Elektrownie 

jądrowe

Wykonał:

Mariusz Czecior
ET-I Rok IV, Gr. 2

 

 

Pierwsza elektrownia jądrowa 
(atomowa) o mocy 5 MW 
(elektrycznych) została zbudowana w 
1954 r. w ZSRR

. 

 

 

Zasada działania elektrowni jądrowych:

W elektrowni jądrowej następuje w procesie 
rozszczepiania jąder atomów uranu, plutonu lub toru 
wyzwolenie energii cieplnej, którą wykorzystuje się do 
wytworzenia pary wodnej. Energia cieplna tej pary 
zostaje przemieniona w energię mechaniczną w 
procesie rozprężania pary zachodzącego w turbinie, a 
dalej następuje przemiana energii kinetycznej w 
energię elektryczną w napędzanym przez łopatki 
turbiny generatorze prądu 

 

 

Obieg technologiczny elektrowni 
jądrowej dzieli się na:

 

obieg pierwotny 

- obejmuje rozszczepianie atomów, 

wytwarzanie energii cieplnej w reaktorze jądrowym i 
przekazanie jej w wymienniku do obiegu wtórnego.

Podstawowym elementem obiegu pierwotnego jest 
reaktor.  

obieg wtórny

 - obejmuje wszystkie dalsze 

ogniwa procesu technologicznego 
wytwarzania energii elektrycznej 

 

 

Rodzaje reaktorów jądrowych:

Reaktory wodne ciśnieniowe - PWR 

Właśnie tego typu reaktor pracował w Czarnobylu. 

Chłodziwem, a jednocześnie moderatorem i reflektorem 
neutronów jest w tych reaktorach lekka woda pod 
wysokim ciśnieniem, nie dopuszczającym do 
wystąpienia wrzenia w obiegu chłodzenia rdzenia 
(odparowanie w rdzeniu nie powinno przekroczyć 5%). 

Reaktory wodne wrzące – BWR

W reaktorach BWR zwykła woda znajdująca się pod 
ciśnieniem ok. 7,0 MPa odparowuje bezpośrednio w 
rdzeniu reaktora i po osuszeniu jest kierowana do turbiny. 
Reaktor pełni więc funkcję wytwornicy pary i elektrownia 
z reaktorem BWR pracuje w układzie jednoobiegowym. 

 

 

 

Rodzaje reaktorów jądrowych:        
c.d.

Reaktory gazowo-grafitowe - GCR 

Reaktory chłodzone gazem z moderatorem grafitowym 
odznaczają się prostą budową i dużą niezawodnością. 
Zastosowanie gazu jako chłodziwa reaktorowego 
pozwala zwiększyć temperaturę chłodziwa na wylocie z 
rdzenia bez potrzeby zwiększania ciśnienia. 

Reaktory zaawansowane gazowo-grafitowe - 
AGR 

Zastąpienie koszulki magnoksowej koszulką ze stali 
nierdzewnej lub Zircaloyu pozwala podwyższyć 
temperaturę CO2 na wyjściu z rdzenia do ok. 650°C i 
zastosować turbiny o parametrach typowych dla 
elektrowni konwencjonalnych. Pogarsza to jednak bilans 
neutronów, co wymaga wzbogacenia uranu do 2 - 3%.

 

 

 

Reaktory wysokotemperaturowe gazowo-grafitowe - 
HTGR

 

Trzecim pokoleniem reaktorów gazowo-grafitowych, będących 
jednocześnie wynikiem dalszego ich rozwoju w sensie znacznego 
podwyższenia temperatury chłodziwa na wylocie z reaktora są 
reaktory wysokotemperaturowe HTGR. Paliwem w reaktorach 
HTGR jest wysoko wzbogacony (do 93%) uran w postaci węglika 
uranu UC2, który tworzy mieszaninę z węglikiem toru ThC2, jako 
materiałem paliworodnym 

Rodzaje reaktorów jądrowych:        
c.d.

Reaktory prędkie powielające - FBR

 

Najbardziej zaawansowanym w rozwoju spośród reaktorów prędkich 
powielających jest reaktor chłodzony ciekłym sodem LMFBR. 
Reaktory sodowe mają trzy obiegi chłodzenia: pierwotny - zawierający 
sód radioaktywny, pośredni - zawierający sód nieaktywny, i wtórny 
(roboczy) obieg parowo-wodny 

 

 

Sterowanie reaktorem

Reaktor musi być wyposażony w układ sterowania, ponieważ 
stabilizujące działanie ujemnego sprzężenia 
temperaturowego jest niewystarczające, a poza tym zachodzi 
konieczność uruchamiania i wyłączania, a także zmiany mocy 
reaktora. 

W reaktorach termicznych najczęściej stosuje się ruchome 
pręty sterownicze wykonane z materiałów silnie 
pochłaniających neutrony termiczne, takich jak kadm lub bór. 

Można je podzielić na trzy grupy:  

- Pręty bezpieczeństwa 

- Pręty kompensacyjne 

- Pręty regulacyjne 

 

 

Zastosowanie reaktorów jądrowych

Z uwagi na przeznaczenie reaktory można podzielić w 
zasadzie na dwie kategorie: badawcze i energetyczne, przy 
czym te ostatnie obejmują reaktory stacjonarne i napędowe.

Reaktory badawcze

 służą jako narzędzia badań w zakresie 

fizyki reaktorowej, chemii radiacyjnej, radiochemii, 
właściwości materiałów, energetyki jądrowej itp. oraz jako 
źródła promieniowania (głównie neutronów i promieniowania 
γ) do produkcji radioizotopów stosowanych w medycynie, 
biologii, rolnictwie, przemyśle, itd. 

Reaktory energetyczne

 są przeznaczone do produkcji 

energii w elektrowniach lądowych lub na statkach 
(reaktory napędowe). Reaktory napędowe nie różnią się w 
zasadzie od stacjonarnych, poza tym, że muszą się 
odznaczać małymi rozmiarami, co dotyczy również osłon, i 
zapewniać bezpieczną eksploatację również w 
niesprzyjających warunkach w czasie podróży 

 

 

Wpływ elektrowni jądrowych na 

środowisko

Elektrownia jądrowa podczas eksploatacji wywiera wpływ 
na środowisko poprzez: 

-wydzielenie produktów promieniotwórczych do atmosfery 

-wydzielenie produktów promieniotwórczych do wód zrzutowych 

- wydzielenie ciepła odpadowego do wody chłodzącej 

 

 

Rodzaje awarii mogących wystąpić 

w elektrowni jądrowej

- 

awarie przeciętne

, prowadzące co najwyżej do wyłączenia 

reaktora, po usunięciu awarii reaktor wznawia pracę; 

- 

awarie rzadkie

, nie powodujące jednak utraty szczelności obiegu 

pierwotnego lub odbudowy bezpieczeństwa i nie stanowiące 
zagrożenia na obszarze leżącym poza strefą ochronną; 

- 

maksymalna awaria projektowa

, przy której może wystąpić 

wydzielenie maksymalnej określonej w raporcie bezpieczeństwa ilości 
produktów rozszczepienia, ale możliwe być musi wyłączenie i 
wychłodzenie reaktora. 

 

 

Korzyści

Energetyka jądrowa jest niezależna od surowców 
naturalnych (węgla, ropy naftowej, gazu ziemnego itp.), 
elektrownie mogą więc pracować bez obawy szybkiego 
wyczerpania się zapasów paliwa. 

Z używanego paliwa można uzyskać więcej energii 
elektrycznej niż z jakiegokolwiek innego źródła 
naturalnego: 

- 1 kg węgla dostarcza 3 kWh energii
- 1 kg drewna - 1 kWh energii
- 1 kg nafty - 4 kWh
- 1 kg uranu - 50 tys. kWh

Mimo krążących przeświadczeń, energetyka jądrowa jest 
prawie nieszkodliwa dla środowiska. Nie emituje żadnych 
trujących substancji do otoczenia, przez co nie 
zanieczyszcza powietrza, gleby i nie wpływa na 
pogorszenie warunków zdrowotnych ludzi. 

 

 

Zagrożenia

awaria reaktora 

składowanie odpadów radioaktywnych

 

Energetyka jądrowa, mimo swych niezaprzeczalnych 
zalet, ciągle traktowana jest przez ludzi jako poważne 
zagrożenie. Nie zmienia tego fakt, że dzisiejsze reaktory 
są dość bezpieczne, a znajdujący się w fazie 
projektowania ich następcy (na przykład ciśnieniowy 
reaktor wodny EPR - wspólne przedsięwzięcie Francji i 
Niemiec) spełniać będą wszystkie, nawet te najbardziej 
rygorystyczne normy bezpieczeństwa. 

 

 

“Energetyka a ochrona środowiska” J.Kucowski, D.Laudyn. 
M.Przekwas, W-wa 1994 
“Energia. Jak oszczędzać energię. Poradnik użytkow nika” 6/19 
lipiec 1996 
“Wiedza i życie” 11/1998 – “Energetyczne dylematy” – Łukasz 
A.Turski 
“Wiedza i życie” 12/1997 – “Energia i my” – Łukasz A.Turski 
“Wiedza i życie” 11/1996 – “Czy Polska potrzebuje energetyki 
jądrowej” – Andrzej Z. Hrynkiewicz 
“Świat nauki” 11/1998 – “Termiczne ogniwa fotowoltaiczne” – 
T.Coutts, M.Fitzgerald  
“Energetyka jądrowa, człowiek i środowisko” – Centrum 
Informatyki Jądrowej W- wa1998 
“Energetyka jądrowa a środowisko” H.J. Czosnowscy W-wa 1975 

http://www.1lo.suwalki.pl/energ/doc/reaktor.html
http://www.rzeczpospolita.pl/Pl-asc/
gazeta/wydanie_990714/nauka/nauka_a_1.html
http://library.thinkquest.org/19662/high/pol/nuclear-reactor.html 

Bibliografia:

 

 

 

Dziękuję za 

uwagę!!!