Što je nuklearna elektrana u geografiji. Kako radi nuklearna elektrana (NPP)?

Nuklearna elektrana (NPP) je kompleks tehničkih struktura namijenjenih proizvodnji električne energije korištenjem energije oslobođene tijekom kontrolirane nuklearne reakcije.

Uran se koristi kao uobičajeno gorivo za nuklearne elektrane. Reakcija fisije odvija se u glavnoj jedinici nuklearne elektrane – nuklearnom reaktoru.

Reaktor je ugrađen u čelično kućište predviđeno za visoki tlak - do 1,6 x 107 Pa, odnosno 160 atmosfera.
Glavni dijelovi VVER-1000 su:

1. Aktivna zona, gdje se nalazi nuklearno gorivo, dolazi do lančane reakcije nuklearne fisije i oslobađanja energije.
2. Reflektor neutrona koji okružuje jezgru.
3. Rashladna tekućina.
4. Sustav upravljanja zaštitom (CPS).
5. Zaštita od zračenja.

Toplina u reaktoru oslobađa se lančanom reakcijom fisije nuklearnog goriva pod utjecajem toplinskih neutrona. U ovom slučaju nastaju proizvodi nuklearne fisije, među kojima su i krutine i plinovi - ksenon, kripton. Produkti fisije imaju vrlo visoku radioaktivnost, pa se gorivo (kuglice uranovog dioksida) stavlja u zabrtvljene cirkonijeve cijevi - gorivne šipke (gorivi elementi). Ove cijevi su spojene u nekoliko dijelova jedan pored drugog u jedan sklop goriva. Za upravljanje i zaštitu nuklearnog reaktora koriste se kontrolne šipke koje se mogu pomicati po cijeloj visini jezgre. Šipke su napravljene od tvari koje snažno apsorbiraju neutrone - na primjer, bor ili kadmij. Kada su šipke duboko umetnute, lančana reakcija postaje nemoguća, jer se neutroni snažno apsorbiraju i uklanjaju iz reakcijske zone. Šipke se pomiču daljinski s upravljačke ploče. S laganim pomicanjem šipki, proces lanca će se ili razviti ili izblijedjeti. Na taj način se regulira snaga reaktora.

Raspored stanice je dvokružni. Prvi, radioaktivni, krug sastoji se od jednog reaktora VVER 1000 i četiri cirkulacijske rashladne petlje. Drugi krug, neradioaktivni, uključuje parogenerator i vodoopskrbnu jedinicu te jednu turbinsku jedinicu snage 1030 MW. Primarno rashladno sredstvo je voda koja ne kipuće visoke čistoće pod tlakom od 16 MPa s dodatkom otopine borne kiseline, jakog apsorbera neutrona, koja se koristi za regulaciju snage reaktora.

1. Glavne cirkulacijske crpke pumpaju vodu kroz jezgru reaktora, gdje se zagrijava do temperature od 320 stupnjeva zbog topline nastale tijekom nuklearne reakcije.
2. Zagrijana rashladna tekućina predaje svoju toplinu vodi sekundarnog kruga (radnoj tekućini), isparavajući je u generatoru pare.
3. Ohlađena rashladna tekućina ponovno ulazi u reaktor.
4. Generator pare proizvodi zasićenu paru pod pritiskom od 6,4 MPa, koja se dovodi u parna turbina.
5. Turbina pokreće rotor električnog generatora.
6. Ispušna para se kondenzira u kondenzatoru i pumpom za kondenzat ponovno dovodi u generator pare. Za održavanje konstantnog tlaka u krugu ugrađen je kompenzator volumena pare.
7. Toplina kondenzacije pare odvodi se iz kondenzatora cirkulirajućom vodom, koja se dovodi pumpom za napajanje iz bazena hladnjaka.
8. I prvi i drugi krug reaktora su zabrtvljeni. Time se osigurava sigurnost reaktora za osoblje i javnost.

Ako nije moguće koristiti veliku količinu vode za kondenzaciju pare, umjesto u rezervoaru, voda se može hladiti u posebnim rashladnim tornjevima (rashladnim tornjevima).

Sigurnost i ekološka prihvatljivost rada reaktora osiguravaju se strogim pridržavanjem propisa (pogonskih pravila) i velikom količinom upravljačke opreme. Sve je to dizajnirano za promišljene i učinkovito upravljanje reaktor.
Hitna zaštita nuklearnog reaktora je skup uređaja namijenjenih brzom zaustavljanju lančane nuklearne reakcije u jezgri reaktora.

Aktivna zaštita od nužde automatski se aktivira kada jedan od parametara nuklearnog reaktora dosegne vrijednost koja bi mogla dovesti do nesreće. Takvi parametri mogu uključivati: temperaturu, tlak i protok rashladnog sredstva, razinu i brzinu povećanja snage.

Izvršni elementi zaštite u nuždi su u većini slučajeva šipke s tvari koja dobro apsorbira neutrone (bor ili kadmij). Ponekad se, kako bi se reaktor zatvorio, tekući apsorber ubrizgava u petlju rashladnog sredstva.

Osim aktivne zaštite, mnoge moderni projekti uključuju i elemente pasivne zaštite. Na primjer, moderne verzije reaktora VVER uključuju "sustav hlađenja jezgre u hitnim slučajevima" (ECCS) - posebne spremnike s borna kiselina koji se nalazi iznad reaktora. U slučaju najveće projektirane nesreće (puknuće prvog rashladnog kruga reaktora), sadržaj ovih spremnika gravitacijom završava u jezgri reaktora, a lančana nuklearna reakcija se gasi velikom količinom tvari koja sadrži bor , koji dobro apsorbira neutrone.

Prema “Pravilima nuklearne sigurnosti za reaktorska postrojenja nuklearnih elektrana” barem jedan od predviđenih sustava za gašenje reaktora mora obavljati funkciju zaštite od nužde (EP). Zaštita u nuždi mora imati najmanje dvije neovisne skupine radnih elemenata. Na signal AZ, radni dijelovi AZ moraju se aktivirati iz bilo kojeg radnog ili međupoložaja.
AZ oprema mora se sastojati od najmanje dva neovisna kompleta.

Svaki komplet AZ opreme mora biti projektiran na način da je osigurana zaštita u rasponu promjena gustoće toka neutrona od 7% do 120% nominalne:
1. Po gustoći toka neutrona - ne manje od tri neovisna kanala;
2. Prema brzini povećanja gustoće toka neutrona - ne manje od tri neovisna kanala.

Svaki komplet opreme za zaštitu od nužde mora biti projektiran na način da se u cijelom rasponu promjena tehnoloških parametara utvrđenih u projektu reaktorskog postrojenja (RP) zaštita od nužde osigura s najmanje tri neovisna kanala za svaki tehnološki parametar. za koje je potrebna zaštita.

Upravljačke naredbe svakog skupa za AZ aktuatore moraju se prenositi kroz najmanje dva kanala. Kada se jedan kanal u jednom od skupova AZ opreme isključi iz rada, a da se ovaj set ne isključi iz rada, treba automatski generirati alarmni signal za taj kanal.

Zaštita u nuždi mora se aktivirati barem u sljedećim slučajevima:
1. Nakon postizanja AZ postavke za gustoću toka neutrona.
2. Nakon postizanja AZ postavke za brzinu povećanja gustoće toka neutrona.
3. Ako napon nestane u bilo kojem kompletu opreme za zaštitu od nužde i CPS sabirnicama za napajanje koje nisu isključene iz pogona.
4. U slučaju kvara bilo koja dva od tri zaštitna kanala za gustoću toka neutrona ili za brzinu porasta toka neutrona u bilo kojem kompletu AZ opreme koji nije isključen iz rada.
5. Kada su AZ postavke dostignute tehnološkim parametrima za koje je potrebno provesti zaštitu.
6. Prilikom aktiviranja AZ ključem iz kontrolne točke bloka (BCP) ili rezervne kontrolne točke (RCP).

Materijal su pripremili online urednici www.rian.ru na temelju informacija RIA Novosti i otvorenih izvora

Nuklearni reaktor radi glatko i učinkovito. U suprotnom, kao što znate, bit će problema. Ali što se događa unutra? Pokušajmo formulirati princip rada nuklearnog (nuklearnog) reaktora kratko, jasno, sa zaustavljanjima.

U biti, tamo se događa isti proces kao i tijekom nuklearne eksplozije. Samo što se eksplozija događa vrlo brzo, ali u reaktoru se sve to proteže dugo. Kao rezultat toga, sve ostaje sigurno i zdravo, a mi primamo energiju. Ne toliko da bi sve okolo odjednom bilo uništeno, ali sasvim dovoljno da se grad opskrbi strujom.


Prije nego što shvatite kako dolazi do kontrolirane nuklearne reakcije, morate znati što je to. nuklearna reakcija uopće.

Nuklearna reakcija je proces transformacije (fisije) atomskih jezgri u interakciji s elementarnim česticama i gama kvantima.

Nuklearne reakcije mogu se odvijati i uz apsorpciju i uz oslobađanje energije. Reaktor koristi druge reakcije.

Nuklearni reaktor je uređaj čija je namjena održavanje kontrolirane nuklearne reakcije uz oslobađanje energije.

Često se nuklearni reaktor naziva i atomski reaktor. Napominjemo da ovdje nema temeljne razlike, ali sa stajališta znanosti ispravnije je koristiti riječ "nuklearno". Danas postoje mnoge vrste nuklearnih reaktora. To su ogromni industrijski reaktori dizajnirani za proizvodnju energije u elektranama, nuklearni reaktori podmornica, mali eksperimentalni reaktori koji se koriste u znanstvenim eksperimentima. Postoje čak i reaktori koji se koriste za desalinizaciju morske vode.


Povijest stvaranja nuklearnog reaktora

Prvi nuklearni reaktor pušten je u rad ne tako davne 1942. godine. To se dogodilo u SAD-u pod vodstvom Fermija. Ovaj reaktor nazvan je "Chicago Woodpile".

Godine 1946. počeo je s radom prvi sovjetski reaktor, pokrenut pod vodstvom Kurčatova. Tijelo ovog reaktora bilo je lopta promjera sedam metara. Prvi reaktori nisu imali sustav hlađenja, a snaga im je bila minimalna. Usput, sovjetski reaktor imao je prosječnu snagu od 20 Watt, a američki - samo 1 Watt. Za usporedbu: prosječna snaga modernih energetskih reaktora je 5 gigavata. Manje od deset godina nakon puštanja u rad prvog reaktora, u gradu Obninsku otvorena je prva svjetska industrijska nuklearna elektrana.


Princip rada nuklearnog (nuklearnog) reaktora

Svaki nuklearni reaktor ima nekoliko dijelova: jezgra S gorivo I moderator , reflektor neutrona , rashladna tekućina , sustav upravljanja i zaštite . Izotopi se najčešće koriste kao gorivo u reaktorima. uran (235, 238, 233), plutonij (239) i torij (232). Jezgra je kotao kroz koji teče obična voda (rashladno sredstvo). Među ostalim rashladnim tekućinama, "teška voda" i tekući grafit se rjeđe koriste. Ako govorimo o radu nuklearnih elektrana, tada se nuklearni reaktor koristi za proizvodnju topline. Sama električna energija se proizvodi na isti način kao i kod drugih tipova elektrana - para vrti turbinu, a energija kretanja se pretvara u električnu energiju.

Ispod je dijagram rada nuklearnog reaktora.


Kao što smo već rekli, raspadom teške jezgre urana nastaju lakši elementi i nekoliko neutrona. Nastali neutroni sudaraju se s drugim jezgrama, također uzrokujući njihovu fisiju. Istovremeno, broj neutrona raste poput lavine.

Ovdje treba spomenuti faktor množenja neutrona . Dakle, ako ovaj koeficijent prijeđe vrijednost jednaku jedan, dolazi do nuklearne eksplozije. Ako je vrijednost manja od jedan, ima premalo neutrona i reakcija se gasi. Ali ako održavate vrijednost koeficijenta jednaku jedan, reakcija će se nastaviti dugo i stabilno.


Pitanje je kako to učiniti? U reaktoru se gorivo nalazi u tzv gorivi elementi (TVELakh). To su štapići koji u obliku malih tableta sadrže nuklearno gorivo . Gorive šipke spojene su u kazete šesterokutnog oblika, kojih u reaktoru može biti na stotine. Kasete s gorivim šipkama raspoređene su okomito, a svaka gorivna šipka ima sustav koji vam omogućuje podešavanje dubine uranjanja u jezgru. Osim samih kazeta, uključuju kontrolne šipke I šipke za hitnu zaštitu . Šipke su izrađene od materijala koji dobro upija neutrone. Stoga se kontrolne šipke mogu spuštati na različite dubine u jezgri, čime se podešava faktor umnožavanja neutrona. Šipke za hitne slučajeve dizajnirane su za gašenje reaktora u slučaju opasnosti.


Kako se pokreće nuklearni reaktor?

Sam princip rada smo shvatili, ali kako pokrenuti i osposobiti reaktor da radi? Grubo rečeno, evo ga - komad urana, ali u njemu lančana reakcija ne počinje sama od sebe. Poanta je u tome da u nuklearna fizika postoji koncept kritična masa .


Kritična masa je masa fisibilnog materijala potrebna za pokretanje nuklearne lančane reakcije.

Uz pomoć gorivih i upravljačkih šipki u reaktoru se prvo stvara kritična masa nuklearnog goriva, a zatim se reaktor u nekoliko stupnjeva dovodi na optimalnu snagu.

U ovom članku pokušali smo vam dati opću ideju o strukturi i principu rada nuklearnog (nuklearnog) reaktora. Ako imate pitanja o ovoj temi ili vam je postavljen problem iz nuklearne fizike na sveučilištu, obratite se stručnjacima naše tvrtke. Kao i obično, spremni smo vam pomoći u rješavanju bilo kojeg hitnog problema u vezi s vašim studijem. I kad smo već kod toga, evo još jednog obrazovnog videa za vašu pozornost!

U kojoj se zemlji pojavila prva nuklearna elektrana na svijetu? Tko je i kako stvorio pionira u tom području nuklearna energija? Koliko nuklearnih elektrana ima u svijetu? Koja nuklearna elektrana se smatra najvećom i najsnažnijom? Želite znati? Sve ćemo vam reći!

Preduvjeti za stvaranje prve nuklearne elektrane u svijetu

Proučavanje atomskih reakcija provodi se od početka 20. stoljeća u svim razvijenim zemljama svijeta. Da su ljudi uspjeli podjarmiti energiju atoma prvi put su objavili u Sjedinjenim Američkim Državama, kada su 6. kolovoza 1945. proveli testove bacanjem atomske bombe na japanske gradove Hirošimu i Nagasaki. Paralelno su se provodila istraživanja o korištenju atoma u miroljubive svrhe. Do ovakvih događaja došlo je iu SSSR-u.

U SSSR-u se pojavila prva nuklearna elektrana na svijetu. Nuklearni potencijal nije korišten u vojne, već u miroljubive svrhe.

Još u 40-ima Kurčatov je govorio o potrebi mirnog proučavanja atoma kako bi se izvukla njegova energija za dobrobit ljudi. Ali pokušaje stvaranja nuklearne energije prekinuo je Lavrentij Berija; tih je godina upravo on nadgledao projekte proučavanja atoma. Berija je vjerovao da bi atomska energija mogla biti najmoćnije oružje na svijetu, sposobno učiniti SSSR nepobjedivom silom. Pa, zapravo, nije pogriješio oko najjačeg oružja...

Nakon eksplozija u Kheroshimi i Nagasakiju, SSSR je započeo intenzivno proučavanje nuklearne energije. Nuklearno oružje u tom je trenutku bilo jamac sigurnosti zemlje. Nakon testiranja sovjetskog nuklearnog oružja na poligonu Semipalatinsk, u SSSR-u je započeo aktivan razvoj nuklearne energije. Nuklearno oružje je već bilo stvoreno i testirano; bilo je moguće usredotočiti se na korištenje atoma u miroljubive svrhe.

Kako je nastala prva nuklearna elektrana na svijetu?

Za atomski projekt SSSR-a 1945.-1946. stvorena su 4 laboratorija za nuklearnu energiju. Prvi i četvrti u Sukhumiju, drugi u Snežinsku i treći kod stanice Obninskaja u Kaluškoj oblasti, zvao se Laboratorij B. Danas je to Institut za fiziku i energetiku nazvan po. Leiputsky.

Prva nuklearna elektrana na svijetu zvala se Obninsk.

Nastala je uz sudjelovanje njemačkih fizičara, koji su nakon završetka rata dobrovoljno i prisilno otpušteni iz Njemačke na rad u atomskim laboratorijima Unije, a isto je učinjeno i s njemačkim znanstvenicima u SAD-u. Jedan od dolazaka bio je nuklearni fizičar Hines Pose, koji je neko vrijeme vodio Obninsk laboratorij V. Dakle, prva nuklearna elektrana svoje otkriće duguje ne samo sovjetskim, već i njemačkim znanstvenicima.

Prva nuklearna elektrana na svijetu razvijena je u Kurčatovom laboratoriju br. 2 i u NIIkhimmashu pod vodstvom Nikolaja Dolležala. Dollezhal je imenovan glavnim projektantom nuklearnog reaktora buduće nuklearne elektrane. Prva nuklearna elektrana na svijetu stvorena je u laboratoriju B u Obninsku, sve radove nadzirao je sam Igor Vasiljevič Kurčatov, koji se smatrao "ocem atomske bombe", a sada su ga htjeli učiniti ocem nuklearne energije.

Početkom 1951. projekt nuklearne elektrane bio je tek u fazi razvoja, ali se zgrada za nuklearnu elektranu već počela graditi. Već su postojale teške konstrukcije od željeza i betona koje se nisu mogle mijenjati ni proširivati, a nuklearni reaktor još uvijek nije bio u potpunosti projektiran. Kasnije će građevinari imati još jednu glavobolju - ubacivanje nuklearnog postrojenja u već dovršenu zgradu.

Zanimljivo je da je prva nuklearna elektrana na svijetu projektirana na način da gorivne šipke – tanke cijevi koje se postavljaju u nuklearno postrojenje – nisu sadržavale uranove kuglice, kao danas, već uranov prah, napravljen od legura urana. i molibden. Prvih 512 gorivnih šipki za pokretanje nuklearne elektrane napravljeno je u tvornici u gradu Elektrostalu, a svaka od njih testirana je na čvrstoću, ručno. Topla voda potrebne temperature ulivena je u gorivni element; znanstvenici su utvrdili može li metal izdržati visoke temperature. U prvim serijama gorivih šipki bilo je mnogo neispravnih proizvoda.

Zanimljivosti o prvoj nuklearnoj elektrani na svijetu

  1. Nuklearna elektrana Obninsk, prva nuklearna elektrana u SSSR-u, bila je opremljena nuklearnim reaktorom koji se zvao AM. Isprva su ta slova dešifrirana kao "morski atom", jer planirali su koristiti instalaciju na nuklearnim podmornicama, no kasnije se pokazalo da je dizajn prevelik i težak za podmornicu i AM se počeo dešifrirati kao "miroljubivi atom".
  2. Prva nuklearna elektrana na svijetu izgrađena je u rekordnom roku kratki rokovi. Od početka izgradnje do puštanja u pogon prošle su samo 4 godine.
  3. Prema projektu, prva nuklearna elektrana koštala je 130 milijuna rubalja. U našem novcu to je oko 4 milijarde rubalja. Upravo je toliki iznos izdvojen za njegovo projektiranje i izgradnju.

Pokretanje prve nuklearne elektrane na svijetu

Lansiranje prve svjetske nuklearne elektrane dogodilo se 9. svibnja 1954., nuklearna elektrana radila je u stanju mirovanja. 26. lipnja 1954. godine dao je prvu električnu struju, a izvršeno je i energetsko lansiranje.
Koju je snagu proizvodila prva nuklearna elektrana u SSSR-u? Samo 5 MW - prva nuklearna elektrana radila je tako malom snagom.

Svjetska javnost je s ponosom i slavljem primila vijest da je puštena u rad prva nuklearna elektrana na svijetu. Čovjek je prvi put u svijetu upotrijebio atomsku energiju u miroljubive svrhe, što je otvorilo velike perspektive i mogućnosti daljnjeg razvoja energetike. Nuklearni fizičari diljem svijeta nazvali su lansiranje postaje Obninsk početkom nove ere.

Tijekom rada prva nuklearna elektrana na svijetu mnogo je puta otkazivala, instrumenti su se iznenada kvarili i davali znak za hitno gašenje nuklearnog reaktora. Zanimljivo, prema uputama, za ponovno pokretanje reaktora potrebno je 2 sata, ali su radnici stanice naučili ponovno pokrenuti mehanizam za 15-20 minuta.

Ovako brza reakcija bila je neophodna. I to ne zato što nisam htio prekinuti isporuku električne energije, nego zato što je prva nuklearna elektrana na svijetu postala svojevrsni izložbeni eksponat i strani su znanstvenici gotovo svaki dan dolazili proučavati rad stanice. Pokazati da mehanizam ne funkcionira znači upasti u velike probleme.

Posljedice pokretanja prve nuklearne elektrane u svijetu

Na Ženevskoj konferenciji 1955. godine sovjetski znanstvenici su objavili da su prvi put u svijetu izgradili industrijsku nuklearnu elektranu. Nakon referata, publika je fizičare ispratila stojećim pljeskom, iako je pljesak zabranjen pravilima skupa.

Nakon pokretanja prve nuklearne elektrane započela su aktivna istraživanja primjene nuklearnih reakcija. Pojavili su se projekti nuklearnih automobila i zrakoplova, energija atoma će se čak koristiti u borbi protiv žitnih nametnika i za sterilizaciju medicinskih materijala.

Nuklearna elektrana Obninsk postala je svojevrsni poticaj za otvaranje nuklearnih elektrana diljem svijeta. Proučavajući njegov model, bilo je moguće projektirati nove stanice i unaprijediti njihov rad. Osim toga, pomoću dijagrama rada nuklearnih elektrana projektiran je nuklearni ledolomac i poboljšanu nuklearnu podmornicu.

Prva nuklearna elektrana radila je 48 godina. Godine 2002. njezin je nuklearni reaktor zatvoren. Danas se na području nuklearne elektrane Obninsk nalazi svojevrsni muzej nuklearne energije, koji posjećuju i obični školarci i poznate ličnosti na izletima. Primjerice, engleski princ Michael od Kenta nedavno je došao u nuklearnu elektranu Obninsk. Godine 2014. prva nuklearna elektrana proslavila je 60. obljetnicu.

Otvaranje svjetskih nuklearnih elektrana

Prva nuklearna elektrana u SSSR-u postala je početak dugog lanca otkrića novih nuklearnih elektrana u svijetu. Nove nuklearne elektrane koristile su sve naprednije i snažnije nuklearne reaktore. Nuklearna elektrana od 1000 MW postala je uobičajeni prizor u modernom svijetu električne energije.

Prva nuklearna elektrana na svijetu radila je s grafitno-vodenim nuklearnim reaktorom. Nakon toga su mnoge zemlje počele eksperimentirati s dizajnom nuklearnih reaktora i izumile su nove vrste istih.

  1. Godine 1956. otvorena je prva nuklearna elektrana u svijetu s reaktorom hlađenim plinom, nuklearna elektrana Calder Hall u SAD-u.
  2. Godine 1958. u SAD-u je otvorena nuklearna elektrana Shippingport, ali s vodenim reaktorom pod tlakom.
  3. Prva nuklearna elektrana s kipućim nuklearnim reaktorom je nuklearna elektrana u Dresdenu, otvorena u SAD-u 1960. godine.
  4. Kanađani su 1962. izgradili nuklearnu elektranu s reaktorom na tešku vodu.
  5. A 1973. nuklearna elektrana Ševčenko, izgrađena u SSSR-u, ugledala je svjetlo dana - bila je to prva nuklearna elektrana s oplodnim reaktorom.

Nuklearna energija danas

Koliko nuklearnih elektrana ima u svijetu? 192 nuklearne elektrane. Danas svjetska karta nuklearnih elektrana pokriva 31 državu. U svim zemljama svijeta postoji 450 agregata, au izgradnji je još 60 agregata. Sve nuklearne elektrane u svijetu imaju ukupnu snagu od 392.082 MW.

Nuklearne elektrane u svijetu koncentrirane su uglavnom u Sjedinjenim Državama. Amerika je vodeća po instaliranoj snazi, ali u ovoj zemlji nuklearna energija čini samo 20% cjelokupnog energetskog sustava. 62 američke nuklearne elektrane imaju ukupni kapacitet od 100.400 MW.

Drugo mjesto po instaliranoj snazi ​​zauzima lider nuklearnih elektrana u Europi – Francuska. Nuklearna energija u ovoj je zemlji nacionalni prioritet i čini 77% ukupne proizvodnje električne energije. U Francuskoj postoji 19 nuklearnih elektrana ukupne snage 63 130 MW.

Francuska je također dom nuklearne elektrane s najsnažnijim reaktorima na svijetu. U nuklearnoj elektrani Sivo rade dva agregata voda-voda. Snaga svakog od njih je 1561 MW. Nijedna nuklearna elektrana na svijetu ne može se pohvaliti tako snažnim reaktorima.
Japan zauzima treće mjesto na ljestvici "najnaprednijih" zemalja u nuklearnoj energiji. Upravo u Japanu nalazi se najjača nuklearna elektrana na svijetu. ukupan broj energije proizvedene u nuklearnim elektranama.

Prva nuklearna elektrana u Rusiji

Bilo bi pogrešno prilijepiti oznaku "prva nuklearna elektrana u Rusiji" za NE Obninsk, jer Na njegovom stvaranju radili su sovjetski znanstvenici koji su došli iz cijelog SSSR-a, pa čak i izvan njegovih granica. Nakon raspada Unije 1991. godine svi nuklearni kapaciteti počeli su pripadati već neovisnim državama na čijem su teritoriju bili smješteni.

Nakon raspada SSSR-a neovisna Rusija naslijedila je 28 nuklearnih reaktora ukupne snage 20.242 MW. Od stjecanja neovisnosti Rusi su otvorili još 7 blokova ukupne snage 6964 MW.

Teško je odrediti gdje je otvorena prva nuklearna elektrana u Rusiji, jer Uglavnom, ruski nuklearni znanstvenici otvaraju nove reaktore u postojećim nuklearnim elektranama. Jedina stanica, čije su sve jedinice otvorene u neovisnoj Rusiji, je NE Rostov, koja se može nazvati "prvom nuklearnom elektranom u Rusiji".

Prva nuklearna elektrana u Rusiji projektirana je i izgrađena još u sovjetsko vrijeme 1977. godine; građevinski radovi, 1979. njezin je projekt konačno odobren. Da, nismo ništa pomiješali; radovi u Rostovskoj nuklearnoj elektrani su počeli prije nego što su znanstvenici dovršili konačni projekt. Godine 1990. izgradnja je zamrznuta, i to unatoč činjenici da je 1. blok kolodvora bio 95% spreman.

Izgradnja NE Rostov nastavljena je tek 2000. godine. U ožujku 2001. službeno je počela s radom prva nuklearna elektrana u Rusiji, ali za sada s jednim nuklearnim reaktorom umjesto predviđena četiri. Drugi agregat elektrane počeo je s radom 2009., a treći 2014. godine. Godine 2015. prva nuklearna elektrana neovisne Rusije dobila je 4. energetsku jedinicu, koja, usput, još nije dovršena i puštena u rad.

Prva nuklearna elektrana u Rusiji nalazi se u Rostovskoj oblasti u blizini grada Volgodonska.

Američka nuklearna elektrana

Ako se prva nuklearna elektrana u SSSR-u pojavila 1954., tada je karta nuklearnih elektrana u Americi nadopunjena tek 1958. S obzirom na kontinuirano natjecanje između Sovjetskog Saveza i Sjedinjenih Država u području energije (i ne samo energije) , 4 godine je bio ozbiljan zaostatak.

Prva nuklearna elektrana u Sjedinjenim Državama bila je nuklearna elektrana Shippingport u Pennsylvaniji. Prva nuklearna elektrana u SSSR-u imala je snagu od samo 5 MW, Amerikanci su otišli dalje, a Shippingport je već imao 60 MW snage.
Aktivna gradnja američkih nuklearnih elektrana nastavljena je do 1979. godine, kada se dogodila nesreća na stanici Three Mile Island, gdje se nuklearno gorivo rastopilo zbog grešaka radnika stanice. Nesreća u ovoj američkoj nuklearnoj elektrani rješavala se 14 godina, a trebalo je više od milijardu dolara. Nesreća na otoku Three Mile privremeno je zaustavila razvoj nuklearne energije u Americi. Međutim, danas SAD ima najveći broj nuklearnih elektrana na svijetu.

Od lipnja 2016. karta američkih nuklearnih elektrana uključuje 100 nuklearnih reaktora ukupnog kapaciteta 100,4 GW. U izgradnji su još 4 reaktora ukupnog kapaciteta 5 GW. Američke nuklearne elektrane proizvode 20% ukupne električne energije u ovoj zemlji.

Najjača nuklearna elektrana u Sjedinjenim Američkim Državama danas je Nuklearna elektrana Palo Verde, koja može opskrbljivati ​​strujom 4 milijuna ljudi i proizvoditi kapacitet od 4174 MW. Usput, američka nuklearna elektrana Palo Verde također je uključena u top "Najveće nuklearne elektrane na svijetu". Tamo je ova nuklearna stanica na 9. mjestu.

Najveće nuklearne elektrane na svijetu

Nuklearna elektrana od 1000 W nekada se činila nedostižnim vrhuncem nuklearne znanosti. Danas karta nuklearnih elektrana u svijetu uključuje goleme divove nuklearne energije kapaciteta 6, 7, 8 tisuća megavata. Koje su to, najveće nuklearne elektrane na svijetu?

Najveće i najjače nuklearne elektrane na svijetu danas uključuju:

  1. Nuklearna elektrana Paluel u Francuskoj. Ova nuklearna elektrana radi na 4 bloka ukupne snage 5.528 MW.
  2. Francuska nuklearna elektrana Gravelines. Ova nuklearna elektrana u sjevernoj Francuskoj smatra se najvećom i najsnažnijom u svojoj zemlji. U ovoj nuklearnoj elektrani radi 6 reaktora ukupne snage 5460 MW.
  3. Nuklearna elektrana Hanbit (poznata i kao Yongwan) nalazi se na jugozapadu Južne Koreje na obali Žutog mora. Njegovih 6 nuklearnih reaktora daje snagu od 5875 MW. Zanimljivo je da je nuklearna elektrana Yongwan preimenovana u Hanbit na zahtjev ribara grada Yongwan, gdje se stanica nalazi. Prodavači ribe nisu htjeli da se njihovi proizvodi diljem svijeta povezuju s nuklearnom energijom i zračenjem. To im je smanjilo profit.
    4. Nuklearna elektrana Hanul (bivša nuklearna elektrana Hulchin) također je južnokorejska nuklearna elektrana. Zanimljivo je da je nuklearna elektrana Hanbit veća za samo 6 MW. Tako je kapacitet stanice Hanul 5.881 MW.
    5. Zaporoška NE je najjača nuklearna elektrana u Europi, Ukrajini i cijelom postsovjetskom prostoru. Ova stanica se nalazi u gradu Energodaru. 6 nuklearnih reaktora daje snagu od 6000 MW. Izgradnja NE Zaporožje započela je 1981., a puštena je u rad 1984. godine. Danas ova stanica proizvodi petinu ukupne ukrajinske električne energije i polovicu cjelokupne nuklearne energije u zemlji.

Najjača nuklearna elektrana na svijetu

Nuklearna elektrana Kashiwazaki-Kariwa - ovo je zamršeno ime najsnažnije nuklearne elektrane. Upravlja s 5 reaktora s kipućom vodom i dva napredna reaktora s kipućom vodom. Ukupna im je snaga 8.212 MW (usporedbe radi, znamo da je prva nuklearna elektrana na svijetu imala snagu samo 5 MW). Najjača nuklearna elektrana na svijetu građena je od 1980. do 1993. godine. Evo nekoliko zanimljive činjenice o ovoj nuklearnoj elektrani.

  1. Kao posljedica snažnog potresa 2007. godine, Kashiwazaki-Kariwa je pretrpjela mnoga različita oštećenja, nekoliko kontejnera s niskoradioaktivnim otpadom se prevrnulo, a radioaktivna voda iscurila je u more. Zbog potresa su oštećeni filteri nuklearne elektrane, a iz stanice je izlazila radioaktivna prašina.
  2. Ukupna šteta od potresa u Japanu 2007. godine procjenjuje se na 12 i pol milijardi dolara. Od toga je 5,8 milijardi gubitaka odnijela na popravak najjača nuklearna elektrana na svijetu Kashiwazaki-Kariwa.
  3. Zanimljivo, do 2011. godine najsnažnijom nuklearnom elektranom mogla se nazivati ​​još jedna japanska nuklearna elektrana. Fukushima 1 i Fukushima 2 bile su zapravo jedna nuklearna elektrana i zajedno su proizvodile 8.814 MW.
  4. Velika ukupna snaga nuklearne elektrane ne znači da koristi najjače nuklearne reaktore. Najveća snaga jednog od reaktora u Kashiwazaki-Kariwa je 1315 MW. Stanica postiže veliku ukupnu snagu zahvaljujući tome što u njoj radi 7 nuklearnih reaktora.

Prošlo je više od 60 godina od otvaranja prve nuklearne elektrane u svijetu. Tijekom tog vremena nuklearna energija je jako napredovala, razvijajući nove vrste nuklearnih reaktora i povećavajući snagu nuklearnih elektrana tisućama puta. Danas su svjetske nuklearne elektrane ogromno energetsko carstvo koje svakim danom sve više raste. Uvjereni smo da je stanje nuklearnih elektrana u svijetu danas daleko od granice. Nuklearna energija ima veliku i svijetlu budućnost.


Nuklearna elektrana i njena struktura:

Nuklearna elektrana (NPP) je nuklearno postrojenje čija je namjena proizvodnja električne energije.

– stroj za izvođenje preopterećenja gorivo(stroj za pretovar).

Radom ove opreme upravlja osoblje – operateri koji za te potrebe koriste blokovnu kontrolnu ploču.

Ključni element reaktora je zona koja se nalazi u betonskom oknu. Također uključuje sustav koji pruža upravljačke i zaštitne funkcije; uz njegovu pomoć možete odabrati način na koji bi se trebala odvijati kontrolirana lančana reakcija fisije. Sustav također pruža zaštitu u hitnim slučajevima, koja vam omogućuje brzo zaustavljanje reakcije u slučaju hitne situacije.

U drugoj zgradi nuklearna elektrana nalazi se turbinska dvorana u kojoj su smješteni turbina i generatori pare. Osim toga, postoji i zgrada u kojoj se vrši pretovar nuklearnog goriva, a istrošeno nuklearno gorivo se skladišti u posebno dizajniranim bazenima.

Na teritoriju nuklearna elektrana nalaze se kondenzatori, kao i rashladni tornjevi, rashladni bazen i prskalica, koji su komponente obrnuti sustav hlađenje. Rashladni tornjevi su tornjevi izrađeni od betona u obliku krnjeg stošca; prirodni ili umjetni rezervoar može poslužiti kao ribnjak. nuklearna elektrana opremljena dalekovodima visokog napona koji se protežu izvan granica njezina teritorija.

Izgradnja prve u svijetu nuklearna elektrana započeta je 1950. u Rusiji, a dovršena četiri godine kasnije. Za projekt je odabrano područje u blizini sela. Obninsky (regija Kaluga).

Međutim, električna energija je prvi put proizvedena u Sjedinjenim Državama 1951. godine; prvi uspješan slučaj dobivanja zabilježen je u državi Idaho.

U oblasti proizvodnje struja Prednjače SAD, gdje se godišnje proizvede više od 788 milijardi kW/h. Popis lidera u smislu proizvodnje uključuje i Francusku, Japan, Njemačku i Rusiju.


Princip rada nuklearne elektrane:

Energija se proizvodi pomoću reaktor, u kojem se odvija proces nuklearne fisije. U ovom slučaju, teška jezgra se raspada na dva fragmenta, koji, budući da su u vrlo pobuđenom stanju, emitiraju neutrone (i druge čestice). Neutroni, pak, uzrokuju nove procese fisije, koji emitiraju još više neutrona. Ovaj kontinuirani proces raspada naziva se nuklearna lančana reakcija, čija je karakteristika oslobađanje velike količine energije. Proizvodnja ove energije je svrha rada nuklearna elektrana(NPP).

Proces proizvodnje uključuje sljedeće faze:

  1. 1. pretvorba nuklearne energije u toplinsku;
  2. 2. pretvorba toplinske energije u mehaničku;
  3. 3. pretvorba mehaničke energije u električnu.

U prvoj fazi u reaktor učitavanje kernela u tijeku gorivo(uran-235) za pokretanje kontrolirane lančane reakcije. Gorivo oslobađa toplinske ili spore neutrone, što rezultira oslobađanjem značajnih količina topline. Za odvođenje topline iz jezgre reaktora koristi se rashladno sredstvo koje se provodi kroz cijeli volumen jezgre. Može biti u tekućem ili plinovitom obliku. U nastajanju toplinska energija dalje služi za stvaranje pare u generatoru pare (izmjenjivaču topline).

U drugom stupnju para se dovodi u turbogenerator. Ovdje se toplinska energija pare pretvara u mehaničku energiju – energiju rotacije turbine.

U trećoj fazi, uz pomoć generatora, mehanička energija rotacije turbine pretvara se u električnu energiju, koja se zatim šalje potrošačima.

Klasifikacija nuklearnih elektrana:

Nuklearne elektrane klasificirani prema vrsti reaktora koji u njima rade. Postoje dvije glavne vrste nuklearnih elektrana:

– s reaktorima koji koriste toplinske neutrone (nuklearni reaktor voda-voda, reaktor kipuća voda-voda, nuklearni reaktor teške vode, grafit-plin nuklearni reaktor, nuklearni reaktor s grafitnom vodom i drugi reaktori s toplinskim neutronom);

– s reaktorima koji koriste brze neutrone (reaktori na brze neutrone).

Prema vrsti proizvedene energije razlikuju se dvije vrste atomski elektrane :

nuklearna elektrana za proizvodnju električne energije;

– ATPP – nuklearna kombinirana toplinska i elektrana, čija je namjena proizvodnja ne samo električne, već i toplinske energije.

Reaktori s jednim, dva i tri kruga nuklearne elektrane:

Reaktor nuklearna elektrana Može biti s jednim, dva ili tri kruga, što se odražava na radnom dijagramu rashladne tekućine - može imati jedan, dva ili tri kruga. U našoj zemlji najčešća su postrojenja opremljena dvokružnim tlačnim vodenim reaktorima (VVER). Prema Rosstatu, danas u Rusiji rade 4 nuklearna elektrana s prigušnicama s 1 krugom, 5 s prigušnicama s 2 kruga i jedan s prigušnicom s 3 kruga.

Nuklearne elektrane s reaktorom s jednom petljom:

Nuklearne elektrane ovaj tip - s reaktorom s jednim krugom, opremljenim reaktorima tipa RBMK-1000. U bloku se nalaze reaktor, dvije kondenzacijske turbine i dva generatora. Visoke radne temperature reaktora omogućuju mu da istovremeno obavlja funkciju generatora pare, što omogućuje korištenje kruga s jednim krugom. Prednost potonjeg je relativno jednostavan princip rada, međutim, zbog njegovih karakteristika, prilično je teško osigurati zaštitu od zračenje. To je zbog činjenice da kada se koristi ova shema, svi elementi jedinice su izloženi radioaktivnom zračenju.

Nuklearne elektrane s dvokružnim reaktorom:

Dvostruki krug se koristi na nuklearna elektrana s reaktorima koji pripadaju tipu VVER. Princip rada ovih stanica je sljedeći: rashladna tekućina, koja je voda, dovodi se pod pritiskom u jezgru reaktora. Zagrijava se, nakon čega ulazi u izmjenjivač topline (generator pare), gdje zagrijava vodu sekundarnog kruga do vrenja. Zračenje emitira samo prvi krug, drugi nema radioaktivna svojstva. Struktura jedinice uključuje generator, kao i jednu ili dvije kondenzacijske turbine (u prvom slučaju snaga turbine je 1000 megavata, u drugom - 2 x 500 megavata).

Napredni razvoj u području reaktora s dvostrukim krugom je model VVER-1200, koji je predložio koncern Rosenergoatom. Razvijen je na temelju modifikacija reaktora VVER-1000, koji su proizvedeni prema narudžbama iz inozemstva 90-ih godina. i u prvim godinama sadašnjeg tisućljeća. Novi model poboljšava sve parametre svog prethodnika i pruža dodatne sigurnosne sustave za smanjenje rizika od izlaska radioaktivnog zračenja iz zatvorenog odjeljka reaktora. Novi razvoj ima niz prednosti - njegova snaga je 20% veća u usporedbi s prethodnim modelom, kapacitet kapaciteta doseže 90%, može raditi godinu i pol bez preopterećenja gorivo(uobičajeni rokovi su 1 godina), njegovo operativno razdoblje je 60 godina.

Nuklearne elektrane s reaktorom s tri kruga:

Trokružni krug se koristi na nuklearne elektrane s reaktorima tipa BN (brzi natrij). Rad takvih reaktora temelji se na brzim neutronima, a kao rashladno sredstvo koristi se radioaktivni tekući natrij. Kako bi se isključio njegov kontakt s vodom, dizajn reaktora predviđa dodatni krug koji koristi natrij bez radioaktivnih svojstava; ovo osigurava tip strujnog kruga s tri petlje.

Moderni reaktor s 3 kruga BN-800, razvijen 80-ih i 90-ih godina prošlog stoljeća, osigurao je Rusiji vodeću poziciju u području proizvodnje brzih reaktora. Njegova ključna značajka je zaštita od utjecaja koji dolaze iznutra ili izvana. Ovaj model smanjuje rizik od nesreće u kojoj se jezgra topi i plutonij oslobađa tijekom ponovne obrade ozračenog nuklearnog goriva.

U reaktoru koji se razmatra može se koristiti razne vrste goriva – konvencionalna s uranijevim oksidom ili MOX gorivom na bazi urana i

Nuklearna elektrana ili skraćeno NPP je kompleks tehničkih struktura namijenjenih proizvodnji električne energije korištenjem energije oslobođene tijekom kontrolirane nuklearne reakcije.

U drugoj polovici 40-ih godina, prije nego što je završen rad na stvaranju prve atomske bombe, koja je testirana 29. kolovoza 1949., sovjetski znanstvenici započeli su s razvojem prvih projekata za miroljubivo korištenje atomske energije. Glavni fokus projekata bila je električna energija.

U svibnju 1950. u blizini sela Obninskoye, u Kaluškoj oblasti, započela je izgradnja prve nuklearne elektrane na svijetu.

Električna energija je prvi put proizvedena pomoću nuklearnog reaktora 20. prosinca 1951. godine u državi Idaho u SAD-u.

Kako bih testirao njegovu funkcionalnost, generator je spojen na četiri žarulje sa žarnom niti, ali nisam očekivao da će se lampe upaliti.

Od tog trenutka čovječanstvo je počelo koristiti energiju nuklearnog reaktora za proizvodnju električne energije.

Prve nuklearne elektrane

Izgradnja prve nuklearne elektrane u svijetu snage 5 MW dovršena je 1954. godine, a 27. lipnja 1954. godine porinuta je i počela s radom.


Godine 1958. puštena je u rad 1. faza Sibirske nuklearne elektrane snage 100 MW.

Izgradnja industrijske nuklearne elektrane Beloyarsk također je započela 1958. godine. Dana 26. travnja 1964. generator I. stupnja napajao je struju potrošačima.

U rujnu 1964. puštena je u rad 1. jedinica NE Novovoronež snage 210 MW. Drugi blok snage 350 MW pušten je u rad u prosincu 1969. godine.

Godine 1973. puštena je u rad Lenjingradska nuklearna elektrana.

U drugim zemljama prva industrijska nuklearna elektrana puštena je u pogon 1956. u Calder Hallu (Velika Britanija) snage 46 MW.

Godine 1957. u Shippingportu (SAD) počela je s radom nuklearna elektrana snage 60 MW.

Svjetski lideri u proizvodnji nuklearne energije su:

  1. SAD (788,6 milijardi kWh godišnje),
  2. Francuska (426,8 milijardi kWh godišnje),
  3. Japan (273,8 milijardi kWh godišnje),
  4. Njemačka (158,4 milijarde kWh godišnje),
  5. Rusija (154,7 milijardi kWh/god.).

Klasifikacija NPP

Nuklearne elektrane mogu se klasificirati na nekoliko načina:

Prema vrsti reaktora

  • Reaktori toplinskih neutrona koji koriste posebne moderatore za povećanje vjerojatnosti apsorpcije neutrona jezgrama atoma goriva
  • Lakovodni reaktori
  • Reaktori na tešku vodu
  • Brzi reaktori
  • Subkritični reaktori koji koriste vanjske izvore neutrona
  • Fuzijski reaktori

Prema vrsti oslobođene energije

  1. Nuklearne elektrane (NPP) dizajnirane samo za proizvodnju električne energije
  2. Nuklearne kombinirane toplinske i elektrane (CHP), koje proizvode i električnu i toplinsku energiju

U nuklearnim elektranama u Rusiji postoje instalacije za grijanje potrebne za grijanje vode u mreži.

Vrste goriva koje se koriste u nuklearnim elektranama

U nuklearnim elektranama moguće je koristiti nekoliko tvari zahvaljujući kojima je moguće proizvoditi nuklearnu električnu energiju; suvremena goriva za nuklearne elektrane su uran, torij i plutonij.

Torijevo gorivo se danas ne koristi u nuklearnim elektranama, iz više razloga.

Prvo, teže ga je pretvoriti u gorive elemente, skraćeno gorive elemente.

Gorive šipke su metalne cijevi koje se postavljaju unutar nuklearnog reaktora. Unutra

Gorivi elementi sadrže radioaktivne tvari. Ove cijevi su skladišta nuklearnog goriva.

Drugo, korištenje torijevog goriva zahtijeva njegovu složenu i skupu obradu nakon uporabe u nuklearnim elektranama.

Plutonijevo gorivo se također ne koristi u nuklearnoj energetici, budući da ova tvar ima vrlo složen kemijski sastav, još nije razvijen sustav za potpunu i sigurnu uporabu.

Uransko gorivo

Glavna tvar koja proizvodi energiju u nuklearnim elektranama je uran. Danas se uran vadi na nekoliko načina:

  • otvoreni kop
  • zatvoreni u rudnicima
  • podzemno ispiranje, korištenjem rudničkog bušenja.

Podzemno ispiranje, bušenjem rudnika, događa se stavljanjem otopine sumporne kiseline u podzemne bušotine, otopina je zasićena uranom i ispumpana natrag.

Najviše velike rezerve Svjetske rezerve urana nalaze se u Australiji, Kazahstanu, Rusiji i Kanadi.

Najbogatija nalazišta su u Kanadi, Zairu, Francuskoj i Češkoj. U tim se zemljama iz tone rude dobiva i do 22 kilograma uranove sirovine.

U Rusiji se iz jedne tone rude dobije nešto više od jednog i pol kilograma urana. Rudnici urana su neradioaktivni.

U svom čistom obliku, ova tvar je malo opasna za ljude; mnogo je veća opasnost od radioaktivnog bezbojnog plina radona koji nastaje prirodnim raspadom urana.

Priprema urana

Uran se ne koristi u obliku rude u nuklearnim elektranama; Za korištenje urana u nuklearnim elektranama, sirovina se prerađuje u prah - uranov oksid, a nakon toga postaje uranovo gorivo.

Uranov prah se pretvara u metalne "tablete" - preša se u male uredne tikvice, koje se pale tijekom dana na temperaturama iznad 1500 stupnjeva Celzijusa.

Upravo te kuglice urana ulaze u nuklearne reaktore, gdje počinju djelovati jedna s drugom i, u konačnici, opskrbljivati ​​ljude električnom energijom.

U jednom nuklearnom reaktoru istovremeno radi oko 10 milijuna zrnaca urana.

Prije stavljanja u reaktor kuglice urana stavljaju se u metalne cijevi od cirkonijevih legura - gorivne elemente; cijevi se međusobno spajaju u snopove i tvore gorivne sklopove - gorivne elemente.

Upravo se gorivi elementi nazivaju gorivom nuklearnih elektrana.

Kako se prerađuje gorivo nuklearnih elektrana?

Nakon godinu dana korištenja urana u nuklearnim reaktorima, potrebno ga je zamijeniti.

Gorivi elementi se hlade nekoliko godina i šalju na sjeckanje i otapanje.

Kao rezultat kemijske ekstrakcije oslobađaju se uran i plutonij koji se ponovno koriste i koriste za izradu svježeg nuklearnog goriva.

Produkti raspada urana i plutonija koriste se za proizvodnju izvora ionizirajućeg zračenja; koriste se u medicini i industriji.

Sve što ostane nakon ovih manipulacija šalje se u peć za zagrijavanje, od te mase se izrađuje staklo, takvo se staklo skladišti u posebnim skladištima.

Od ostataka se ne izrađuje staklo za masovnu upotrebu; staklo se koristi za skladištenje radioaktivnih tvari.

Iz stakla je teško izdvojiti ostatke radioaktivnih elemenata koji mogu naštetiti okolišu. Nedavno se pojavio novi način zbrinjavanja radioaktivnog otpada.

Brzi nuklearni reaktori ili brzi neutronski reaktori, koji rade na prerađenim ostacima nuklearnog goriva.

Prema znanstvenicima, ostaci nuklearnog goriva, koji su trenutno pohranjeni u skladištima, sposobni su osigurati gorivo za brze neutronske reaktore 200 godina.

Osim toga, novi brzi reaktori mogu raditi na uranovo gorivo, koje je napravljeno od urana 238; ova tvar se ne koristi u konvencionalnim nuklearnim elektranama, jer Današnjim nuklearnim elektranama lakše je prerađivati ​​uran 235 i 233, kojeg je u prirodi malo ostalo.

Tako su novi reaktori prilika da se iskoriste golema nalazišta urana 238, koja do sada nisu bila iskorištena.

Princip rada nuklearnih elektrana

Princip rada nuklearne elektrane temelji se na dvokružnom tlačnovodnom reaktoru (VVER).

Energija oslobođena u jezgri reaktora prenosi se na primarnu rashladnu tekućinu.

Na izlazu iz turbina para ulazi u kondenzator, gdje se hladi velikom količinom vode koja dolazi iz rezervoara.


Kompenzator tlaka prilično je složena i glomazna struktura koja služi za izjednačavanje fluktuacija tlaka u krugu tijekom rada reaktora koje nastaju zbog toplinske ekspanzije rashladnog sredstva. Tlak u 1. krugu može doseći do 160 atmosfera (VVER-1000).

Osim vode, rastaljeni natrij ili plin također se mogu koristiti kao rashladno sredstvo u raznim reaktorima.

Korištenje natrija omogućuje pojednostavljenje dizajna ljuske jezgre reaktora (za razliku od vodenog kruga, tlak u natrijevom krugu ne prelazi atmosferski tlak) i oslobađanje od kompenzatora tlaka, ali stvara svoje poteškoće povezana s povećanom kemijskom aktivnošću ovog metala.

Ukupan broj krugova može varirati za različite reaktore, dijagram na slici prikazan je za reaktore tipa VVER (voda-voda energetski reaktor).

Reaktori tipa RBMK (Reaktor Velika moć Channel type) koristi jedan vodeni krug, a BN reaktori (reaktor brzih neutrona) koriste dva natrijeva i jedan vodeni krug.

Ako nije moguće koristiti veliku količinu vode za kondenzaciju pare, umjesto u rezervoaru, voda se može hladiti u posebnim rashladnim tornjevima, koji su zbog svoje veličine obično najvidljiviji dio nuklearne elektrane.

Struktura nuklearnog reaktora

Nuklearni reaktor koristi proces nuklearne fisije u kojem se teška jezgra razbija na dva manja fragmenta.

Ti su fragmenti u visoko pobuđenom stanju i emitiraju neutrone, druge subatomske čestice i fotone.

Neutroni mogu uzrokovati nove fisije, što rezultira njihovim većim emitiranjem, i tako dalje.

Takav kontinuirani samoodrživi niz cijepanja naziva se lančana reakcija.

Pritom se oslobađa velika količina energije čija je proizvodnja svrha korištenja nuklearnih elektrana.

Princip rada nuklearnog reaktora i nuklearne elektrane je takav da se oko 85% energije fisije oslobađa unutar vrlo kratkog vremena nakon početka reakcije.

Ostatak nastaje radioaktivnim raspadom produkata fisije nakon što su emitirali neutrone.

Radioaktivni raspad je proces u kojem atom dolazi u stabilnije stanje. Nastavlja se nakon završetka diobe.

Osnovni elementi nuklearnog reaktora

  • Nuklearno gorivo: obogaćeni uran, izotopi urana i plutonija. Najčešće se koristi uran 235;
  • Rashladno sredstvo za uklanjanje energije nastale tijekom rada reaktora: voda, tekući natrij, itd.;
  • Kontrolne šipke;
  • moderator neutrona;
  • Plašt za zaštitu od zračenja.

Princip rada nuklearnog reaktora

U jezgri reaktora nalaze se gorivi elementi (gorivi elementi) – nuklearno gorivo.

Sastavljaju se u kasete koje sadrže nekoliko desetaka gorivih šipki. Rashladno sredstvo teče kroz kanale kroz svaku kasetu.

Gorivne šipke reguliraju snagu reaktora. Nuklearna reakcija moguća je samo pri određenoj (kritičnoj) masi gorivne šipke.

Masa svake šipke pojedinačno ispod je kritične. Reakcija počinje kada su sve šipke u aktivnoj zoni. Umetanjem i uklanjanjem gorivih šipki, reakcija se može kontrolirati.

Dakle, kada se prekorači kritična masa, radioaktivni gorivi elementi emitiraju neutrone koji se sudaraju s atomima.

Kao rezultat toga nastaje nestabilan izotop koji se odmah raspada, oslobađajući energiju u obliku gama zračenja i topline.

Čestice koje se sudaraju jedna drugoj predaju kinetičku energiju, a broj raspada se eksponencijalno povećava.

Ovo je lančana reakcija - princip rada nuklearnog reaktora. Bez kontrole, događa se brzinom munje, što dovodi do eksplozije. Ali u nuklearnom reaktoru proces je pod kontrolom.

Tako se u jezgri oslobađa toplinska energija koja se prenosi na vodu koja ispire ovu zonu (primarni krug).

Ovdje je temperatura vode 250-300 stupnjeva. Zatim voda predaje toplinu drugom krugu, a zatim lopaticama turbine koje stvaraju energiju.

Pretvorba nuklearne energije u električnu može se shematski prikazati:

  • Unutarnja energija jezgre urana
  • Kinetička energija fragmenata raspadnute jezgre i oslobođenih neutrona
  • Unutarnja energija vode i pare
  • Kinetička energija vode i pare
  • Kinetička energija rotora turbina i generatora
  • Električna energija

Jezgra reaktora sastoji se od stotina kazeta spojenih metalnim omotačem. Ova ljuska također ima ulogu reflektora neutrona.

Među kazetama su umetnute kontrolne šipke za podešavanje brzine reakcije i šipke za hitnu zaštitu reaktora.

Nuklearna toplinska stanica

Prvi projekti ovakvih postaja razvijeni su još 70-ih godina 20. stoljeća, ali zbog gospodarskih potresa koji su se dogodili kasnih 80-ih i oštrog protivljenja javnosti, niti jedan od njih nije u potpunosti realiziran.

Iznimka je nuklearna elektrana Bilibino malog kapaciteta; ona opskrbljuje toplinom i električnom energijom selo Bilibino na Arktiku (10 tisuća stanovnika) i lokalna rudarska poduzeća, kao i obrambene reaktore (proizvode plutonij):

  • Sibirska nuklearna elektrana, opskrbljuje toplinom Seversk i Tomsk.
  • Reaktor ADE-2 u Rudarsko-kemijskom kombinatu Krasnoyarsk, koji opskrbljuje toplinskom i električnom energijom grad Zheleznogorsk od 1964.

U vrijeme krize započela je izgradnja nekoliko AST-ova na temelju reaktora sličnih VVER-1000:

  • Voronjež AST
  • Gorki AST
  • Ivanovo AST (samo u planu)

Izgradnja ovih AST-ova prekinuta je u drugoj polovici 1980-ih ili početkom 1990-ih.

Koncern Rosenergoatom planirao je 2006. godine izgraditi plutajuću nuklearnu elektranu za Arkhangelsk, Pevek i druge polarne gradove na temelju reaktora KLT-40, koji se koristi na nuklearnim ledolomcima.

Postoji projekt izgradnje nuklearne elektrane bez nadzora na bazi reaktora Elena i mobilnog (željezničkog) reaktora Angstrem.

Nedostaci i prednosti nuklearnih elektrana

Svaki inženjerski projekt ima svoje pozitivne i negativne strane.

Pozitivne strane nuklearnih elektrana:

  • Nema štetnih emisija;
  • Emisije radioaktivnih tvari su nekoliko puta manje od električne energije ugljena. stanice slične snage (termoelektrane na ugljeni pepeo sadrže postotak urana i torija dovoljan za njihovu isplativu ekstrakciju);
  • Mala količina upotrijebljenog goriva i mogućnost njegove ponovne uporabe nakon obrade;
  • Velika snaga: 1000-1600 MW po jedinici snage;
  • Niska cijena energije, posebno toplinske energije.

Negativne strane nuklearnih elektrana:

  • Ozračeno gorivo je opasno i zahtijeva složene i skupe mjere ponovne obrade i skladištenja;
  • Rad s promjenjivom snagom nije poželjan za reaktore s toplinskim neutronima;
  • Posljedice mogućeg incidenta su izuzetno teške, iako je njegova vjerojatnost vrlo mala;
  • Velika kapitalna ulaganja, kako specifična, po 1 MW instalirane snage za jedinice s kapacitetom manjim od 700-800 MW, tako i opća, potrebna za izgradnju stanice, njezine infrastrukture, kao iu slučaju moguće likvidacije.

Znanstvena dostignuća u području nuklearne energije

Naravno, postoje nedostaci i nedoumice, ali nuklearna energija čini se najperspektivnijom.

Alternativni načini dobivanja energije, zbog energije plime i oseke, vjetra, sunca, geotermalnih izvora i dr., trenutno nemaju visoku razinu primljene energije, a njenu nisku koncentraciju.

Potrebne vrste proizvodnje energije imaju pojedinačne rizike za okoliš i turizam, primjerice proizvodnja fotonaponskih ćelija, koja onečišćuje okruženje, opasnost od vjetroelektrana za ptice, promjena dinamike valova.

Znanstvenici razvijaju međunarodne projekte za nuklearne reaktore nove generacije, primjerice GT-MGR, koji će poboljšati sigurnost i povećati učinkovitost nuklearnih elektrana.

Rusija je započela izgradnju prve plutajuće nuklearne elektrane na svijetu, koja pomaže u rješavanju problema nedostatka energije u udaljenim obalnim područjima zemlje.

SAD i Japan razvijaju mini-nuklearne elektrane kapaciteta oko 10-20 MW za opskrbu toplinom i energijom pojedinih industrija, stambenih kompleksa, au budućnosti i individualnih kuća.

Smanjenje kapaciteta postrojenja podrazumijeva povećanje opsega proizvodnje. Reaktori male veličine izrađeni su korištenjem sigurnih tehnologija koje uvelike smanjuju mogućnost nuklearnog istjecanja.

Proizvodnja vodika

Američka vlada usvojila je Inicijativu za atomski vodik. Zajedno s Južnom Korejom, radi se na stvaranju nove generacije nuklearnih reaktora sposobnih za proizvodnju velikih količina vodika.

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) predviđa da će jedna jedinica nuklearne elektrane sljedeće generacije proizvoditi vodik koji je ekvivalentan 750.000 litara benzina dnevno.

Financira se istraživanje izvedivosti proizvodnje vodika u postojećim nuklearnim elektranama.

Energija fuzije

Još zanimljivija, iako relativno daleka, perspektiva je korištenje energije nuklearne fuzije.

Termonuklearni reaktori, prema izračunima, trošit će manje goriva po jedinici energije, a i samo to gorivo (deuterij, litij, helij-3) i proizvodi njihove sinteze su neradioaktivni i stoga ekološki sigurni.

Trenutno, uz sudjelovanje Rusije, u južnoj Francuskoj je u tijeku izgradnja međunarodnog eksperimentalnog termonuklearnog reaktora ITER.

Što je učinkovitost

Faktor učinkovitosti (COP) je karakteristika učinkovitosti sustava ili uređaja u odnosu na pretvorbu ili prijenos energije.

Određuje se omjerom korisno iskorištene energije i ukupne količine energije koju sustav primi. Učinkovitost je bezdimenzijska veličina i često se mjeri u postocima.

Učinkovitost nuklearne elektrane

Najveća učinkovitost (92-95%) je prednost hidroelektrana. Oni proizvode 14% svjetske električne energije.

Međutim, ova vrsta stanice je najzahtjevnija u pogledu gradilišta i, kako je praksa pokazala, vrlo je osjetljiva na poštivanje radnih pravila.

Primjer događaja u HE Sayano-Shushenskaya pokazao je do kakvih tragičnih posljedica može doći zanemarivanjem radnih pravila u nastojanju da se smanje operativni troškovi.

Nuklearne elektrane imaju visoku učinkovitost (80%). Njihov udio u globalnoj proizvodnji električne energije je 22%.

Ali nuklearne elektrane zahtijevaju povećanu pozornost na pitanje sigurnosti, kako u fazi projektiranja, tijekom izgradnje i tijekom rada.

Najmanje odstupanje od strogih sigurnosnih propisa za nuklearne elektrane prepuno je kobnih posljedica za cijelo čovječanstvo.

Osim neposredne opasnosti u slučaju nesreće, korištenje nuklearnih elektrana prate i sigurnosni problemi povezani sa zbrinjavanjem ili odlaganjem istrošenog nuklearnog goriva.

Učinkovitost termoelektrana ne prelazi 34%; proizvodi se do šezdeset posto svjetske električne energije.

Osim električne energije termoelektrane proizvode toplinsku energiju koja se u obliku tople pare ili tople vode može prenijeti do potrošača na udaljenosti od 20-25 kilometara. Takve stanice se nazivaju CHP (Heat Electric Central).

TE i kombinirane toplinske i elektrane nisu skupe za izgradnju, ali ako se ne poduzmu posebne mjere, negativno utječu na okoliš.

Štetni utjecaji na okoliš ovise o tome koje se gorivo koristi u toplinskim jedinicama.

Najštetniji produkti su izgaranja ugljena i teških naftnih proizvoda, manje je agresivan.

Termoelektrane su glavni izvori električne energije u Rusiji, SAD-u i većini europskih zemalja.

No, postoje i iznimke, primjerice u Norveškoj se električna energija proizvodi uglavnom u hidroelektranama, au Francuskoj se 70% električne energije proizvodi u nuklearnim elektranama.

Prva elektrana na svijetu

Prva centralna elektrana, Pearl Street, puštena je u rad 4. rujna 1882. u New Yorku.

Stanica je izgrađena uz potporu Edison Illuminating Company, na čijem je čelu bio Thomas Edison.

Na njemu je instalirano nekoliko Edisonovih generatora ukupne snage preko 500 kW.

Stanica je opskrbljivala strujom cijelo područje New Yorka površine oko 2,5 četvornih kilometara.

Postaja je izgorjela do temelja 1890. godine; preživio je samo jedan dinamo, koji se sada nalazi u muzeju Greenfield Village u Michiganu.

Dana 30. rujna 1882. godine počela je s radom prva hidroelektrana, Vulcan Street u Wisconsinu. Autor projekta je G.D. Rogers, voditelj Appleton Paper & Pulp Company.

Na stanici je instaliran generator snage cca 12,5 kW. Bilo je dovoljno struje za napajanje Rogersove kuće i njegove dvije tvornice papira.

Gloucester Road Power Station. Brighton je bio jedan od prvih gradova u Britaniji koji je imao neprekinutu opskrbu strujom.

Godine 1882. Robert Hammond osnovao je tvrtku Hammond Electric Light Company, a 27. veljače 1882. otvorio je Gloucester Road Power Station.

Stanica se sastojala od dinama s četkom, koji je korišten za pogon šesnaest lučnih svjetiljki.

Godine 1885. elektranu Gloucester kupila je Brighton Electric Light Company. Kasnije je na ovom području izgrađena nova postaja koja se sastoji od tri četkasta dinama s 40 svjetiljki.

Elektrana Zimski dvorac

Godine 1886. u jednom od dvorišta Novog Ermitaža izgrađena je električna centrala.

Elektrana je bila najveća u cijeloj Europi, ne samo u vrijeme izgradnje, nego iu sljedećih 15 godina.


Prethodno su se za osvjetljavanje Zimskog dvorca koristile svijeće, počele su se koristiti plinske svjetiljke. Budući da su električne svjetiljke imale veću prednost, krenulo se s uvođenjem električne rasvjete.

Prije nego što je zgrada potpuno pretvorena u električnu energiju, rasvjeta lampi se koristila za osvjetljavanje dvorana palače tijekom Božića i novogodišnji praznici 1885. godine.

Dana 9. studenoga 1885. projekt izgradnje "tvornice električne energije" odobrio je car Aleksandar III. Projekt je uključivao elektrifikaciju Zimske palače, zgrada Ermitaža, dvorišta i okolnog područja tijekom tri godine do 1888.

Postojala je potreba da se eliminira mogućnost vibracija zgrade od rada parnih strojeva; elektrana je smještena u zasebnom paviljonu od stakla i metala. Postavljen je u drugo dvorište Ermitaža, od tada nazvano "Električno".

Kako je stanica izgledala

Zgrada kolodvora zauzimala je površinu od 630 m² i sastojala se od strojarnice sa 6 kotlova, 4 parna stroja i 2 lokomotive te prostorije s 36 električnih dinama. Ukupna snaga dosegla je 445 KS.

Prvi su osvijetljeni dio prednjih prostorija:

  • Predsoblje
  • dvorana Petrovsky
  • Velika feldmaršalska dvorana
  • Grbovnica
  • Jurjeva dvorana
Ponuđena su tri načina osvjetljenja:
  • puno (blagdansko) uključivanje pet puta godišnje (4888 žarulja sa žarnom niti i 10 Yablochkovljevih svijeća);
  • radi – 230 žarulja sa žarnom niti;
  • dežurstvo (noć) - 304 žarulje sa žarnom niti.
    Stanica je trošila oko 30 tisuća pudi (520 tona) ugljena godišnje.

Velike termoelektrane, nuklearne elektrane i hidroelektrane u Rusiji

Najveće elektrane u Rusiji po saveznom okrugu:

Centralno:

  • Državna elektrana Kostroma, koja radi na loživo ulje;
  • stanica Ryazan, glavno gorivo za koje je ugljen;
  • Konakovskaya, koja može raditi na plin i loživo ulje;

Ural:

  • Surgutskaya 1 i Surgutskaya 2. Stanice, koje su jedne od najvećih elektrana u Ruskoj Federaciji. Oba rade na prirodni plin;
  • Reftinskaya, koja radi na ugljen i jedna je od najvećih elektrana na Uralu;
  • Troitskaya, također na ugljen;
  • Iriklinskaya, glavni izvor goriva za koje je loživo ulje;

Privolžski:

  • Državna elektrana Zainskaya, koja radi na loživo ulje;

Sibirski savezni okrug:

  • Državna regionalna elektrana Nazarovo, koja troši lož ulje;

južni:

  • Stavropolskaya, koji također može raditi na kombinirano gorivo u obliku plina i loživog ulja;

Sjeverozapadni:

  • Kirishskaya s loživim uljem.

Popis ruskih elektrana koje proizvode energiju koristeći vodu, a nalaze se na području kaskade Angara-Yenisei:

Jenisej:

  • Sayano-Shushenskaya
  • Krasnoyarsk hidroelektrana;

Angara:

  • Irkutsk
  • Bratskaja
  • Ust-Ilimskaja.

Nuklearne elektrane u Rusiji

Balakovo NE

Smješten u blizini grada Balakovo, Saratovska regija, na lijevoj obali Saratovskog rezervoara. Sastoji se od četiri jedinice VVER-1000, puštene u rad 1985., 1987., 1988. i 1993. godine.

Beloyarsk NE

Smješten u gradu Zarechny, u Sverdlovska regija, druga industrijska nuklearna elektrana u zemlji (nakon sibirske).

Na stanici su izgrađena četiri energetska bloka: dva s reaktorima na toplinske neutrone i dva s reaktorima na brze neutrone.

Trenutno su u pogonu 3. i 4. blok s reaktorima BN-600 i BN-800 električne snage 600 MW, odnosno 880 MW.

BN-600 pušten je u rad u travnju 1980. - prva svjetska energetska jedinica industrijske razmjere s reaktorom na brze neutrone.

BN-800 isporučen u industrijski rad u studenom 2016. To je ujedno i najveći brzi reaktor na svijetu.

NE Bilibino

Nalazi se u blizini grada Bilibino, Čukotski autonomni okrug. Sastoji se od četiri jedinice EGP-6 snage 12 MW svaka, puštene u rad 1974. (dvije jedinice), 1975. i 1976. godine.

Generira električnu i toplinsku energiju.

Kalinjinska nuklearna elektrana

Nalazi se na sjeveru Tverske oblasti, na južnoj obali jezera Udomlja i u blizini istoimenog grada.

Sastoji se od četiri energetska bloka s reaktorima tipa VVER-1000, električne snage 1000 MW, koji su pušteni u rad 1984., 1986., 2004. i 2011. godine.

Dana 4. lipnja 2006. godine potpisan je ugovor o izgradnji četvrtog agregata koji je pušten u rad 2011. godine.

Kola NE

Smješten u blizini grada Polyarnye Zori, regija Murmansk, na obali jezera Imandra.

Sastoji se od četiri jedinice VVER-440, puštene u rad 1973., 1974., 1981. i 1984. godine.
Snaga stanice je 1760 MW.

Kurska nuklearna elektrana

Jedna od četiri najveće nuklearne elektrane u Rusiji, s istim kapacitetom od 4000 MW.

Smješten u blizini grada Kurchatov, regija Kursk, na obalama rijeke Seim.

Sastoji se od četiri jedinice RBMK-1000, puštene u rad 1976., 1979., 1983. i 1985. godine.

Snaga stanice je 4000 MW.

Lenjingradska nuklearna elektrana

Jedna od četiri najveće nuklearne elektrane u Rusiji, s istim kapacitetom od 4000 MW.

Smješten u blizini grada Sosnovy Bor, Lenjingradska oblast, na obali Finskog zaljeva.

Sastoji se od četiri jedinice RBMK-1000, puštene u rad 1973., 1975., 1979. i 1981. godine.

Snaga stanice je 4 GW. U 2007. godini proizvodnja je iznosila 24,635 milijardi kWh.

NEK Novovoronež

Smješten u regiji Voronjež u blizini grada Voronježa, na lijevoj obali rijeke Don. Sastoji se od dvije VVER jedinice.

85% opskrbljuje regiju Voronjež električna energija, osigurava 50% grada Novovoroneža toplinom.

Snaga stanice (bez ) je 1440 MW.

Rostov NE

Nalazi se u regiji Rostov u blizini grada Volgodonsk. Snaga prvog agregata je 1000 MW, a 2010. godine na mrežu je priključen drugi agregat elektrane.

Od 2001. do 2010. stanica je nosila naziv Volgodonska nuklearka; puštanjem u rad druge elektrane nuklearne elektrane stanica je službeno preimenovana u nuklearku Rostov.

U 2008. nuklearna elektrana proizvela je 8,12 milijardi kWh električne energije. Faktor iskorištenja instaliranih kapaciteta (IUR) iznosio je 92,45%. Od pokretanja (2001.) proizvela je više od 60 milijardi kWh električne energije.

Smolenska NE

Nalazi se u blizini grada Desnogorsk, Smolenska oblast. Stanica se sastoji od tri energetska bloka s reaktorima tipa RBMK-1000, koji su pušteni u rad 1982., 1985. i 1990. godine.

Svaki agregat uključuje: jedan reaktor toplinske snage 3200 MW i dva turbogeneratora električne snage po 500 MW.

američke nuklearne elektrane

Nuklearna elektrana Shippingport, nazivnog kapaciteta 60 MW, otvorena je 1958. u Pennsylvaniji. Nakon 1965. godine dolazi do intenzivne izgradnje nuklearnih elektrana diljem SAD-a.

Većina američkih nuklearnih elektrana izgrađena je u 15 godina nakon 1965., prije prve ozbiljne nesreće u nuklearnoj elektrani na planetu.

Ako se nesreća u nuklearnoj elektrani Černobil pamti kao prva nesreća, onda to nije tako.

Uzrok nesreće bile su nepravilnosti u sustavu hlađenja reaktora i brojne greške operativnog osoblja. Zbog toga se nuklearno gorivo rastopilo. Za otklanjanje posljedica nesreće bilo je potrebno oko milijardu dolara, proces likvidacije trajao je 14 godina.


Nakon nesreće, vlada Sjedinjenih Američkih Država prilagodila je sigurnosne uvjete za rad svih nuklearnih elektrana u državi.

To je u skladu s tim dovelo do nastavka razdoblja izgradnje i značajnog povećanja cijena objekata “mirnog atoma”. Takve su promjene usporile razvoj opće industrije u Sjedinjenim Državama.

Krajem dvadesetog stoljeća Sjedinjene Države imale su 104 aktivna reaktora. Danas su Sjedinjene Države na prvom mjestu na svijetu po broju nuklearnih reaktora.

Od početka 21. stoljeća u Americi su od 2013. ugašena četiri reaktora, a počela je gradnja još četiri.

Zapravo, danas u Sjedinjenim Državama radi 100 reaktora u 62 nuklearne elektrane, koje proizvode 20% ukupne energije u državi.

Posljednji reaktor izgrađen u Sjedinjenim Državama pokrenut je 1996. u elektrani Watts Bar.

Američke vlasti usvojile su nove smjernice energetske politike 2001. godine. Uključuje vektor razvoja nuklearne energetike, kroz razvoj novih tipova reaktora, s prikladnijim faktorom učinkovitosti, te nove mogućnosti prerade istrošenog nuklearnog goriva.

Planovi do 2020. uključivali su izgradnju nekoliko desetaka novih nuklearnih reaktora ukupne snage 50.000 MW. Osim toga, postići povećanje kapaciteta postojećih nuklearnih elektrana za cca 10.000 MW.

SAD je vodeći po broju nuklearnih elektrana u svijetu

Zahvaljujući provedbi ovog programa, u Americi je 2013. započela izgradnja četiri nova reaktora – od kojih dva u nuklearnoj elektrani Vogtl, a druga dva u VC Summer.

Ova četiri reaktora najnoviji model– AR-1000, proizvođača Westinghouse.