Как работает ядерная реакция и какие принципы лежат в основе работы атомных электростанций?

Ядерная реакция — это процесс, в котором происходит изменение ядерных составляющих атомов. Она может быть спонтанной или вызванной, и включает в себя расщепление или слияние ядер.

Принципы работы атомных электростанций (АЭС) основаны на использовании ядерных реакций, в частности, деления ядер атомов урана или плутония. Основные этапы работы АЭС следующие:

1. Реактор: АЭС содержит реактор, где происходит деление ядер. Реактор содержит топливные элементы, обычно состоящие из обогащенного урана-235. В процессе деления ядер урана-235 высвобождается большое количество энергии и нейтронов.

2. Управление цепной реакцией: Чтобы контролировать процесс деления ядер, используются управляющие стержни, обычно из бора или кадмия. Вставка или извлечение управляющих стержней позволяет регулировать скорость цепной реакции деления ядер.

3. Теплообмен: В результате деления ядер в реакторе высвобождается большое количество тепла. Это тепло используется для нагрева воды в первичном контуре.

4. Производство пара: Нагретая вода из первичного контура передается в теплообменники, где она нагревает вторичный контур, превращая его в пар.

5. Турбины и генераторы: Пар вторичного контура приводит в действие турбины, которые вращают генераторы, превращая механическую энергию в электрическую.

6. Охлаждение: Пар после прохождения через турбины возвращается водой в конденсаторы, где он охлаждается и снова превращается в жидкость, которая затем возвращается в первичный контур.

Атомные электростанции работают на основе принципа преобразования энергии, высвобождаемой в результате ядерных реакций, в электрическую энергию. Это позволяет производить большие объемы электроэнергии без выброса большого количества углекислого газа, что делает их одним из видов энергетики с низким уровнем выброса парниковых газов.