Какво ще стане, ако спре електрозахранването на една АЕЦ?

За осигуряването на комфортен живот на хората е необходима електрическа енергия и затова в целия свят работят хиляди електроцентрали. Те са твърде различни: някои от тях използват енергията на движещата се вода, други преобразуват в електрически ток енергията на Слънцето и т.н. Но за най-ефективни се считат атомните електроцентрали, които почти не изхвърлят парникови газове в атмосферата, както е например при въглищните и газовите електроцентрали.

Наистина интересът към атомните електроцентрали е много голям, понеже техният КПД достига 40-45%, а при по-новите и повече. Основният химически елемент, който се използва при работата на АЕЦ е уран-235, който е поставен в специални касетки, които от своя страна са вмъкнати в огромен резервоар. Тези касетки са така наречените топлоотделящи елементи (ТОЕ), като в един реактор има десетки и дори стотици от тях.

За една година един ядрен реактор от среден клас изразходва около 10 килограма гориво. Именно това съвсем малко количество генерира огромната енергия, която се произвежда от самата АЕЦ. Ако се спрем съвсем накратко за производителността на ядреното гориво можем да кажем, че 1 грам уран-235 дава толкова енергия, колкото се получава при изгарянето на 2 тона нефт. Казано с други думи, около 10 кг уран-235 са еквивалентни на приблизително 700 цистерни нефт.

Работата на една атомна електроцентрала може да се раздели на три основни етапа. На първия етап енергията от деленето на атома се превръща в топлинна енергия. На следващия етап тази топлинна енергия се превръща в механична. И на третия етап, подобно на почти всички други електроцентрали механичната енергия се превръща в електрическа. Третата фаза е съвсем същата, както е и при една обикновена топлоелектрическа централа, само че при АЕЦ нагряването на водата става чрез енергията получена при разпадането на ядрата на урана.

Минусът при използването на атомни електроцентрали, е че близо до тях се съхранява огромно количество вече използвано ядрено гориво, което трябва да е максимално изолирано от околната среда. За да не могат тези отпадъчни ядрени вещества да навредят на природата, хората и животните, се използват специални охладители, мощна вентилация и друга сложна техника, за работата на която също е необходима електрическа енергия. В случай че дадена АЕЦ остане без електрически ток, ситуацията съвсем не е толкова опасна, понеже самата тя си генерира необходимата електрическа енергия и осигурява работата на всичката техника. Само че има опасни изключения.

Използваното ядрено гориво

От време-навреме от активните зони на атомните електроцентрали се изважда горивото, което вече не може да осигурява протичането на необходимата верижна реакция. За разлика от новото гориво, вече използваното ядрено гориво е силно радиоактивно, тъй като съдържа големи количества продукти на делене, които са силно радиоактивни вещества. Ако това вече използвано ядрено гориво се остави просто навън сред природата, то от само себе си се нагрява до много високи температури и всъщност това е главната опасност, понеже в този случай радиацията нараства до твърде опасни нива. След като бъде извадено от активната зона, неспособното да поддържа ядрена реакция гориво се поставя в охладителни басейни, където престоява обикновено от 2 до 5 години. Всичко зависи от това, доколко бързо се освобождава от своята енергия и по този начин постепенно намалява своята радиоактивност. След като този процес приключи, специалистите на АЕЦ изпращат това гориво за съхранение, преработване или утилизация.

За да се предотврати това самостоятелно нагряване на вече използваното ядрено гориво се използват охладителни системи. Това са обикновено дълбоки басейни с мощни помпи, които охлаждат използваните радиоактивни касетки. Използва се и вентилация на тези зони. За работата на помпите и вентилаторите е необходима електрическа енергия, която обикновено се взема от самата АЕЦ, като това е част от работата на всяка електроцентрала от подобен род.

Изключенията

Опасните изключения са атомните електроцентрали, които вече не генерират електрическа енергия, но в тях има ядрено гориво, както и вече използвано ядрено гориво, като тези вещества задължително трябва да се охлаждат. Точно такъв случай е атомната електроцентрала в Чернобил, която преди няколко дни остана без ток. В подобни условия помпите спират да работят, съхраняваните касетки с използвано гориво бързо започват да се нагряват и това може да доведе до изхвърляне на радиоактивен облак в атмосферата, който вероятно би могъл да се зарази както Беларус и Украйна, където се намира Чернобилската АЕЦ, така и цяла Европа.

Предвидена е и подобна ситуация. При спиране на подаването на електроенергия чрез далекопроводите, автоматично започват да работят мощни дизелови генератори, които обаче в Чернобил имат гориво за 48 часа.

В изграденото в Чернобил хранилище за ядрено гориво се намират около 20 хиляди използвани касети за ядрено гориво. Необходимо е те да бъдат непрекъснато охлаждани, което е невъзможно при липсата на електроенергия. Без захранване специалните помпи не могат да работят, в съответните басейни температурата се покачва, започва изпарение и изхвърляне на радиоактивни вещества в околната среда. Променливият в тези дни вятър може да пренесе радиоактивния облак не само в други региони на Украйна, но и в Беларус, Русия и Европа.

Ситуацията бе внимателно анализирана и преди два дни Международната агенция за атомна енергия (МААЕ) съобщи, че спирането на електроенергията за Чернобилската АЕЦ не е опасно.

https://twitter.com/iaeaorg/status/1501545852715905029

Още в началото украинският енергиен концерн Укренерго съобщи, че енергийната система на Чернобилската АЕЦ е „напълно разрушена в резултат на военните действия на руския агресор„, а необходимите ремонти на високоволтовата линия не са възможни заради военните действия в региона.

В същото време МААЕ счита, че ситуацията е под контрол. Международната агенция за атомна енергия допълва, че като се вземе предвид времето изминало след катастрофата в атомната електроцентрала в Чернобил през 1986 година, топлинното натоварване на басейна за използвано ядрено гориво и обемът на охлаждащата вода в него са достатъчни за ефективното разсейване на топлината без да се налага подаването на електрическа енергия.

https://twitter.com/iaeaorg/status/1501545859468742664

Към днешен ден 31 държави от целия свят получават електрическа енергия с помощта на 192 атомни електроцентрали, които имат общо 438 енергоблока. Редица страни сериозно разглеждат замяната на атомната енергия с възобновяема - слънчеви, вятърни и други видове зелени енергии. Но събитията в Украйна показаха, че зелената енергия все още съвсем не е достатъчна да осигури комфортен живот на хората. Стана очевидно, че е необходимо изграждането на атомни електроцентрали от съвсем нов тип - може би ториеви, като едновременно с това трябва добре да се помисли да не възникват изключения от подобен род.