Principiul de functionare
Centrala nuclearoelectrica este un ansamblu de instalatii si constructii reunite
in scopul producerii energiei electrice pe baza folosirii energiei nucleare. y5y16yp
Obtinerea energiei nucleare se bazeaza pe reactia de fisiune (descompunere)
nucleara in lant. Instalatia care asigura conditiile de obtinere si mentinere
a reactiei in lant este reactorul nuclear. In principiu, reactorul
se compune dintr-o parte centrala numita zona activa, in care are loc
reactia de fisiune si se dezvolta caldura de reactie.
Zona activa contine combustibilul nuclear alcatuit din izotopi fisionabili (U235,
Pu239) si materiale fertile (U238, U232); moderatorul (apa grea), care are rolul
de a incetini viteza neutronilor rapizi, astfel ca reactia sa fie controlabila;
barele de control capteaza neutronii rezultati din reactia de fisiune; agentul
de racire, care preia caldura dezvoltata in zona activa si o cedeaza apei
in schimbatorul de caldura.
In schimbatorul de caldura, apa de vaporizeaza si devine agentul producator
de lucru mecanic in turbina. Lucrul mecanic este transformat de generator
in energie electrica.
Combustibilul, moderatorul si agentul de racire formeaza asa numita filiera
a reactorului termic care determina caracteristicile specifice centralelor nucleare.
Combustibilul introdus in reactor are forma unor pilule compactate sub
forma de bare.
Intre barele de combustibil se gasesc barele de control. Acestea contin
cadmiu (element chimic ce absoarbe neutroni). Ele au rolul de a regla numarul
de neutroni ce pot produce noi reactii de fisiune, astfel incat
puterea produsa de reactor sa ramana constanta in timp.
Pentru mentinerea reactiei in lant, in unele tipuri de reactoare,
neutronii emisi in reactiile de fisiune trebuie incetiniti. In
timpul franarii neutronilor are loc un transfer de energie de la acestia
la moderator, temperatura moderatorului si a combustibilului marindu-se.
Controlul reactoarelor nucleare se face computerizat (inclusiv al sistemelor
utilizate pentru protectia reactorului si a mediului inconjurator).
Centralele nucleare au intre 1 si 8 reactoare (unitati), fiecare cu o putere
instalata de cel putin 600 MW.
In Romania, a intrat in functiune, pe 2 decembrie 1996, centrala
nucleara de la Cernavoda, care functioneaza cu apa grea ca moderator, foloseste
uraniu imbogatit si produce cu un singur reactor, aproximativ 10% din
totalul energiei electrice produse in tara.
Centrala de la Cernavoda se bazeaza pe sistemul canadian CANDU si are o putere
instalata de 706 MW in prezent. Structura unui reactor CANDU consta intr-un
recipient cilindric orizontal, cu tuburi pentru barele de combustibil si pentru
lichidul de racire (apa grea) plasate orizontal.
In jurul acestor tuburi se afla apa grea, care actioneaza ca moderator.
Apa grea contine doi atomi de deuteriu (un izotop neradioactiv al hidrogenului)
si un atom de oxigen. Apa grea este mult mai eficienta ca moderator decat apa
obisnuita si permite folosirea uraniului natural drept combustibil. Ea se obtine
in intreprinderi specializate, prin separarea sa din apa naturala
(exista o astfel de intreprindere la Drobeta Turnu-Severin).
Securitatea centralelor nuclearoelectrice
In regim de functionare normala, cantitatile de substante radioactive
eliberate de centrala nucleara sunt nesemnificative. Pericolul specific, pentru
populatie si mediul ambiant, consta in eliberarea necontrolata de substante
radioactive. Sistemele tehnice de securitate sunt destinate sa limiteze distrugerile
zonei active a reactorului.
De la descoperirea fisiunii nucleare, populatia a fost saturata cu povestiri
alarmante si cu exagerari despre energia nucleara. S-a emis astfel ipoteza ca
orice reactor poate exploda oricand ca o bomba nucleara.
In pricipiu, nici un reactor nuclear nu poate exploda ca o bomba. Sunt
insa posibile accidente in care reactoarele sa se supraincalzeasca,
iar componentele lor, depinzand de materialele din care sunt realizate,
sa se topeasca sau sa arda. Cresterea presiunii agentului de racire poate deveni
cauza unor explozii "mecanice" care ar deteriora invelisul reactorului
sau al sistemului de racire. Astfel, pot fi imprastiate in spatiu
materiale radioactive, care sa contamineze mediul inconjurator. Centralele
nucleare actuale sunt proiectate astfel incat probabilitatea unor
accidente de acest tip sa fie minima.
Toate reactoarele nucleare moderne sunt inchise in containere extrem
de sigure. Acestea sunt proiectate astfel incat sa previna orice
scurgeri radioactive care ar putea rezulta in urma unor accidente de operare.
Centralele nucleare sunt astfel proiectate incat sa cuprinda sisteme
care sa previna producerea accidentelor nucleare. Acestea sunt dispuse "in
linie", astfel incat, daca un sistem de protectie se defecteaza,
un altul sa ii ia locul si asa mai departe. Desigur, este posibil ca toate
sistemele din "linia" de protectie sa cada unul dupa celalalt, dar
probabilitatea producerii unui astfel de eveniment este extrem de mica.
