Centrales nucléaires. Centrales nucléaires de l'Ukraine. Centrales nucléaires en Russie

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Les besoins énergétiques modernes de l'humanité augmentent à un rythme gigantesque. Sa consommation pour l'éclairage des villes, pour les besoins industriels et autres de l'économie nationale est en augmentation. En conséquence, de plus en plus de suie provenant de la combustion du charbon et du mazout est émise dans l'atmosphère et l'effet de serre augmente. De plus, on parle de plus en plus ces dernières années de l'introduction de véhicules électriques, qui contribueront également à l'augmentation de la consommation d'électricité.

Malheureusement, les centrales hydroélectriques respectueuses de l'environnement ne sont pas en mesure de couvrir des besoins aussi gigantesques, et une nouvelle augmentation du nombre de centrales thermiques et de centrales thermiques n'est tout simplement pas conseillée. Que faire dans ce cas ? Et il n'y a pas grand choix: les centrales nucléaires, si elles sont bien exploitées, sont un excellent moyen de sortir de l'impasse énergétique.

Malgré ce qui s'est passé à Tchernobyl, mêmeConscients des récents échecs des Japonais, les scientifiques du monde entier reconnaissent que l'atome pacifique est la seule solution à la crise énergétique qui approche aujourd'hui. Les sources d'énergie alternatives largement annoncées ne fournissent même pas un centième de la quantité d'électricité dont le monde a besoin chaque jour.

De plus, même l'explosion de la centrale nucléaire de Tchernobyl n'a causé même pas un centième des dommages à l'environnement, ce qui est noté même avec une catastrophe sur une plate-forme pétrolière. L'incident de BP en est une confirmation claire.

Le principe de fonctionnement d'un réacteur nucléaire

La source de chaleur est les éléments combustibles - TVEL. En fait, ce sont des tubes en alliage de zirconium, qui est légèrement sujet à dégénérescence même dans la zone de fission active des atomes. A l'intérieur sont placés des comprimés de dioxyde d'uranium ou des grains d'un alliage d'uranium et de molybdène. A l'intérieur du réacteur, ces tubes sont assemblés en assemblages contenant chacun 18 éléments combustibles.

Au total, il peut y avoir près de deux mille assemblages, et ils sont placés dans des canaux à l'intérieur de la maçonnerie de graphite. La chaleur dégagée est collectée au moyen d'un liquide de refroidissement et, dans les centrales nucléaires modernes, il existe deux circuits de circulation. Dans le second d'entre eux, l'eau n'interagit en aucune manière avec le cœur du réacteur, ce qui augmente considérablement la sécurité de la structure dans son ensemble. Le réacteur lui-même est situé dans un puits et une capsule spéciale est créée pour la maçonnerie en graphite à partir du même alliage de zirconium (30 mm d'épaisseur).

L'ensemble de la structure repose sur une base extrêmement massive en béton à haute résistance, sous laquelle se trouve la piscine. Il sert à refroidir le nucléairecarburant en cas d'accident.

Le principe de fonctionnement est simple: les éléments combustibles sont chauffés, leur chaleur est transférée au liquide de refroidissement primaire (sodium liquide, deutérium), après quoi l'énergie est transférée au circuit secondaire, à l'intérieur duquel l'eau circule sous énorme pression. Il bout immédiatement et la vapeur fait tourner les turbines des générateurs. Après cela, la vapeur pénètre dans les dispositifs de condensation, redevient liquide, après quoi elle est à nouveau envoyée au circuit secondaire.

Histoire de la Création

Dans la seconde moitié des années 1940, tous les efforts ont été faits en URSS pour créer des projets impliquant l'utilisation pacifique de l'énergie atomique. Le célèbre académicien Kurchatov, s'exprimant lors d'une réunion ordinaire du Comité central du PCUS, a présenté une proposition visant à utiliser l'énergie atomique pour produire de l'électricité, dont le pays, se remettant d'une terrible guerre, avait un besoin urgent.

En 1950, la construction d'une centrale nucléaire a commencé (la première au monde, soit dit en passant), qui a été posée dans le village d'Obninskoye, dans la région de Kalouga. Quatre ans plus tard, cette centrale d'une capacité de 5 MW est lancée avec succès. Le caractère unique de l'événement réside également dans le fait que notre pays est devenu le premier État au monde à avoir réussi à utiliser efficacement l'atome exclusivement à des fins pacifiques.

Continuer à travailler

Déjà en 1958, les travaux de conception de la centrale nucléaire sibérienne ont commencé. La capacité nominale a immédiatement été multipliée par 20, pour atteindre 100 MW. Mais l'unicité de la situation n'est même pas là. A la livraison de la centrale, sa restitution était de 600 MW. Scientifiques en coupleannées ont tellement réussi à améliorer le projet, et tout récemment, de telles performances semblaient complètement impossibles.

Cependant, les centrales nucléaires dans les vastes étendues de l'Union n'ont alors pas poussé plus mal que des champignons. Ainsi, quelques années après la centrale nucléaire sibérienne, la centrale nucléaire de Beloyarsk a été lancée. Bientôt, une station a été construite à Voronej. En 1976, la centrale nucléaire de Koursk a été mise en service, dont les réacteurs ont été sérieusement modernisés en 2004.

En général, les centrales nucléaires ont été construites de manière planifiée tout au long de la période d'après-guerre. Seule la catastrophe de Tchernobyl pourrait ralentir ce processus.

Comment c'était à l'étranger

Il ne faut pas supposer que de tels développements ont été réalisés exclusivement dans notre pays. Les Britanniques étaient bien conscients de l'importance que pouvaient avoir les centrales nucléaires et ont donc travaillé activement dans ce sens. Ainsi, déjà en 1952, ils ont lancé leur propre projet de développement et de construction de centrales nucléaires. Quatre ans plus tard, la ville de Calder Hall est devenue la première ville nucléaire anglaise avec sa propre centrale électrique de 46 MW. En 1955, une centrale nucléaire a été solennellement mise en service dans la ville américaine de Shippingport. Sa puissance était égale à 60 MW. Depuis, les centrales nucléaires ont entamé leur marche triomphale autour du monde.

Menaces contre l'atome pacifique

La première euphorie de l'apprivoisement de l'atome a rapidement été remplacée par l'anxiété et la peur. Bien sûr, la centrale nucléaire de Tchernobyl a été la catastrophe la plus grave, mais il y a eu la centrale Mayak, des accidents avec des réacteurs nucléaires dans des sous-marins nucléaires, ainsi que d'autres incidents, dont beaucoup ne seront probablement jamais connus. Les conséquences de ces accidentsforcé les gens à penser à élever le niveau de culture dans l'utilisation de l'énergie atomique. De plus, l'humanité a de nouveau réalisé qu'elle était incapable de résister aux forces élémentaires de la nature.

De nombreuses sommités de la science mondiale discutent depuis longtemps de la manière de rendre les centrales nucléaires plus sûres. À Moscou en 1989, une assemblée mondiale a été convoquée, sur la base des résultats de la réunion, des conclusions ont été tirées sur la nécessité de renforcer radicalement le contrôle sur l'énergie nucléaire.

Aujourd'hui, les communautés mondiales surveillent de près la façon dont tous ces accords sont respectés. Cependant, aucune quantité d'observation et de contrôle ne peut sauver des catastrophes naturelles ou de la stupidité banale. Cela a été une fois de plus confirmé par l'accident de Fukushima-1, à la suite duquel des centaines de millions de tonnes d'eau radioactive se sont déversées dans l'océan Pacifique. De manière générale, le Japon, où la centrale nucléaire est le seul moyen de fournir en électricité les gigantesques besoins de l'industrie et de la population, n'a pas abandonné le programme de construction de centrales nucléaires.

Classement

Toutes les centrales nucléaires peuvent être classées selon le type d'énergie produite, ainsi que selon le modèle de leur réacteur. Le degré de sécurité, le type de construction, ainsi que d'autres paramètres importants sont également pris en compte.

Voici comment ils sont classés selon le type d'énergie produite:

• Centrales nucléaires. La seule énergie qu'ils génèrent est l'électricité.
• Centrales nucléaires thermiques. En plus de l'électricité, ces installations génèrent également de la chaleur, ce qui les rend particulièrement utiles pour un déploiement dans les villes du Nord. Là, l'exploitation d'une centrale nucléairepermet de réduire fortement la dépendance de la région vis-à-vis de l'approvisionnement en carburant d'autres régions.

Carburant utilisé et autres caractéristiques

Les plus courants sont les réacteurs nucléaires qui utilisent de l'uranium enrichi comme combustible. Le liquide de refroidissement est de l'eau légère. Ces réacteurs sont appelés réacteurs à eau légère et il en existe deux types. Dans le premier cas, la vapeur utilisée pour faire tourner les turbines se forme dans le cœur du réacteur.

Pour la formation de vapeur dans le second cas, un système de dissipateur thermique est utilisé, grâce auquel l'eau ne pénètre pas dans le noyau. Soit dit en passant, le développement de ce système a déjà commencé dans les années 50 du siècle dernier et les développements militaires américains en ont servi de base. À peu près à la même époque, l'URSS a développé un réacteur du premier type, mais avec un système de modération, dans le rôle duquel des barres de graphite ont été utilisées.

C'est ainsi qu'est apparu le réacteur refroidi au gaz, qui est utilisé par de nombreuses centrales nucléaires en Russie. L'accélération rapide de la construction de centrales de ce modèle particulier était due au fait que les réacteurs produisaient du plutonium de qualité militaire comme sous-produit. De plus, même l'uranium naturel ordinaire, dont les gisements dans notre pays sont très importants, convient comme combustible pour cette variété.

Un autre type de réacteur assez répandu dans le monde est le modèle à eau lourde alimenté à l'uranium naturel. Au début, de tels modèles ont été créés par presque tous les pays qui avaient accès aux réacteurs nucléaires, maisaujourd'hui, seul le Canada fait partie de leurs exploiteurs, au sein desquels se trouvent les plus riches gisements d'uranium naturel.

Comment les réacteurs ont-ils été améliorés ?

D'abord, l'acier ordinaire a été utilisé pour la fabrication de gaines de crayons combustibles et de canaux de circulation. A cette époque, on ne connaissait pas encore les alliages de zirconium, bien mieux adaptés à ces fins. Le réacteur a été refroidi avec de l'eau fournie sous une pression de 10 atmosphères.

La vapeur libérée en même temps avait une température de 280 degrés. Tous les canaux dans lesquels se trouvaient les crayons combustibles ont été rendus amovibles, car ils devaient être remplacés assez souvent. Le fait est que dans la zone d'activité du combustible nucléaire, les matériaux sont assez rapidement soumis à la déformation et à la destruction. En fait, les éléments structurels du noyau sont conçus pour 30 ans, mais dans de tels cas, l'optimisme est inacceptable.

Barres de carburant

Dans ce cas, les scientifiques ont décidé d'utiliser une variante avec refroidissement tubulaire unilatéral. Cette conception réduit considérablement les risques de pénétration de produits de fission dans le circuit d'échange de chaleur, même en cas d'endommagement de l'élément combustible. Le même combustible nucléaire est un alliage d'uranium et de molybdène. Cette solution a permis de créer un équipement relativement peu coûteux et fiable qui peut fonctionner de manière stable même à des températures très élevées.

Tchernobyl

Aussi étrange que cela puisse paraître, la tristement célèbre Tchernobyl, dont la centrale nucléaire est devenue le symbole des catastrophes d'origine humaine du siècle dernier, a été un véritable triomphe de la science. A cette époque, les technologies les plus avancées ont été utilisées dans sa construction et sa conception. La puissance du réacteur atteint à elle seule 3200 MW. Le combustible était également nouveau: du dioxyde d'uranium naturel enrichi a été utilisé pour la première fois à la centrale nucléaire de Tchernobyl. Une tonne de ce combustible ne contient que 20 kilogrammes d'uranium-235. Au total, 180 tonnes de dioxyde d'uranium ont été chargées dans le réacteur. On ne sait toujours pas exactement qui et dans quel but a décidé de mener une expérience à la station qui contredit toutes les règles de sécurité imaginables.

Centrales nucléaires en Russie

S'il n'y avait pas eu la catastrophe de Tchernobyl, dans notre pays (très probablement), le programme de construction de centrales nucléaires le plus vaste et le plus répandu se poursuivrait. C'était en tout cas l'approche prévue en URSS.

En général, immédiatement après Tchernobyl, de nombreux programmes ont commencé à être massivement réduits, ce qui a immédiatement entraîné une augmentation des prix de nombreux types de caloporteurs "respectueux de l'environnement". Dans de nombreuses régions, ils ont été contraints de revenir à la construction de centrales thermiques, qui (y compris) fonctionnent même au charbon, continuant de polluer monstrueusement l'atmosphère des grandes villes.

Au milieu des années 2000, le gouvernement a néanmoins réalisé la nécessité de développer le programme nucléaire, car sans lui, il serait tout simplement impossible de fournir à de nombreuses régions de notre pays la quantité d'énergie nécessaire.

Combien de centrales nucléaires avons-nous aujourd'hui dans notre pays ? Seulement dix. Oui, ce sont toutes des centrales nucléaires russes. Mais même ce nombre génère plus de 16% de l'énergie consomméenos concitoyens. La capacité de l'ensemble des 33 unités de puissance qui fonctionnent dans le cadre de ces centrales nucléaires est de 25,2 GW. Près de 37 % des besoins en électricité de nos régions du Nord sont couverts par les centrales nucléaires.

L'une des plus célèbres est la centrale nucléaire de Leningrad, construite en 1973. À l'heure actuelle, la construction intensive de la deuxième étape est en cours, ce qui permettra d'augmenter la capacité de production (4 000 MW) au moins deux fois.

Centrales nucléaires ukrainiennes

L'Union soviétique a fait beaucoup, y compris pour le développement de l'énergie dans les républiques fédérées. Ainsi, la Lituanie a reçu à un moment donné non seulement une excellente infrastructure et de nombreuses entreprises industrielles, mais aussi la centrale nucléaire d'Ignalina, qui jusqu'en 2005 était un véritable «poulet grêlé», fournissant à presque toute la région de la B altique un carburant bon marché (et le sien!) Énergie.

Mais le don principal a été fait à l'Ukraine, qui a reçu quatre centrales électriques à la fois. La centrale nucléaire de Zaporozhye est généralement la plus puissante d'Europe, fournissant 6 GW d'énergie à la fois. En général, les centrales nucléaires ukrainiennes lui permettent de s'approvisionner en électricité de manière indépendante, ce dont la Lituanie ne peut plus se vanter.

Maintenant, les quatre mêmes stations fonctionnent: Zaporozhye, Rivne, South-Ukrainian et Khmelnitsky. Contrairement aux idées reçues, le troisième bloc de la centrale nucléaire de Tchernobyl a continué à fonctionner jusqu'en 2000, alimentant régulièrement la région en électricité. À l'heure actuelle, 46 % de toute l'électricité ukrainienne est produite par des centrales nucléaires ukrainiennes.

Les ambitions politiques étranges des autorités du pays ont conduit au fait qu'en 2011, il a étéune décision a été prise de remplacer les éléments combustibles russes par des éléments américains. L'expérience a complètement échoué et près de 200 millions de dollars de dommages ont été causés à l'industrie ukrainienne.

Prospects

Aujourd'hui, les bienfaits de l'atome pacifique sont à nouveau rappelés dans le monde entier. Une ville entière peut être alimentée en énergie par une petite centrale nucléaire primitive, qui consomme environ 2 tonnes de combustible par an. Quelle quantité de gaz ou de charbon devra être brûlée pendant la même période ? Les perspectives de la technologie sont donc énormes: les types d'énergie traditionnels augmentent constamment en prix et leur nombre diminue.