Какие технологии применяются для обеспечения безопасности на атомных электростанциях


атомные электростанции


Атомная энергетика является одной из самых молодых, но при этом мощных, поэтому продолжает пользоваться спросом в самых разных уголках планеты. Однако история уже не единожды продемонстрировала, какой непоправимый урон природе и здоровью людей может нанести неосторожное обращение с детищами ядерной физики. Поэтому все атомные электростанции сегодня оснащаются максимальным количеством технологий, обеспечивающих безопасность добычи энергии с помощью мирного атома - на сегодняшний день разработаны целые системы, призванные сделать процесс работы с реакторами эффективным и полезным для человечества, а не наоборот.

1. Поглощающие стержни внутри активной зоны реактора


атомные электростанции

Десятки стержней, позволяющих контролировать реакцию. /Фото: pikabu.ru


Чтобы ядерная реакция оставалась контролируемой, требуется обеспечить постоянное регулирования количества свободных нейтронов в активной зоне. Для этого туда при необходимости опускают специальных поглощающих стержней. Они в своём составе зачастую имеют карбид бора и борную кислоту, Последняя, в частности, присутствует в контуре охлаждения реактора. Ядро атома бора не даёт нейтронам продолжать участвовать в ядерной реакции. Таким образом, её можно замедлить погружением в активную зону реактора большего количества стержней, либо наоборот, ускорить, подняв часть из них наверх. Несмотря на то, что в обычном режиме стержни регулируются с пульта управления, в случае обесточивания АЭС их можно сбросить в активную зону вручную, так как они подвешиваются на электромагнитах - то есть, в случае аварийной ситуации цепная реакция может быть полностью остановлена.

2. Саморегулирование за счёт воды


атомные электростанции

Конструкции современных АЭС позволяют реакторам самим регулировать реакцию /Фото: geoenergetics.ru


Работа ядерной реакции в активной зоне фактически состоит в разогреве воды, чтобы получившийся пар приводил в действие турбины-генераторы электроэнергии. Так вот, большинство современных реакторов имеют конструкцию, предусматривающую возможность так называемого саморегулирования скорости реакции. Работает это следующим образом: при возрастании количества нейтронов и числа реакций деления пропорционально увеличивается также температура топлива и конструкционных материалов активной зоны, а потом и воды. Однако в случае с последней этот процесс приводит к понижению её плотности. А такая жидкость имеет большую способность к поглощению нейтронов, соответственно, и число реакций деления снижается. Физики-ядерщики называют этот эффект отрицательной обратной связью.


3. Система четырёх барьеров безопасности


атомные электростанции

На немецкой АЭС Графенрайнфельд четвёртый барьер выполнен в форме полусферы. /Фото: wikipedia.org


Для защиты персонала станции и окружающей среды от радиоактивных продуктов деления и ионизирующего излучения, последние не должны покидать корпус реактора. Для этого предусмотрена система четырёх барьеров безопасности, каждый из которых выполняет функцию своеобразного фильтра для примесей различного размера. Первый барьер: так называемая топливная таблетка - спрессованный твёрдый диоксид урана. Она при сборке в ТВЭЛ запекается при высокой температуре, приобретая керамические характеристики, что позволяет ей задерживать часть радионуклидов. Второй: оболочка ТВЭЛ, которую изготавливают из циркония ядерной чистоты - в обычных условиях эксплуатации все продукты деления остаются внутри. Третий: корпус реактора - он имеет достаточно толстые стенки, чтобы не пропускать радионуклиды. Четвёртый: так называемый контейнмент — внешняя железобетонная оболочка активной зоны. Она максимально герметична и имеет толщину стенок в один метр, позволяя защитить от радиоактивных веществ окружающую среду даже в условиях возникновения крупной аварии.

4. Точный расчёт опасности внешних угроз


атомные электростанции

Правильное местоположение и контроль за пропуском на территорию АЭС - ещё один залог безопасности её работы. /Фото: ria.ru


Несмотря на то, что все АЭС строятся по аналогичным принципам, каждая из них рассчитывается как отдельный проект, так как из соображений безопасности построить две абсолютно одинаковые станции просто недопустимо. При проектировании инженеры чётко рассчитывают параметра строительных конструкций, трубопроводов и оборудования, исходя не только из практической необходимости, но и из места расположения. Так, если есть возможность, то АЭС размещают в зонах низкой сейсмоопасности, чтобы избежать разрушительного воздействия землетрясений или цунами. Другая проблема безопасности, над которой всегда тщательно работают — это защита от террористических угроз: станции охраняются специальными подразделениями или армией, проход на территорию осуществляется при тотальном контроле и только через пропускные пункты, а посетителей ожидает досмотр личный вещей для изъятия при необходимости запрещённых предметов.


Источник информации: https://novate.ru/
Размещено: 04 февраля
Просмотров: 466