ELEKTROWNIA JĄDROWA

Elektrownia jądrowa jest to obiekt przemysłowo-energetyczny (elektrownia cieplna) wytwarzający energię elektryczną poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu (uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w izotop U-235), której ciepło, do uzyskiwania pary, jest otrzymywane z reaktora jądrowego.

Historia

Pierwsza elektrownia jądrowa, o mocy 5 MW powstała w 1954 r. w Obnińsku (ZSRR). Produkcja prądu nie była jednak w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych głównym zadaniem elektrowni jądrowych. Głównym celem ich budowy była produkcja wzbogaconego materiału rozszczepialnego do produkcji broni atomowej. W latach siedemdziesiątych zaczęło gwałtownie przybywać bloków energetycznych z reaktorami atomowymi. Na świecie uruchamiano kilkanaście reaktorów rocznie. Te gwałtowne zmiany były spowodowane prawie bezawaryjną pracą pierwszych elektrowni w tamtym czasie, co doprowadziło do zwiększenia zainteresowania tym rozwiązaniem, natomiast w latach 70. na jego spadek wpływ miały dwie poważne awarie: w Three Mile Island w 1979 r. i w Czarnobylu w 1986 r. oraz wzrost wymagań dotyczących bezpieczeństwa bloków jądrowych. Cykl projektowania i budowy elektrowni atomowej trwa około 10 lat, na liczbę uruchamianych w latach 80. reaktorów wpływ miały decyzje podjęte 10 lat wcześniej, a więc najczęściej przed awarią w elektrowni Three Mile Island.

W latach 80. i 90. XX wieku, wiele krajów wstrzymało się z podejmowaniem decyzji o budowie kolejnych bloków jądrowych. W Stanach Zjednoczonych nie rozpoczęto budowy żadnego nowego bloku od 1977. Obywatele Szwecji w referendum w 1979 roku zdecydowali o zupełnym wycofaniu się z energetyki jądrowej. Plany zupełnego wycofania się, mają: Królestwo Niderlandów, Niemcy, Słowenia, a Włochy plany zrealizowały już w 1990 r. Buduje się natomiast dużo reaktorów w Azji (Chiny, Indie, Japonia, Korea Południowa i Korea Północna, Iran, Pakistan). Jednak po roku 2000, wiele krajów zaczęło ponownie rozpatrywać możliwość budowy elektrowni jądrowych. Jest to spowodowane, głównie zobowiązaniami dotyczącymi ograniczenia emisji dwutlenku węgla, prognozami wzrostu cen paliw kopalnych, ciągłego wzrostu zużycia energii elektrycznej oraz chęcią dywersyfikacji jej źródeł. Energia jądrowa jest najbardziej skondensowanym źródłem energii z jakiego obecnie korzysta człowiek. Przy rozsądnym gospodarowaniu uważa się, że jest to także jedna z najczystszych obecnie znanych form produkcji energii, znacząco pod tym względem przewyższająca np. technologie oparte o paliwa kopalne. Szacuje się, że występujące na Ziemi zasoby uranu wystarczą na pokrycie zapotrzebowania energetycznego ludzkości na wiele tysięcy lat. Dla porównania przy obecnym poziomie wykorzystania paliwa kopalne wyczerpią się prawdopodobnie już za kilkadziesiąt lat. Budowa nowych reaktorów trwa w Finlandii (Olkiluoto-3) i Francji (Flamanville-3). Decyzję o budowie nowych bloków podjęto również w Bułgarii (nowa elektrownia w Belene), Słowenii (rozbudowa elektrowni w Krsku), i na Litwie (rozbudowa elektrowni w Ignalinie).

Budowa elektrowni

Ogólna zasada działania elektrowni atomowej.

W reaktorze jądrowym w wyniku reakcji rozszczepienia jąder atomowych wydzielają się duże ilości ciepła, które jest odbierane przez czynnik roboczy (najczęściej wodę pod wysokim ciśnieniem w tak zwanym obiegu pierwotnym - reaktory PWR i WWER). Czynnik przepływa do wytwornicy pary, gdzie oddaje ciepło wrzącej wodzie z obiegu wtórnego o niższym ciśnieniu a następnie powraca do reaktora. Para wodna (mokra) napędza następnie turbinę parową połączoną z generatorem. Separacja obiegów zapewnia większe bezpieczeństwo w przypadku wycieku pary z turbiny.

Elektrownie jądrowe w Polsce

W Polsce nie ma elektrowni jądrowych, jedynym działającym reaktorem jądrowym jest badawczy reaktor Maria, należący do Państwowej Agencji Atomistyki. W latach 80 XX wieku rozpoczęto budowę elektrowni Żarnowiec w woj. pomorskim, prace przerwano na początku lat 90, głównie pod naciskiem protestów przeciwników energetyki atomowej. Zakończono tylko inwestycję towarzyszącą, elektrownię szczytowo-pompową.

W dniu 4 stycznia 2005 r. rząd przyjął dokument Polityka energetyczna Polski do 2025 roku, w którym napisano:

• Ze względu na konieczność dywersyfikacji nośników energii pierwotnej oraz potrzebę ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, uzasadnione staje się wprowadzenie do krajowego systemu energetyki jądrowej

• Ponieważ prognozy wskazują na potrzebę pozyskiwania energii elektrycznej z elektrowni jądrowej w drugim dziesięcioleciu rozpatrywanego okresu, to biorąc pod uwagę długość cyklu inwestycyjnego konieczne jest niezwłoczne rozpoczęcie społecznej debaty na ten temat.

Państwowa Agencja Atomistyki zamierza zająć się ewentualnym planowaniem rozmieszczenia elektrowni jądrowej. Ma być jedną z wielu elektrowni zapewniających bezpieczeństwo energetyczne kraju, która nie zagraża środowisku bardziej niż konwencjonalne elektrownie. Przeciwko budowie elektrowni jądrowej w Polsce są m.in. Greenpeace i partia Zieloni.

Schemat cieplny elektrowni jądrowej z reaktorem wodnym ciśnieniowym.

1. Blok reaktora 2. Komin chłodzący 3. Reaktor 4. Pręty kontrolne 5. Zbiornik wyrównawczy ciśnienia 6. Generator pary 7. Zbiornik paliwa 8. Turbina 9. Prądnica 10. Transformator 11. Skraplacz 12. Stan gazowy 13. Stan ciekły 14. Powietrze 15. Wilgotne powietrze 16. Rzeka 17. Układ chłodzenia 18. I obieg 19. II obieg

20. Para wodna 21. Pompa

---