Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe creëert kernenergie elektriciteit?

Kerncentrales genereren elektriciteit door een proces genaamd kernsplijting . Hier is een uitsplitsing van de stappen:

1. Nucleaire splijting:

- Uraniumbrandstof: Het proces begint met uranium, een radioactief element. In kernreactoren is uranium verrijkt om de concentratie van zijn splijtbare isotoop te verhogen, uranium-235.

- Neutronenabsorptie: Een neutron slaat een uranium-235-atoom, waardoor het onstabiel wordt en gesplitst (splijting).

- Energie -release: Deze splitsing geeft een enorme hoeveelheid energie af in de vorm van warmte en meer neutronen.

- kettingreactie: De vrijgegeven neutronen kunnen verdere splijtingsgebeurtenissen veroorzaken, waardoor een kettingreactie ontstaat.

2. Warmteoverdracht:

- Moderator- en bedieningsstangen: De reactorkern gebruikt een moderator (typisch water) om de neutronen en controlestaven te vertragen om neutronen te absorberen en de kettingreactie te reguleren.

- Warmte -generatie: De energie die uit splijting wordt vrijgegeven, verwarmt de moderator en andere componenten in de reactor.

3. Steamproductie:

- Warmtewisselaar: Het hete water of stoom van de reactorkern stroomt door een warmtewisselaar en brengt warmte over naar een afzonderlijke waterlus.

- Stoomgeneratie: Deze warmte zet het water in de secundaire lus om in stoom onder hoge druk.

4. Turbine en generator:

- Steamvermogen: De hogedrukstoom drijft een turbine aan, een grote roterende machine met messen.

- Elektriciteitsopwekking: De turbine is verbonden met een generator, die de mechanische energie van de rotatie van de turbine omzet in elektrische energie.

5. Koeling en condensatie:

- condensor: Na het passeren van de turbine wordt de stoom gekoeld in een condensor en transformeert deze terug in water.

- Koelwater: Koelwater uit een nabijgelegen bron (rivier, meer of oceaan) wordt gebruikt om de stoom in de condensor te koelen.

6. Elektriciteitsverdeling:

- Transmissie rooster: De gegenereerde elektriciteit wordt vervolgens naar het elektrische raster gestuurd, waar het wordt verdeeld onder huizen, bedrijven en industrieën.

Sleutelpunten:

* Geen uitstoot van broeikasgassen: In tegenstelling tot fossiele brandstoffen geven kerncentrales geen broeikasgassen vrij tijdens het genereren van elektriciteit.

* Hoge energiedichtheid: Uranium heeft een zeer hoge energiedichtheid, wat betekent dat een kleine hoeveelheid brandstof een grote hoeveelheid energie kan produceren.

* veiligheidsproblemen: Kerncentrales hebben veiligheidsproblemen met betrekking tot radioactief afval, potentiële ongevallen en de langdurige opslag van verbruikte brandstof.

* kernafval: Verbruikte brandstofstaven blijven duizenden jaren radioactief en vormen een uitdaging voor veilige opslag en verwijdering.

* proliferatierisico's: Uraniumverrijkingstechnologieën kunnen worden gebruikt voor zowel vreedzame als militaire doeleinden, waardoor bezorgdheid wordt geuit over proliferatie van kernwapens.