ч цөмийн хүчин чадал нь бусад улсад хамгийн өндөр буюу 2010 онд 101 гигаватт хүчин чадалтай юм.
Цөмийн эрчим хүчний нийтлэг бүрэлдэхүүн хэсэг
Цөмийн реакторуудад эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нийтлэг байдаг.
Түлш - Уран, цацраг идэвхит, хүнд металлын хүдэр нь цөмийн реакторуудын хамгийн нийтлэг түлш юм. Ураны баяжуулах үйлдвэрлэлийн дараа уран маш их түлш болдог.
Арилжааны цөмийн реактор ажиллахын тулд хэдэн мянган фунт баяжуулсан ураны түлш шаарддаг. АНУ-ын иргэний атомын цахилгаан станц жилдээ 50 сая фунт ураны (U3O8 эквивалент) түлш худалдан авч, ихэнх нь гадаадаас ирдэг.
Уран нь дэлхий даяар, Казахстан, Канад, Австрали, Африкт байрладаг. АНУ нь ураны шилдэг 10 үйлдвэрлэгчдийн нэг юм.
Хяналтын саваа - Кадьми, hafnium, boron гэх мэт нейтрон шингээлтийн материалаас үүсэх хяналтын саваа нь шаардлагатай тохиолдолд урвалын хурдыг хянах буюу хасахын тулд хяналтын хэсгүүдийг оруулах буюу буцаана.
Зохицуулагч - Реакторын цөм дэх материал нь хуваагдлаас сулждэг нейтроныг удаашруулж улмаар илүү их бохирдлыг үүсгэдэг.
Зохицуулагчид нь ихэвчлэн энгийн (хөнгөн) ус боловч хүнд ус (D20), эсвэл бал чулуу байж болзошгүй.
Хөргөгч - Дулаан дамжуулалтыг дамжуулахын тулд шингэнээр дамжуулж шингэн эсвэл хий юм. Хөнгөн усны реакторуудад усан зохицуулагч нь үндсэн хөргөлтийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Тэсэлгээ - Цацраг идэвхт бодисыг агаар мандалд орохоос сэргийлж цөмийн реакторууд нь төмөр бетон бүтээцэд бэхлэгдсэн байдаг.
Цөмийн энергийн үндсэн процесс
Цөмийн физик нь маш нарийн техник боловч цөмийн эрчим хүчээр цахилгаан үйлдвэрлэх үндсэн үйл явц нь дараах байдалтай байна:
Реакторын цөм нь дулаан, цацраг идэвхтийг атом хуваах гэж нэрлэдэг процесс гэж нэрлэдэг процессоор үүсгэдэг. Реакторын цөмд цөмийн түлш байдаг. Ураны хуваагдлын цөм нь нейтроныг сулруулдаг. Нейтронууд бусад ураны атомуудыг цохих үед тэдгээр цөм хуваагдан нейтронуудыг бусад атомуудыг хаяхад илүү их задрал үүсгэдэг. Энэ тасралтгүй атомын хуваагдал нь гинжин урвал юм.
Уурын хяналттай усны урсацын дулааныг уурын генератор агуулсан даралттай ус реактор (PWR) -тай шууд ус буцалгах реактор (BWR) -ээс шууд гаргаж авах уурыг бий болгодог.
Ууруур нь генераторыг эрх мэдэлтэй турбинийг жолооддог.
Генератор эрчим хүчний сүлжээнд хуваарилдаг цахилгааныг үйлдвэрлэдэг.
Цөмийн реакторын төрөл
Дэлхий дахинд янз бүрийн атомын цахилгаан станцын реакторуудыг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч хамгийн түгээмэл хэлбэр нь даралтат устай реактор (PWR), буцалсан усны реактор (BWR), хөнгөн устай реактор гэж ангилдаг. АНУ-д PWR, BWR нь үйл ажиллагаа явуулж буй хоёр атомын цахилгаан станцын нэг юм.
- Буцалгах усны реактор (BWR) - Энэ төрлийн реакторт рефлекс нь реакторын цөм дэх усыг халаах дулааныг үүсгэдэг. Буцалсан усан цахилгаан станцаас уур үүсгэгч нь генераторыг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд хүргэдэг. 2011 оны 3-р сард болсон газар хөдлөлт, цунамигийн улмаас Японы зүүн хойд хэсэгт байрлах Фукушима Naiси станцын реакторууд BWRs.
- Даралтат усны реактор (PWR) - Энэ төрлийн реактор нь эрчим хүч үйлдвэрлэх хамгийн түгээмэл арга юм. Энэ нь усыг хөргөгч, зохицуулагч байдлаар ашигладаг бөгөөд энэ нь бетоны хурдыг хянах туслах бодис юм. Хаалттай үндсэн хөргөлтийн системд гол дамжих явцад дулааны эрчим хүчээр халсан ус өндөр даралтанд хадгалагдаж, тиймээс энэ нь буцалгаагүй байна. Уур нь хоёрдогч хөргөх хоолойд үйлдвэрлэгдсэн бөгөөд цахилгаан үүсгүүрийг жолооддог турбинийг ашиглахад ашигладаг.
- CANDU ба хүнд устай реакторууд - Эдгээр загвар нь хүнд усыг зохицуулагчаар ашигладаг. Хүнд ус - устөрөгчийн хоёр атомыг сольж дезерериумтай бол - зохицуулагчийн хувьд нейтроныг задлах процессыг удаашруулж, ураны баяжуулсан ураныг баяжуулахын оронд байгалийн ураны хэрэглээг хангадаг.
- Модульчлагдсан реактор - Өндөр температурт реактор нь гели карбидын болон түлшний хэрэглээг багасгахын тулд графит болон цахиурын карбидын шахмал түлшийг хэрэглэдэг өндөр температурт реактор.