ГЛАВА 37. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ. ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

где μ = 235 г/моль – молярная масса урана; N_A – число Авогадро. Отсюда получаем

Таким образом, реактор рассматриваемой мощности потребляет около 10 кг урана в сутки. Для сравнения – суточная потребность тепловой электростанции сравнимых характеристик в топливе составляет 6700 т угля или 4600 т нефти.

Ядерный реактор на АЭС является источником тепла для превращения воды в пар высокого давления, который вращает колеса турбины, соединенной с ротором электрогенератора, производящего электрический ток. Тепло от активной зоны реактора отводится системой охлаждения с циркулирующим теплоносителем (в качестве которого используют воду). Уран в активной зоне реактора находится в ТеплоВыделяющих ЭЛементах – твэлах. Твэл «работает» при сильном перепаде температуры (300 °С снаружи и более 1000 °С внутри) в условиях интенсивного облучения нейтронами. Обычно в твэлах выгорает около 60 % .

В России используют в основном два типа реакторов на тепловых (медленных) нейтронах. Это водо-вояные энергетические реакторы (ВВЭР) и уран-графитовые реакторы (РБМК). В водо-водяных реакторах и замедление нейтронов и отвод тепла из активной зоны реактора осуществляется водой. В реакторах РБМК теплоносителем является вода, замедлителем графит. Безопасность работы реактора обеспечивается системой управления и защиты. Для повышения надежности работы все узлы этой системы многократно дублируются. Но особо важными элементами защиты реактора являются системы аварийной защиты, когда любая неисправность или внештатная ситуация автоматически приводит к уменьшению числа нейтронов и к остановке реактора. Такие системы также реализованы в современном реакторе. И, конечно, управление реактором требует профессионализма и дисциплины персонала.

В настоящее время в мире работают более 1200 энергетических атомных реакторов на АЭС. Во Франции атомная энергетика дает 76 % всей потребляемой электроэнергии, в Японии – 32 %, в США – 20 %. В России сейчас работают 10 АЭС, обеспечивая 16 % всей электроэнергии страны. Это: Балаковская АЭС (Саратовская область), Билибинская АЭС (Чукотский АО), Белоярская АЭС(Свердловская обл.), Калининская АЭС (Тверская обл.), Кольская АЭС (Мурманская обл.), Курская АЭС (Курская обл.), Ленинградская АЭС (Ленинградская обл.), Нововоронежская АЭС (Воронежская обл.), Ростовская АЭС (Ростовская обл.), Смоленская АЭС (Смоленская обл.).