Energia a középpontban

Atomenergia

Készítette: Dóka Bernadett 12.B

Az atomenergia gyakorlatilag az atommagok ún. kötési energiáját jelenti. Az atommag átalakulások során az atommag energiájának egy része felszabadul és hasznosítható. Kétféle módon szabadítható föl energia: a maghasadás (fisszió) során nehéz atommagok hasadnak két könnyebbre, míg a magfúzió során könnyű magok (pl. hidrogén-izotópok) egyesülnek nehezebb, stabilabb magokká.

Atomenergia meghatározása

A maghasadás vagy magfúzió folyamataiként keletkező hőenergiát - a hagyományos, pl. széntüzelésű erőművekhez hasonló módon - áramtermelésre hasznosítják. A tüzelőanyag leginkább urán. Több reaktortípus létezik. Elsősorban gáz és vízhűtéses reaktorok terjedtek el. Vannak olyan reaktorok, amelyekben a hűtést víz tölti be, ezeket könnyűvizes reaktoroknak hívják. A nyomottvizes reaktorban a hűtőközeg folyadék, nem változik a sűrűsége. A reaktortartály aktív zónájában áramlik a hűtővíz. A tartály kovácsolt szénacélból készül, belseje rozsdamentes acél és a tetejét reaktorfedél zárja.

Az első működő atomreaktor a grafit-moderátoros Fermi-féle reaktor volt. 1942. december 2-án indult, de csak néhány percig működött, hogy igazolja az állításokat. Teljesítménye úgy 200 W lehetett. Később az ilyen típusú erőműveket csak az Egyesült Államokban csak plutónium előállítására használták, mert a működése instabil volt. A Szovjetunióban, mint Csernobilban energiatermelésre is használták. A nyomottvizes reaktorok, mint pl. a Paksi Atomerőmű sokkal stabilabbak.

Használata

Az atomenergia felhasználásának egyik előnye, hogy megfelelő üzembiztonsági környezetben mentes a káros kibocsátásoktól, ezért a globális szennyeződések elmaradnak. Baleset esetén viszont a szennyező hatás igen jelentős. Költségnövelő tényező a radioaktív hulladék tárolása.

A teljes hőenergia egy része nem alakítható át villamosenergiává, ez a környezetbe távozik hőveszteségként (mint minden hőerőmű esetében)

Az atomenergiát hatékonyan és gazdaságosan használják az ipar, a mezőgazdaság, az egészségügy és a tudományos kutatások területein.

Atomenergia felhasználása

Az energiaelletásban fontos szerepet játszik. Ezek az atomenergia békés célú felhasználási módjai. Ez azonban veszélyes is lehet, mert károsíthatja az egészséget és a környezetünket. Ezért megfelelő szabályozás és a fontos szabályok betartása mellett zajlik csak a munka.

Sok hadsereg, valamint civilek is (például néhány jégtörő hajó) használják a nukleáris meghajtást.

Az atomenergia azonban tömegpusztító fegyverként is használható, nukleáris fegyverként.

Az atomerőmű egy vagy több atomreaktor segítségével villamos energiát termelő üzem. Egyes atomerőművek az áram mellett hőenergiát is termelnek és értékesítenek (pl. házak fűtésére vagy ipari üzemek hőellátására.)

Atomerőmű

Az atomerőművek felépítése hasonló az egyéb hőerőművekéhez, ugyanis mindkettő esetében a kazánban (illetőleg reaktorban) felszabaduló hőt valamilyen hűtőközeggel szállítatjuk el, és azt gőz termelésére használjuk fel. Ez a gőz ezt követően a turbina forgólapátjaira kerülve meghajtja azokat, és ebből a mozgási energiából termel villamos energiát a generátor. A gőz a kondenzátorba kerül, ahol lecsapódik, újra folyékony halmazállapotúvá alakul. Az így lehűlt víz előmelegítés után újra visszajut a kazánba, illetve nyomottvizes atomerőmű esetén a gőzfejlesztőbe.

Atomerőmű működése

A fő különbség a hagyományos hőerőmű és az atomerőmű között abban áll, hogy miként szabadítjuk fel a szükséges hőt. Fosszilis erőműben a kazánban szenet, olajat vagy gázt égetünk el, és a tüzelőanyag kémiai energiája alakul hővé. Atomerőműben viszont a maghasadásokból felszabaduló energiát hasznosítjuk.

A világon számtalan atomerőmű fajtát alkalmaznak az energiatermelésben. A különböző atomerőmű típusokat a bennük használt atomreaktor fő jellemzői alapján szokás csoportosítani. A ma leginkább elterjedt energetikai reaktor típusok: Könnyűvizes reaktorok: ezekben mind a

moderátor, mind a hűtőközeg könnyűvíz (H2O). Ebbe a típusba tartoznak a nyomottvizes (PWR: Pressurized Water Reactor) és a forralóvizes (BWR: Boiling Water Reactor) reaktorok.

Az atomerőművek típusai

Nehézvizes reaktorok (pl. CANDU): a moderátor, és a hűtőközeg is nehézvíz (D2O).

Grafitmoderátoros reaktorok: ezen belül a gázhűtésű reaktorok (GCR: Gas Cooled Reactor), és a könnyűvízhűtésű reaktorok (RBMK).

Egzotikus reaktorok (gyors tenyésztőreaktorok és egyéb kísérleti berendezések).

Újgenerációs reaktorok: a jövő reaktorai

„Az energia, az anyagok állandóan változnak… Minden tudomány szerint az

egyetlen állandó a változás.”