Welche Atomkraftwerke kennen Sie? Kernkraftwerk: Wie funktioniert es? Kernkraftwerke in Russland

Die Kernenergie ist einer der sich am weitesten entwickelnden Industriezweige, der durch den stetig steigenden Stromverbrauch bestimmt wird. Viele Länder verfügen über eigene Energieerzeugungsquellen mit „friedlichen Atomen“.

Karte der Kernkraftwerke in Russland (RF)

Russland ist in dieser Zahl enthalten. Die Geschichte der russischen Kernkraftwerke beginnt im Jahr 1948, als der Erfinder der sowjetischen Atombombe I.V. Kurtschatow initiierte den Entwurf des ersten Kernkraftwerks auf dem damaligen Gebiet die Sowjetunion. Kernkraftwerke in Russland stammen aus dem Bau des Kernkraftwerks Obninsk, das nicht nur das erste in Russland, sondern auch das erste Kernkraftwerk der Welt war.

Russland ist ein einzigartiges Land, das über eine Vollzyklus-Kernenergietechnologie verfügt, also über alle Phasen vom Erzbergbau bis zur endgültigen Stromerzeugung. Gleichzeitig verfügt Russland dank seiner großen Territorien über ausreichende Uranreserven, sowohl in Form als auch in Form Eingeweide der Erde und in Form von Waffenausrüstung.

Heutzutage Atomkraftwerke in Russland umfasst 10 Betriebsanlagen mit einer Kapazität von 27 GW (GigaWatt), was etwa 18 % des Energiemixes des Landes entspricht. Moderne Entwicklung Die Technologie ermöglicht es, Kernkraftwerke in Russland umweltfreundlich zu machen, obwohl die Nutzung der Kernenergie aus Sicht der Arbeitssicherheit die gefährlichste Produktion darstellt.

Karte Atomkraftwerke(KKW) in Russland umfasst nicht nur Betriebsstationen, sondern auch im Bau befindliche Anlagen, von denen es etwa 10 gibt. Zu den im Bau befindlichen Kraftwerken gehören jedoch nicht nur vollwertige Kernkraftwerke, sondern auch vielversprechende Entwicklungen in Form der Schaffung eines schwimmenden Kraftwerks Kernkraftwerk, das sich durch Mobilität auszeichnet.

Die Liste der Kernkraftwerke in Russland lautet wie folgt:

Aktuellen Zustand Die russische Kernenergie lässt uns von einem großen Potenzial sprechen, das in absehbarer Zeit in der Entwicklung und Konstruktion neuer Reaktortypen realisiert werden kann, die die Erzeugung großer Energiemengen zu geringeren Kosten ermöglichen.

Wie viele von Ihnen haben ein Atomkraftwerk zumindest aus der Ferne gesehen? Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es in Russland nur zehn in Betrieb befindliche Kernkraftwerke gibt und diese, Gott sei Dank, geschützt sind, denke ich, dass die Antwort in den meisten Fällen negativ ausfällt. Allerdings sind die Leute im LiveJournal, wie Sie wissen, erfahren. Okay, wie viele Leute haben damals das Atomkraftwerk von innen gesehen? Haben Sie zum Beispiel den Körper eines Kernreaktors mit Ihrer eigenen Hand ertastet? Niemand. Ich ahnte?

Nun, heute haben alle Abonnenten dieses Fotoblogs die Möglichkeit, all diese Hochtechnologien so nah wie möglich zu sehen. Ich verstehe, dass es live viel interessanter ist, aber fangen wir klein an. In Zukunft kann ich vielleicht ein paar Leute mitnehmen, aber im Moment studieren wir das Material!

02 . Wir sind also 45 Kilometer von der Baustelle der 4. Etappe des Kernkraftwerks Novovoronezh entfernt. Unweit des bestehenden Kernkraftwerks (das erste Kraftwerk wurde bereits in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts in Betrieb genommen) entstehen zwei moderne Kraftwerke mit einer Gesamtleistung von 2400 MW. Der Bau erfolgt nach dem neuen Projekt „AES-2006“, das den Einsatz von WWER-1200-Reaktoren vorsieht. Aber zu den Reaktoren selbst etwas später.

03 . Gerade die Tatsache, dass der Bau noch nicht abgeschlossen ist, gibt uns die seltene Chance, alles mit eigenen Augen zu sehen. Sogar die Reaktorhalle, die künftig hermetisch verschlossen und nur noch einmal im Jahr für Wartungsarbeiten geöffnet wird.

04 . Wie auf dem vorherigen Foto zu sehen ist, befindet sich die Kuppel des äußeren Sicherheitsbehälters des siebten Kraftwerksblocks noch in der Betonierungsphase, aber das Reaktorgebäude des Kraftwerks Nr. 6 sieht bereits interessanter aus (siehe Foto unten). Insgesamt wurden für das Betonieren dieser Kuppel mehr als 2.000 Kubikmeter Beton benötigt. Der Durchmesser der Kuppel an der Basis beträgt 44 m, die Dicke beträgt 1,2 m. Achten Sie auf die grünen Rohre und den volumetrischen Metallzylinder (Gewicht – 180 Tonnen, Durchmesser – etwa 25 m, Höhe – 13 m). das passive Wärmeabfuhrsystem (PHRS). Sie werden erstmals in einem russischen Kernkraftwerk installiert. Im Falle eines vollständigen Ausfalls aller Kernkraftwerkssysteme (wie in Fukushima geschehen) kann das PHRS für eine langfristige Wärmeabfuhr aus dem Reaktorkern sorgen.

05 . Der mit Abstand größte Bestandteil eines Kernkraftwerks sind Kühltürme. Darüber hinaus ist es eines der effektivsten Geräte zur Wasserkühlung in Kreislaufwasserversorgungssystemen. Der hohe Turm erzeugt genau den Luftzug, der für eine effektive Kühlung des zirkulierenden Wassers notwendig ist. Dank des hohen Turms wird ein Teil des Dampfes in den Kreislauf zurückgeführt und der andere Teil vom Wind abgeführt.

06 . Die Höhe des Rohbaus des Kühlturms des Kraftwerks Nr. 6 beträgt 171 Meter. Es sind etwa 60 Stockwerke. Mittlerweile ist dieses Bauwerk das höchste, das jemals in Russland gebaut wurde. Seine Vorgänger waren nicht höher als 150 m (im Kernkraftwerk Kalinin). Für den Bau des Bauwerks wurden mehr als 10.000 Kubikmeter Beton benötigt.

07 . Am Fuß des Kühlturms (Durchmesser 134 m) befindet sich eine sogenannte Beckenschale. Sein oberer Teil ist mit Bewässerungsblöcken „gepflastert“. Der Sprinkler ist der wichtigste Strukturelement Ein Kühlturm dieses Typs ist so konzipiert, dass er den Wasserstrom, der ihn durchströmt, aufbricht und ihm eine lange Zeit und eine maximale Kontaktfläche mit der Kühlluft bietet. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Gittermodule aus modernen Polymerwerkstoffen.

08 . Natürlich wollte ich eine epische Aufnahme von oben machen, aber der bereits installierte Sprinkler hinderte mich daran. Deshalb begeben wir uns zum Kühlturm des Kraftwerks Nr. 7. Leider war es nachts eiskalt und wir hatten eine schlechte Zeit mit der Fahrt mit dem Aufzug bis ganz nach oben. Er ist gefroren.

09 . Okay, vielleicht werde ich eines Tages die Chance haben, in eine so große Höhe zu fahren, aber jetzt ist hier eine Aufnahme der Installation des Bewässerungssystems.

10 . Ich dachte... Oder durften wir aus Sicherheitsgründen einfach nicht nach oben?

11 . Das gesamte Gelände der Baustelle ist mit Warn-, Verbots- und einfachen Propagandaplakaten und -schildern übersät.

12 . OK. Wir teleportieren uns zum Gebäude des zentralen Kontrollraums (CCR).
Natürlich wird heutzutage alles über Computer gesteuert.

13 . Der riesige, lichtdurchflutete Raum ist buchstäblich vollgestopft mit geordneten Schrankreihen mit automatischen Relaisschutzsystemen.

14 . Der Relaisschutz überwacht kontinuierlich den Zustand aller Elemente des Stromnetzes und reagiert auf das Auftreten von Schäden und/oder anormalen Bedingungen. Wenn ein Schaden auftritt, muss das Schutzsystem einen bestimmten beschädigten Bereich identifizieren und ihn abschalten, indem es auf spezielle Leistungsschalter einwirkt, die Fehlerströme unterbrechen sollen ( Kurzschluss oder Erdschluss).

15 . Entlang jeder Wand sind Feuerlöscher angebracht. Natürlich automatisch.

16 . Als nächstes ziehen wir in das 220-kV-Schaltanlagengebäude (KRUE-220) um. Meiner Meinung nach einer der fotogensten Orte im gesamten Kernkraftwerk. Es gibt auch KRUE-500, aber sie haben es uns nicht gezeigt. GIS-220 ist Teil der allgemeinen elektrischen Ausrüstung der Station und dient dazu, Strom von externen Stromleitungen zu empfangen und am Standort der im Bau befindlichen Station zu verteilen. Das heißt, während Kraftwerke gebaut werden, wird mit Hilfe von GIS-220 der Strom direkt an die im Bau befindlichen Anlagen geliefert.

17 . Im Projekt AES-2006, nach dem der sechste und siebte Kraftwerksblock gebaut wird, wurden erstmals vollständige gasisolierte 220/500-kV-Schaltanlagen vom geschlossenen Typ mit SF6-Isolierung im Stromverteilungsschema der Umspannwerke eingesetzt. Im Vergleich zu bisher eingesetzten offenen Schaltanlagen Kernenergie, die geschlossene Fläche ist um ein Vielfaches kleiner. Um die Größe des Gebäudes zu verstehen, empfehle ich, zum Titelfoto zurückzukehren.

18 . Selbstverständlich wird die KRUE-220-Ausrüstung nach der Inbetriebnahme der neuen Kraftwerke zur Übertragung des im Kernkraftwerk Nowoworonesch erzeugten Stroms in das Einheitliche Energiesystem eingesetzt. Achten Sie auf die Kästen in der Nähe der Strommasten. Die meisten im Baugewerbe verwendeten elektrischen Geräte werden von Siemens hergestellt.

19 . Aber nicht nur. Hier ist zum Beispiel ein Hyundai-Spartransformator.
Das Gewicht dieser Einheit beträgt 350 Tonnen und sie ist für die Umwandlung von Strom von 500 kV auf 220 kV ausgelegt.

20 . Es gibt (was schön ist) unsere Lösungen. Hier ist zum Beispiel ein Aufwärtstransformator von JSC Elektrozavod. Das 1928 errichtete erste inländische Transformatorenwerk spielte eine enorme Rolle bei der Industrialisierung des Landes und bei der Entwicklung der heimischen Energie. Geräte der Marke Elektrozavod sind in mehr als 60 Ländern auf der ganzen Welt im Einsatz.

21 . Für alle Fälle erkläre ich ein wenig über Transformatoren. Im Allgemeinen sieht das Stromverteilungsschema (natürlich nach Abschluss der Bauarbeiten und Inbetriebnahme) die Erzeugung von Strom mit Spannungen von zwei Klassen vor – 220 kV und 500 kV. Gleichzeitig erzeugt die Turbine (dazu später mehr) nur 24 kV, die über einen Stromleiter einem Blocktransformator zugeführt und dort auf 500 kV erhöht wird. Anschließend wird ein Teil der Energiekapazität über GIS-500 an das Unified Energy System übertragen. Der andere Teil geht an Spartransformatoren (die gleichen Hyundais), wo er von 500 kV auf 220 kV reduziert wird und über GIS-220 (siehe oben) auch in das Stromnetz gelangt. Als erwähnter Blocktransformator werden also drei einphasige „elektrische Fabrik“-Aufwärtstransformatoren verwendet (jede Leistung beträgt 533 MW, Gewicht – 340 Tonnen).

22 . Wenn es klar ist, fahren wir mit der Dampfturbinenanlage des Kraftwerks Nr. 6 fort. Verzeihen Sie mir, meine Geschichte scheint von Ende zu Anfang zu gehen (wenn wir vom Prozess der Stromerzeugung ausgehen), aber ungefähr in dieser Reihenfolge sind wir über die Baustelle gelaufen. Also bitte ich um Verzeihung.

23 . Turbine und Generator sind also unter dem Gehäuse verborgen. Deshalb werde ich es erklären. Eigentlich ist eine Turbine eine Einheit, in der die thermische Energie von Dampf (bei einer Temperatur von etwa 300 Grad und einem Druck von 6,8 MPa) in mechanische Rotationsenergie des Rotors und bereits am Generator in die Energie umgewandelt wird brauchen elektrische Energie. Das zusammengebaute Gewicht der Maschine beträgt mehr als 2600 Tonnen, ihre Länge beträgt 52 Meter und sie besteht aus mehr als 500 Bauteilen. Für den Transport dieser Geräte zur Baustelle wurden rund 200 LKWs eingesetzt. Diese Turbine K-1200–7-3000 wurde im Leningrader Metallwerk hergestellt und ist die erste Hochgeschwindigkeitsturbine (3000 U/min) mit einer Leistung von 1200 MW in Russland. Diese innovative Entwicklung wurde speziell für Kernkraftwerke der neuen Generation entwickelt, die gemäß dem AES-2006-Projekt gebaut werden. Auf dem Foto generelle Form Turbinenwerkstatt. Oder eine Turbinenhalle, wenn Sie möchten. Atomwissenschaftler der alten Schule nennen eine Turbine eine Maschine.

24 . Die Turbinenkondensatoren befinden sich im Stockwerk darunter. Die Kondensatorgruppe gehört zur Hauptgruppe technologische Ausrüstung Turbinenraum und ist, wie jeder schon vermutet hat, dazu bestimmt, Turbinenabdampf in Flüssigkeit umzuwandeln. Das entstehende Kondensat wird nach der notwendigen Regeneration wieder dem Dampferzeuger zugeführt. Das Gewicht der Verflüssigungssatzausrüstung, zu der vier Kondensatoren und ein Rohrleitungssystem gehören, beträgt mehr als 2000 Tonnen. Im Inneren der Kondensatoren befinden sich etwa 80.000 Titanrohre, die eine Wärmeübertragungsfläche mit einer Gesamtfläche von 100.000 Quadratmetern bilden.

25 . Habe es? Hier ist ein Querschnitt des Turbinengebäudes und weiter geht es. Ganz oben steht ein Laufkran.

26 . Wir gehen zum Blocksteuerpult des Aggregats Nr. 6.
Ich denke, der Zweck ist ohne Erklärung klar. Im übertragenen Sinne ist dies das Gehirn eines Kernkraftwerks.

27 . BPU-Elemente.

28 . Und schließlich besichtigen wir die Räumlichkeiten des Reaktorraums! Eigentlich ist dies der Ort, an dem sich der Kernreaktor, der Primärkreislauf und seine Hilfsanlagen befinden. Natürlich wird es in absehbarer Zeit versiegelt und unzugänglich werden.

29 . Und ganz natürlich: Wenn Sie hineinkommen, heben Sie als Erstes den Kopf und staunen über die Größe der Sicherheitskuppel. Na ja, und gleichzeitig ein Polarkranich. Ein kreisförmiger Brückenkran (Polarkran) mit einer Tragfähigkeit von 360 Tonnen ist für die Installation von großen und schweren Sicherheitszonengeräten (Reaktorgehäuse, Dampferzeuger, Druckkompensator usw.) konzipiert. Nach der Inbetriebnahme des Kernkraftwerks wird der Kran für Reparaturarbeiten und Transporte eingesetzt. Kernbrennstoff.

30 . Dann stürze ich natürlich zum Reaktor und beobachte fasziniert seinen oberen Teil, ohne noch zu ahnen, dass die Situation bei Eisbergen ähnlich ist. Das bist du also, Rentier. Im übertragenen Sinne ist dies das Herzstück eines Kernkraftwerks.

31 . Reaktorbehälterflansch. Später wird darauf ein Oberblock mit CPS-Antrieben (Reactor Control and Protection System) montiert, der die Abdichtung des Hauptsteckers gewährleistet.

32 . In der Nähe können wir den alternden Pool sehen. Sein Innenfläche Es handelt sich um eine Schweißkonstruktion aus Edelstahlblech. Es ist für die vorübergehende Lagerung abgebrannter Kernbrennstoffe aus dem Reaktor konzipiert. Nachdem die Restwärmefreisetzung reduziert wurde, wird der verbrauchte Brennstoff aus dem Lager für abgebrannte Brennelemente an ein Unternehmen der Nuklearindustrie abtransportiert, das sich mit der Wiederaufbereitung und Regeneration des Brennstoffs (Lagerung, Entsorgung oder Wiederaufbereitung) befasst.

33 . Und entlang der Wand befinden sich hydraulische Reservoire des passiven Kernflutungssystems. Sie gehören zu den passiven Sicherheitssystemen, das heißt, sie funktionieren ohne den Einsatz von Personal und ohne Nutzung Externe Quellen Energieversorgung. Vereinfacht gesagt handelt es sich dabei um riesige Fässer, gefüllt mit wässrige Lösung Borsäure. Im Falle von Notfall Sinkt der Druck im Primärkreislauf unter ein bestimmtes Niveau, wird dem Reaktor Flüssigkeit zugeführt und der Kern gekühlt. Somit wird die Kernreaktion durch eine große Menge borhaltiges Wasser gelöscht, das Neutronen absorbiert. Es ist erwähnenswert, dass im AES-2006-Projekt, nach dem die vierte Stufe des Kernkraftwerks Novovoronezh gebaut wird, erstmals eine zusätzliche, zweite Schutzstufe vorgesehen ist – hydraulische Tanks für die passive Flutung des Aktiven Zone (8 von 12 Tanks) mit einem Volumen von jeweils 120 Kubikmetern.

34 . Bei künftigen planmäßigen Wartungsarbeiten und dem Austausch von Kernbrennstoffen wird es möglich sein, über eine Transportschleuse in den Reaktorraum zu gelangen. Es handelt sich um eine 14 Meter lange zylindrische Kammer mit einem Durchmesser von über 9 Metern, die auf beiden Seiten durch abwechselnd öffnende Torflügel hermetisch verschlossen ist. Das Gesamtgewicht des Gateways beträgt etwa 230 Tonnen.

35 . Von der Außenseite des Tores bietet sich ein Panoramablick auf die gesamte Baustelle im Allgemeinen und auf das Kraftwerk Nr. 7 im Besonderen.

36 . Nun, nachdem wir frische Luft geschnuppert haben, gehen wir nach unten, um uns tatsächlich den zylindrischen Reaktorbehälter anzusehen. Aber bisher stoßen wir nur auf Prozesspipelines. Das große grüne Rohr ist eine der Konturen, wir sind also schon ganz nah dran.

37 . Und hier ist er. Druckwasser-Druckwasser-Kernreaktor Modell WWER-1200. Ich werde nicht in den Dschungel der Kernspaltung und der nuklearen Kettenreaktion eintauchen (Sie lesen wahrscheinlich schon diagonal), ich füge nur hinzu, dass sich im Inneren des Reaktors viele Brennelemente (sog. Brennstäbe) in Form von befinden ein Satz versiegelter Rohre aus Speziallegierungen mit einem Durchmesser von 9,1–13,5 mm und einer Länge von mehreren Metern, gefüllt mit Kernbrennstoffpellets sowie Steuerstäben, die vom Bedienfeld aus über die gesamte Höhe des Kerns fernbewegt werden können. Diese Stäbe bestehen aus neutronenabsorbierenden Stoffen wie Bor oder Cadmium. Bei tiefem Einführen der Stäbe wird eine Kettenreaktion unmöglich, da Neutronen stark absorbiert und aus der Reaktionszone entfernt werden. Auf diese Weise wird die Leistung des Reaktors reguliert. Jetzt ist klar, warum es im oberen Teil des Reaktors so viele Löcher gibt?

38 . Ja, die Hauptumwälzpumpe (MCP) hätte ich fast vergessen. Es gehört auch zur wichtigsten technologischen Ausrüstung des Reaktorgebäudes und dient der Schaffung einer Kühlmittelzirkulation im Primärkreislauf. Innerhalb einer Stunde pumpt die Anlage mehr als 25.000 Kubikmeter Wasser. Die Hauptumwälzpumpe sorgt zudem in allen Betriebsmodi der Reaktoranlage für die Kühlung des Kerns. Die Anlage umfasst vier Hauptumwälzpumpen.

39 . Nun, um das behandelte Material zu konsolidieren, schauen wir uns das einfachste Diagramm des Betriebs eines Kernkraftwerks an. Es ist einfach, nicht wahr? In besonders fortgeschrittenen Fällen lesen Sie den Beitrag noch einmal, hehe))

40 . Im Allgemeinen ist es ungefähr so. Aber für diejenigen, die nah am Thema sind, werfe ich noch ein paar Karten mit Leuten ein. Stimmen Sie zu, es gibt nicht viele davon im Bericht, und dennoch haben hier seit 2006 viele tausend Spezialisten unterschiedlicher Profile gearbeitet.

41 . Jemand unten...

42 . Und jemand oben... Obwohl man sie nicht sieht, sind sie da.

43 . Und dies ist einer der am meisten geehrten Erbauer des Kernkraftwerks Novovoronezh – der DEMAG-Raupenkran. Er war es, der diese tonnenschweren Elemente der Reaktor- und Turbinenhallen anhob und installierte (Tragfähigkeit - 1250 Tonnen). Der Monteur und der LKW müssen den Maßstab verstehen und in seiner vollen Größe (115 Meter) den gutaussehenden Mann auf den Fotos 03 und 04 betrachten.

Und als Fazit. Seit März dieses Jahres wurden aus mir unbekannten Gründen das in Betrieb befindliche Kernkraftwerk Nowoworonesch und das im Bau befindliche Kernkraftwerk Nowoworonesch-2 zusammengelegt. Was wir besucht haben und was wir früher NVNPP-2 nannten, wird jetzt die vierte Stufe des NVNPP genannt, und die im Bau befindlichen Kraftwerksblöcke der ersten und zweiten wurden zur sechsten bzw. siebten. Infos 110%. Wer möchte, kann sofort Artikel auf Wikipedia umschreiben, und ich danke den Mitarbeitern der Abteilung für die Beziehungen zu den im Bau befindlichen Kernkraftwerksblöcken und insbesondere Tatjana, ohne die dieser Ausflug höchstwahrscheinlich nicht stattgefunden hätte. Mein Dank für das Bildungsprogramm zum Bau von Kernkraftwerken gilt auch dem Schichtleiter Roman Vladimirovich Gridnev sowie Vladimir

Die Kernenergieerzeugung ist eine moderne und sich schnell entwickelnde Methode zur Stromerzeugung. Wissen Sie, wie Kernkraftwerke funktionieren? Was ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks? Welche Arten von Kernreaktoren gibt es heute? Wir werden versuchen, das Betriebsschema eines Kernkraftwerks im Detail zu betrachten, uns mit der Struktur eines Kernreaktors zu befassen und herauszufinden, wie sicher die nukleare Methode zur Stromerzeugung ist.

Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?

Jede Station ist ein geschlossener Bereich fernab eines Wohngebiets. Auf seinem Territorium gibt es mehrere Gebäude. Das wichtigste Bauwerk ist das Reaktorgebäude, daneben befindet sich der Turbinenraum, von dem aus der Reaktor gesteuert wird, und das Sicherheitsgebäude.

Ohne einen Kernreaktor ist das Vorhaben nicht möglich. Ein Atomreaktor (Kernreaktor) ist ein Kernkraftwerksgerät, das dazu bestimmt ist, eine Kettenreaktion der Neutronenspaltung mit der obligatorischen Freisetzung von Energie während dieses Prozesses zu organisieren. Doch was ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks?

Die gesamte Reaktoranlage ist im Reaktorgebäude untergebracht, einem großen Betonturm, der den Reaktor verbirgt und im Falle eines Unfalls alle Produkte der Kernreaktion aufnimmt. Dieser große Turm wird Eindämmung, hermetische Hülle oder Eindämmungszone genannt.

Die hermetische Zone in neuen Reaktoren besteht aus zwei dicken Betonwänden – Schalen.
Die 80 cm dicke Außenhülle schützt den Eindämmungsbereich vor äußeren Einflüssen.

Die 1 Meter und 20 cm dicke Innenschale ist mit speziellen Stahlseilen ausgestattet, die die Festigkeit des Betons fast verdreifachen und ein Zerbröckeln der Struktur verhindern. Innen ist es mit einem dünnen Spezialstahlblech ausgekleidet, das als zusätzlicher Schutz für den Sicherheitsbehälter dienen soll und im Falle eines Unfalls verhindert, dass der Reaktorinhalt aus dem Sicherheitsbereich austritt.

Dank dieser Konstruktion kann das Kernkraftwerk einem Flugzeugabsturz mit einer Masse von bis zu 200 Tonnen, einem Erdbeben der Stärke 8, einem Tornado und einem Tsunami standhalten.

Die erste versiegelte Hülle wurde 1968 im amerikanischen Kernkraftwerk Connecticut Yankee gebaut.

Die Gesamthöhe der Eindämmungszone beträgt 50-60 Meter.

Woraus besteht ein Kernreaktor?

Um das Funktionsprinzip eines Kernreaktors und damit das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks zu verstehen, müssen Sie die Komponenten des Reaktors verstehen.

Aktive Zone. Dies ist der Bereich, in dem der Kernbrennstoff (Brennstoffgenerator) und der Moderator platziert werden. Brennstoffatome (am häufigsten ist Uran der Brennstoff) unterliegen einer Kettenspaltungsreaktion. Der Moderator soll den Spaltungsprozess steuern und die erforderliche Reaktion in Bezug auf Geschwindigkeit und Stärke ermöglichen.
Neutronenreflektor. Ein Reflektor umgibt den Kern. Es besteht aus dem gleichen Material wie der Moderator. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um eine Box, deren Hauptzweck darin besteht, zu verhindern, dass Neutronen den Kern verlassen und eindringen Umfeld.
Kühlmittel. Das Kühlmittel muss die bei der Spaltung von Brennstoffatomen freigesetzte Wärme aufnehmen und auf andere Stoffe übertragen. Das Kühlmittel bestimmt maßgeblich die Auslegung eines Kernkraftwerks. Das beliebteste Kühlmittel ist heute Wasser.
Reaktorkontrollsystem. Sensoren und Mechanismen, die einen Kernkraftwerksreaktor antreiben.

Brennstoff für Kernkraftwerke

Womit wird ein Kernkraftwerk betrieben? Brennstoffe für Kernkraftwerke sind chemische Elemente mit radioaktiven Eigenschaften. In allen Kernkraftwerken ist dieses Element Uran.

Das Design der Stationen impliziert, dass Kernkraftwerke mit komplexem Verbundbrennstoff und nicht mit einem reinen chemischen Element betrieben werden. Und um Uranbrennstoff aus natürlichem Uran zu gewinnen, das in einen Kernreaktor geladen wird, sind viele Manipulationen erforderlich.

Angereichertes Uran

Uran besteht aus zwei Isotopen, das heißt, es enthält Kerne mit unterschiedlichen Massen. Sie wurden nach der Anzahl der Protonen und Neutronen Isotop -235 und Isotop-238 benannt. Forscher des 20. Jahrhunderts begannen, Uran 235 aus Erzen zu gewinnen, weil... es war einfacher zu zerlegen und zu transformieren. Es stellte sich heraus, dass dieses Uran in der Natur nur 0,7 % ausmacht (der verbleibende Prozentsatz entfällt auf das 238. Isotop).

Was ist in diesem Fall zu tun? Sie beschlossen, Uran anzureichern. Die Urananreicherung ist ein Prozess, bei dem viele der notwendigen 235x-Isotope darin verbleiben und nur wenige unnötige 238x-Isotope. Die Aufgabe von Urananreicherungsanlagen besteht darin, 0,7 % in nahezu 100 % Uran-235 umzuwandeln.

Uran kann mit zwei Technologien angereichert werden: Gasdiffusion oder Gaszentrifuge. Für ihre Nutzung wird aus Erzen gewonnenes Uran in einen gasförmigen Zustand überführt. Es wird in Form von Gas angereichert.

Uranpulver

Angereichertes Urangas wird in einen festen Zustand umgewandelt – Urandioxid. Dieses reine feste Uran 235 erscheint in Form großer weißer Kristalle, die später zu Uranpulver zerkleinert werden.

Urantabletten

Urantabletten sind massive Metallscheiben mit einer Länge von einigen Zentimetern. Um solche Tabletten aus Uranpulver zu formen, wird es mit einer Substanz vermischt – einem Weichmacher; er verbessert die Qualität der Pressung der Tabletten.

Die gepressten Pucks werden bei einer Temperatur von 1200 Grad Celsius über einen Tag lang gebacken, um den Tabletten besondere Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen zu verleihen. Wie ein Kernkraftwerk funktioniert, hängt direkt davon ab, wie gut der Uranbrennstoff komprimiert und gebacken wird.

Die Tabletten werden in Molybdän-Boxen gebacken, weil Nur dieses Metall kann bei „höllischen“ Temperaturen von über eineinhalbtausend Grad nicht schmelzen. Danach gilt Uran als Brennstoff für Kernkraftwerke bereit.

Was sind TVEL und FA?

Der Reaktorkern sieht aus wie eine riesige Scheibe oder ein Rohr mit Löchern in den Wänden (je nach Reaktortyp), fünfmal größer als der menschliche Körper. Diese Löcher enthalten Uranbrennstoff, dessen Atome die gewünschte Reaktion durchführen.

Es ist unmöglich, einfach Treibstoff in den Reaktor zu werfen, es sei denn, man möchte eine Explosion der gesamten Station und einen Unfall mit Folgen für einige umliegende Staaten verursachen. Daher wird Uranbrennstoff in Brennstäbe gefüllt und dann in Brennelementen gesammelt. Was bedeuten diese Abkürzungen?

TVEL – Brennstoffelement (nicht zu verwechseln mit dem gleichnamigen Brennstoffelement). Russisches Unternehmen, wodurch sie entstehen). Es handelt sich im Wesentlichen um ein dünnes und langes Zirkoniumrohr aus Zirkoniumlegierungen, in das Urantabletten gegeben werden. In Brennstäben beginnen Uranatome miteinander zu interagieren und geben bei der Reaktion Wärme ab.

Zirkonium wurde aufgrund seiner Feuerfestigkeit und Korrosionsschutzeigenschaften als Material für die Herstellung von Brennstäben ausgewählt.

Die Art der Brennstäbe hängt von der Art und Struktur des Reaktors ab. Der Aufbau und Zweck von Brennstäben ändert sich in der Regel nicht; Länge und Breite des Rohres können unterschiedlich sein.

Die Maschine lädt mehr als 200 Uranpellets in ein Zirkoniumrohr. Insgesamt arbeiten etwa 10 Millionen Uranpellets gleichzeitig im Reaktor.
FA – Brennelement. Kernkraftwerksarbeiter nennen Brennelementebündel.

Im Wesentlichen handelt es sich dabei um mehrere miteinander verbundene Brennstäbe. FA ist fertiger Kernbrennstoff, mit dem ein Kernkraftwerk betrieben wird. Es sind die Brennelemente, die in den Kernreaktor geladen werden. In einem Reaktor sind etwa 150 – 400 Brennelemente untergebracht.
Abhängig vom Reaktor, in dem die Brennelemente eingesetzt werden, gibt es unterschiedliche Formen. Manchmal sind die Bündel kubisch, manchmal zylindrisch und manchmal sechseckig gefaltet.

Ein Brennelement erzeugt über 4 Betriebsjahre die gleiche Energiemenge wie bei der Verbrennung von 670 Waggons Kohle, 730 Tanks mit Erdgas oder 900 mit Öl beladene Tanks.
Heute werden Brennelemente hauptsächlich in Fabriken in Russland, Frankreich, den USA und Japan hergestellt.

Um Brennstoff für Kernkraftwerke in andere Länder zu liefern, werden Brennelemente in langen und breiten Metallrohren versiegelt, die Luft aus den Rohren gepumpt und von speziellen Maschinen an Bord von Frachtflugzeugen transportiert.

Kernbrennstoff für Kernkraftwerke wiegt unerschwinglich viel, weil... Uran ist eines der schwersten Metalle auf dem Planeten. Sein spezifisches Gewicht 2,5-mal mehr als Stahl.

Kernkraftwerk: Funktionsprinzip

Was ist das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks? Das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken basiert auf einer Kettenreaktion der Spaltung von Atomen einer radioaktiven Substanz – Uran. Diese Reaktion findet im Kern eines Kernreaktors statt.

Ohne auf die Feinheiten der Kernphysik einzugehen, sieht das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks wie folgt aus:
Nach der Inbetriebnahme eines Kernreaktors werden von den Brennstäben Absorberstäbe entfernt, die die Reaktion des Urans verhindern.

Sobald die Stäbe entfernt werden, beginnen die Uran-Neutronen miteinander zu interagieren.

Wenn Neutronen kollidieren, kommt es auf atomarer Ebene zu einer Miniexplosion, Energie wird freigesetzt und neue Neutronen entstehen, eine Kettenreaktion beginnt. Bei diesem Vorgang entsteht Wärme.

Wärme wird an das Kühlmittel übertragen. Je nach Art des Kühlmittels wird daraus Dampf oder Gas, das die Turbine in Rotation versetzt.

Die Turbine treibt einen elektrischen Generator an. Er ist es, der tatsächlich den elektrischen Strom erzeugt.

Wenn Sie den Prozess nicht überwachen, können Uranneutronen miteinander kollidieren, bis der Reaktor explodiert und das gesamte Kernkraftwerk in Stücke gerissen wird. Der Prozess wird durch Computersensoren gesteuert. Sie erkennen einen Temperaturanstieg oder eine Druckänderung im Reaktor und können Reaktionen automatisch stoppen.

Wie unterscheidet sich das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken von thermischen Kraftwerken (Wärmekraftwerken)?

Unterschiede in der Arbeit gibt es nur in den ersten Phasen. In einem Kernkraftwerk erhält das Kühlmittel Wärme aus der Spaltung von Uranbrennstoffatomen; in einem Wärmekraftwerk erhält das Kühlmittel Wärme aus der Verbrennung organischer Brennstoffe (Kohle, Gas oder Öl). Nachdem entweder Uranatome oder Gas und Kohle Wärme freigesetzt haben, sind die Betriebsschemata von Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken die gleichen.

Arten von Kernreaktoren

Wie ein Kernkraftwerk funktioniert, hängt davon ab, wie genau sein Kernreaktor funktioniert. Heutzutage gibt es zwei Haupttypen von Reaktoren, die nach dem Spektrum der Neuronen klassifiziert werden:
Ein langsamer Neutronenreaktor, auch thermischer Reaktor genannt.

Für seinen Betrieb wird Uran 235 verwendet, das die Stufen der Anreicherung, Herstellung von Uranpellets usw. durchläuft. Heutzutage verwendet die überwiegende Mehrheit der Reaktoren langsame Neutronen.
Reaktor für schnelle Neutronen.

Diesen Reaktoren gehört die Zukunft, denn... Sie arbeiten mit Uran-238, das in der Natur ein Dutzend gibt und eine Anreicherung dieses Elements nicht erforderlich ist. Der einzige Nachteil solcher Reaktoren sind die sehr hohen Kosten für Planung, Bau und Inbetriebnahme. Heute sind schnelle Neutronenreaktoren nur noch in Russland in Betrieb.

Das Kühlmittel in schnellen Neutronenreaktoren ist Quecksilber, Gas, Natrium oder Blei.

Auch langsame Neutronenreaktoren, die heute in allen Kernkraftwerken der Welt zum Einsatz kommen, gibt es in verschiedenen Ausführungen.

Die IAEA-Organisation (Internationale Atomenergiebehörde) hat eine eigene Klassifizierung erstellt, die in der globalen Kernenergiebranche am häufigsten verwendet wird. Da das Funktionsprinzip eines Kernkraftwerks maßgeblich von der Wahl des Kühlmittels und Moderators abhängt, hat die IAEA ihre Klassifizierung auf diese Unterschiede gestützt.

Aus chemischer Sicht ist Deuteriumoxid ein idealer Moderator und Kühlmittel, denn Seine Atome interagieren im Vergleich zu anderen Substanzen am effektivsten mit Neutronen von Uran. Einfach ausgedrückt erfüllt schweres Wasser seine Aufgabe mit minimalen Verlusten und maximalen Ergebnissen. Die Herstellung kostet jedoch Geld, während gewöhnliches „leichtes“ und bekanntes Wasser viel einfacher zu verwenden ist.

Ein paar Fakten über Kernreaktoren...

Es ist interessant, dass der Bau eines Kernkraftwerksreaktors mindestens drei Jahre dauert!
Um einen Reaktor zu bauen, braucht man Ausrüstung, die weiterläuft elektrischer Strom bei 210 Kiloampere, was eine Million Mal größer ist als der Strom, der einen Menschen töten kann.

Eine Hülle (Strukturelement) eines Kernreaktors wiegt 150 Tonnen. In einem Reaktor befinden sich 6 solcher Elemente.

Druckwasserreaktor

Wir haben bereits herausgefunden, wie ein Kernkraftwerk im Allgemeinen funktioniert; um alles ins rechte Licht zu rücken, schauen wir uns an, wie der beliebteste Druckwasser-Kernreaktor funktioniert.
Heute sind Druckwasserreaktoren der Generation 3+ weltweit im Einsatz. Sie gelten als die zuverlässigsten und sichersten.

Alle Druckwasserreaktoren der Welt haben in all ihren Betriebsjahren bereits mehr als 1000 Jahre störungsfreien Betrieb hinter sich und nie gravierende Abweichungen festgestellt.

Der Aufbau von Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktoren impliziert, dass auf 320 Grad erhitztes destilliertes Wasser zwischen den Brennstäben zirkuliert. Um zu verhindern, dass es in den Dampfzustand übergeht, wird es unter einem Druck von 160 Atmosphären gehalten. Im Diagramm des Kernkraftwerks wird es als Primärkreislaufwasser bezeichnet.

Das erhitzte Wasser gelangt in den Dampferzeuger und gibt seine Wärme an das Sekundärkreislaufwasser ab, um anschließend wieder in den Reaktor „zurückzukehren“. Äußerlich sieht es so aus, als stünden die Wasserrohre des ersten Kreislaufs in Kontakt mit anderen Rohren – das Wasser des zweiten Kreislaufs, sie übertragen Wärme aufeinander, aber das Wasser kommt nicht in Kontakt. Die Rohre stehen in Kontakt.

Somit ist die Möglichkeit ausgeschlossen, dass Strahlung in das Wasser des Sekundärkreislaufs gelangt, das weiter an der Stromerzeugung beteiligt ist.

Betriebssicherheit des Kernkraftwerks

Nachdem wir das Funktionsprinzip von Kernkraftwerken kennengelernt haben, müssen wir verstehen, wie Sicherheit funktioniert. Der Bau von Kernkraftwerken erfordert heute eine erhöhte Beachtung der Sicherheitsvorschriften.
Die Sicherheitskosten für Kernkraftwerke machen etwa 40 % der Gesamtkosten der Anlage selbst aus.

Der Kernkraftwerkskreislauf enthält 4 physische Barrieren, die den Ausgang verhindern radioaktive Substanzen. Was sollen diese Barrieren bewirken? Im richtigen Moment können Sie die Kernreaktion stoppen, eine konstante Wärmeabfuhr aus dem Kern und dem Reaktor selbst gewährleisten und die Freisetzung von Radionukliden außerhalb des Sicherheitsbehälters (hermetische Zone) verhindern.

Die erste Hürde ist die Festigkeit von Uranpellets. Es ist wichtig, dass sie durch die Einwirkung nicht zerstört werden hohe Temperaturen in einem Kernreaktor. Der Betrieb eines Kernkraftwerks hängt weitgehend davon ab, wie die Uranpellets in der ersten Herstellungsphase „gebacken“ werden. Wenn die Uranbrennstoffpellets nicht richtig gebacken werden, sind die Reaktionen der Uranatome im Reaktor unvorhersehbar.
Das zweite Hindernis ist die Dichtheit der Brennstäbe. Zirkoniumrohre müssen dicht verschlossen sein; wenn die Versiegelung gebrochen ist, wird im besten Fall der Reaktor beschädigt und im schlimmsten Fall wird alles in die Luft fliegen.
Die dritte Barriere ist ein robuster Reaktorbehälter aus Stahl a, (derselbe große Turm – hermetische Zone), der alle radioaktiven Prozesse „hält“. Bei Beschädigung des Gehäuses gelangt Strahlung in die Atmosphäre.
Die vierte Barriere sind Notschutzstangen.Über dem Kern sind an Magneten Stäbe mit Moderatoren aufgehängt, die alle Neutronen in 2 Sekunden absorbieren und die Kettenreaktion stoppen können.

Wenn es trotz der Auslegung eines Kernkraftwerks mit vielen Schutzgraden nicht gelingt, den Reaktorkern rechtzeitig zu kühlen und die Brennstofftemperatur auf 2600 Grad ansteigt, dann kommt die letzte Hoffnung des Sicherheitssystems ins Spiel - die sogenannte Schmelzfalle.

Tatsache ist, dass bei dieser Temperatur der Boden des Reaktorbehälters schmilzt und alle Reste von Kernbrennstoff und geschmolzenen Strukturen in ein spezielles „Glas“ fließen, das über dem Reaktorkern hängt.

Die Schmelzfalle ist gekühlt und feuerfest. Es ist mit sogenanntem „Opfermaterial“ gefüllt, das die Spaltkettenreaktion nach und nach stoppt.

Daher beinhaltet die Auslegung des Kernkraftwerks mehrere Schutzgrade, die die Möglichkeit eines Unfalls nahezu vollständig ausschließen.

Atomkraftwerke

Kernkraftwerke sind Kernanlagen, die unter bestimmten Bedingungen Energie erzeugen und dabei bestimmte Regime einhalten. Für diese Zwecke wird ein durch das Projekt definiertes Gebiet genutzt, in dem Kernreaktoren in Kombination mit eingesetzt werden notwendigen Systeme, Geräte, Ausrüstung und Strukturen. Zur Umsetzung gezielter Aufgaben wird Fachpersonal eingebunden.

Alle Kernkraftwerke in Russland

Geschichte der Kernenergie in unserem Land und im Ausland

Die zweite Hälfte der 40er Jahre war geprägt vom Beginn der Arbeiten zur Schaffung des ersten Projekts zur Nutzung friedlicher Atome zur Stromerzeugung. Im Jahr 1948 wurde I.V. Kurchatov machte, geleitet von den Anweisungen der Partei und der Sowjetregierung, den Vorschlag, mit der Arbeit an der praktischen Nutzung der Atomenergie zur Stromerzeugung zu beginnen.

Zwei Jahre später, im Jahr 1950, unweit des Dorfes Obninskoye, gelegen in Region Kaluga, wurde mit dem Bau des ersten Atomkraftwerks der Welt begonnen. Der Start des weltweit ersten industriellen Kernkraftwerks mit einer Leistung von 5 MW erfolgte am 27. Juni 1954. Die Sowjetunion war die erste Macht der Welt, die das Atom für friedliche Zwecke nutzte. Der Bahnhof wurde in Obninsk eröffnet, das zu diesem Zeitpunkt den Status einer Stadt erhalten hatte.

Aber die sowjetischen Wissenschaftler hörten damit nicht auf; sie setzten ihre Arbeit in dieser Richtung fort, insbesondere, nur vier Jahre später, im Jahr 1958, begann der Betrieb der ersten Stufe des sibirischen Kernkraftwerks. Seine Leistung war um ein Vielfaches größer als die der Station in Obninsk und betrug 100 MW. Für einheimische Wissenschaftler war dies jedoch nicht die Grenze; nach Abschluss aller Arbeiten betrug die Auslegungskapazität der Station 600 MW.

In den Weiten der Sowjetunion nahm der Bau von Kernkraftwerken damals gewaltige Ausmaße an. Im selben Jahr begann der Bau des Kernkraftwerks Belojarsk, dessen erste Etappe bereits im April 1964 die ersten Verbraucher versorgte. Die Geographie des Kernkraftwerksbaus verwickelte das gesamte Land in sein Netz; im selben Jahr wurde der erste Block des Kernkraftwerks in Woronesch in Betrieb genommen, seine Leistung betrug 210 MW, der zweite Block wurde fünf Jahre später in Betrieb genommen 1969 verfügte es über eine Kapazität von 365 MW. Der Boom im Kernkraftwerksbau ist nicht vollständig abgeebbt Sowjetzeit. Im Abstand von mehreren Jahren wurden neue Stationen oder zusätzliche Einheiten bereits gebauter Stationen in Betrieb genommen. So erhielt Leningrad bereits 1973 ein eigenes Kernkraftwerk.

Allerdings war die Sowjetmacht nicht die einzige auf der Welt, die solche Projekte entwickeln konnte. Auch im Vereinigten Königreich schliefen sie nicht und beschäftigten sich aktiv mit diesem Thema, da sie das Potenzial dieses Gebiets erkannten. Nur zwei Jahre später, nach der Eröffnung der Station in Obninsk, starteten die Briten ihr eigenes Projekt zur Entwicklung des friedlichen Atoms. 1956 eröffneten die Briten in der Stadt Calder Hall ein eigenes Kraftwerk, dessen Leistung das sowjetische Gegenstück übertraf und 46 MW betrug. Sie blieben auch auf der anderen Seite des Atlantiks nicht zurück; ein Jahr später nahmen die Amerikaner die Station in Shippingport feierlich in Betrieb. Die Kapazität der Anlage betrug 60 MW.

Allerdings war die Entwicklung des friedlichen Atoms mit versteckten Bedrohungen behaftet, von denen die ganze Welt bald erfuhr. Das erste Anzeichen war ein schwerer Unfall auf Three Mile Island im Jahr 1979, doch danach kam es zu einer Katastrophe, die die ganze Welt, in der Sowjetunion, traf Kleinstadt Im Jahr 1986 ereignete sich in Tschernobyl eine Katastrophe großen Ausmaßes. Die Folgen der Tragödie waren irreparabel, aber darüber hinaus brachte diese Tatsache die ganze Welt dazu, über die Machbarkeit der Nutzung der Kernenergie für friedliche Zwecke nachzudenken.

Weltweit führende Unternehmen dieser Branche denken ernsthaft darüber nach, die Sicherheit kerntechnischer Anlagen zu verbessern. Das Ergebnis war die Abhaltung einer verfassungsgebenden Versammlung, die am 15. Mai 1989 in der sowjetischen Hauptstadt stattfand. Die Versammlung beschloss die Gründung eines Weltverbandes, dem alle Kernkraftwerksbetreiber angehören sollten; die allgemein anerkannte Abkürzung lautet WANO. Im Zuge der Umsetzung ihrer Programme überwacht die Organisation systematisch die Verbesserung des Sicherheitsniveaus von Kernkraftwerken weltweit. Doch trotz aller Anstrengungen können selbst die modernsten und auf den ersten Blick sicher erscheinenden Objekte dem Ansturm der Elemente nicht standhalten. Aufgrund einer endogenen Katastrophe, die sich in Form eines Erdbebens und des darauffolgenden Tsunamis äußerte, kam es 2011 an der Station Fukushima-1 zu einem Unfall.

Atomarer Stromausfall

KKW-Klassifizierung

Kernkraftwerke werden nach zwei Kriterien klassifiziert: der Art der von ihnen erzeugten Energie und der Art des Reaktors. Abhängig vom Reaktortyp werden die erzeugte Energiemenge, das Sicherheitsniveau und auch die Art der Rohstoffe bestimmt, die in der Station verwendet werden.

Je nach Art der Energie, die die Stationen produzieren, werden sie in zwei Arten unterteilt:

Atomkraftwerke. Ihre Hauptfunktion ist die Erzeugung elektrischer Energie.

Kernwärmekraftwerke. Dank der dort installierten Heizungsanlagen ist unter Ausnutzung der an der Station unvermeidlichen Wärmeverluste eine Erwärmung des Netzwassers möglich. Somit erzeugen diese Stationen neben Strom auch Strom Wärmeenergie.

Nachdem sie viele Optionen untersucht hatten, kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass drei ihrer Sorten, die derzeit auf der ganzen Welt verwendet werden, am rationalsten sind. Sie unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht:

Verwendeter Kraftstoff;
Verwendete Kühlmittel;
Aktive Zonen, die zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur betrieben werden;
Eine Art Moderator, der die Geschwindigkeit von Neutronen reduziert, die beim Zerfall freigesetzt werden und so notwendig sind, um eine Kettenreaktion zu unterstützen.

Der gebräuchlichste Typ ist ein Reaktor, der angereichertes Uran als Brennstoff verwendet. Als Kühlmittel und Moderator wird hier normales oder leichtes Wasser verwendet. Solche Reaktoren werden Leichtwasserreaktoren genannt; es gibt zwei Arten von ihnen. Im ersten Fall wird der zum Antrieb der Turbinen verwendete Dampf in einem Kern namens Siedewasserreaktor erzeugt. Im zweiten Fall erfolgt die Dampfbildung in einem externen Kreislauf, der über Wärmetauscher und Dampferzeuger mit dem ersten Kreislauf verbunden ist. Die Entwicklung dieses Reaktors begann in den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts; die Grundlage dafür war das Programm der US-Armee. Parallel dazu entwickelte die Union etwa zur gleichen Zeit einen Siedereaktor, in dem ein Graphitstab als Moderator fungierte.

Es ist der Reaktortyp mit einem solchen Moderator, der in der Praxis Anwendung gefunden hat. Die Rede ist von einem gasgekühlten Reaktor. Seine Geschichte begann in den späten vierziger und frühen fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts; zunächst wurden Entwicklungen dieser Art bei der Herstellung von Atomwaffen eingesetzt. In dieser Hinsicht eignen sich zwei Arten von Kraftstoffen dafür: waffenfähiges Plutonium und natürliches Uran.

Das letzte Projekt, das von kommerziellem Erfolg begleitet war, war ein Reaktor, bei dem schweres Wasser als Kühlmittel und das uns bereits bekannte Natururan als Brennstoff verwendet wird. Ursprünglich wurden solche Reaktoren von mehreren Ländern entworfen, doch am Ende konzentrierte sich ihre Produktion auf Kanada, was auf die riesigen Uranvorkommen in diesem Land zurückzuführen ist.

Thorium-Kernkraftwerke – die Energie der Zukunft?

Geschichte der Verbesserung von Kernreaktortypen

Der Reaktor des ersten Kernkraftwerks der Welt war ein sehr vernünftiges und praktikables Design, das sich in vielen Jahren des tadellosen Betriebs der Anlage bewährt hat. Unter ihm Bestandteile hervorgehoben:

seitlicher Wasserschutz;
Mauerwerksgehäuse;
Dachgeschoss;
Sammelverteiler;
Kraftstoffkanal;
Deckplatte;
Graphitmauerwerk;
Bodenplatte;
Verteiler.

Als Hauptkonstruktionsmaterial für Brennstabhüllen und technologische Kanäle wurde Edelstahl gewählt. Zu dieser Zeit gab es keine Kenntnisse über Zirkoniumlegierungen, die für den Betrieb bei Temperaturen von 300 °C geeignete Eigenschaften aufweisen könnten. Die Kühlung eines solchen Reaktors erfolgte mit Wasser und der Druck, unter dem er zugeführt wurde, betrug 100 at. In diesem Fall wurde Dampf mit einer Temperatur von 280 °C freigesetzt, was ein recht moderater Parameter ist.

Die Kanäle des Kernreaktors wurden so konzipiert, dass sie vollständig ersetzt werden konnten. Dies ist auf die Ressourcenbeschränkung zurückzuführen, die durch die Verweildauer des Kraftstoffs in der Aktivitätszone bestimmt wird. Die Planer sahen keinen Anlass zu der Annahme, dass Baumaterialien, die sich in der Aktivitätszone befinden, unter Bestrahlung ihre gesamte Lebensdauer, nämlich etwa 30 Jahre, erschöpfen könnten.

Beim TVEL-Design entschied man sich für eine Röhrenversion mit Einweg-Kühlmechanismus

Dadurch verringerte sich die Wahrscheinlichkeit, dass im Falle einer Beschädigung der Brennstäbe Spaltprodukte in den Kreislauf gelangen. Um die Temperatur der Brennelementhülle zu regulieren, wurde eine Brennstoffzusammensetzung aus einer Uran-Molybdän-Legierung verwendet, die die Form von Körnern hatte, die in einer Warmwassermatrix verteilt waren. Der auf diese Weise verarbeitete Kernbrennstoff ermöglichte die Herstellung äußerst zuverlässiger Brennstäbe. die unter hohen thermischen Belastungen betrieben werden konnten.

Ein Beispiel für die nächste Entwicklungsrunde friedlicher Nukleartechnologien kann das berüchtigte Kernkraftwerk Tschernobyl sein. Zu dieser Zeit galten die bei seinem Bau verwendeten Technologien als die fortschrittlichsten und der Reaktortyp galt als der modernste der Welt. Die Rede ist vom RBMK-1000-Reaktor.

Die thermische Leistung eines solchen Reaktors erreichte 3200 MW, während er über zwei Turbogeneratoren verfügt, deren elektrische Leistung 500 MW erreicht, sodass ein Kraftwerksblock eine elektrische Leistung von 1000 MW hat. Als Brennstoff für die RBMK wurde angereichertes Urandioxid verwendet. Im Ausgangszustand vor Beginn des Prozesses enthält eine Tonne dieses Brennstoffs etwa 20 kg Brennstoff, nämlich Uran - 235. Bei stationärer Beladung des Reaktors mit Urandioxid beträgt die Masse des Stoffes 180 Tonnen.

Der Ladevorgang stellt jedoch keine Masse dar; die uns bereits bekannten Brennelemente werden in den Reaktor eingebracht. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Rohre aus einer Zirkoniumlegierung. Als Inhalt enthalten sie Urandioxid-Tabletten, die eine zylindrische Form haben. In der Reaktoraktivitätszone werden sie in Brennelementen untergebracht, die jeweils 18 Brennstäbe vereinen.

In einem solchen Reaktor gibt es bis zu 1.700 solcher Baugruppen, die in einem Graphitstapel untergebracht sind, in dem vertikale technologische Kanäle speziell für diese Zwecke ausgelegt sind. In ihnen zirkuliert das Kühlmittel, dessen Rolle im RMBK Wasser spielt. Der Wasserstrudel entsteht unter dem Einfluss von Umwälzpumpen, von denen es acht gibt. Der Reaktor befindet sich im Schacht und das grafische Mauerwerk befindet sich in einem zylindrischen Gehäuse mit einer Dicke von 30 mm. Die Stütze des gesamten Apparats ist ein Betonsockel, unter dem sich ein Becken befindet – ein Bubbler, der der Lokalisierung des Unfalls dient.

Die dritte Generation von Reaktoren verwendet schweres Wasser

Das Hauptelement davon ist Deuterium. Das gebräuchlichste Design heißt CANDU, es wurde in Kanada entwickelt und ist weltweit weit verbreitet. Der Kern solcher Reaktoren befindet sich in horizontaler Position und die Rolle der Heizkammer übernehmen zylindrische Tanks. Der Brennstoffkanal erstreckt sich über die gesamte Heizkammer, jeder dieser Kanäle besteht aus zwei konzentrischen Rohren. Es gibt Außen- und Innenrohre.

Im Innenrohr steht der Brennstoff unter Kühlmitteldruck, was eine zusätzliche Betankung des Reaktors während des Betriebs ermöglicht. Als Verzögerer wird schweres Wasser der Formel D20 verwendet. In einem geschlossenen Kreislauf wird Wasser durch die Rohre eines Reaktors gepumpt, der Brennstoffbündel enthält. Bei der Kernspaltung entsteht Wärme.

Der Kühlkreislauf bei der Verwendung von schwerem Wasser besteht aus der Durchleitung von Dampferzeugern, in denen normales Wasser durch die von schwerem Wasser erzeugte Wärme siedet, was zur Bildung von Dampf führt, der unter hohem Druck austritt. Es wird zurück in den Reaktor verteilt, wodurch ein geschlossener Kühlkreislauf entsteht.

Auf diesem Weg kam es zu einer schrittweisen Verbesserung der Typen von Kernreaktoren, die in verschiedenen Ländern der Welt eingesetzt wurden und werden.

KERNKRAFTWERK(KKW), ein Kraftwerk, das die in einem Kernreaktor freigesetzte Wärme als Ergebnis einer kontrollierten Kettenreaktion der Kernspaltung schwerer Elemente (hauptsächlich) nutzt. $\ce(^(233)U, ^(235)U, ^(239)Pu)$). Die erzeugte Wärme Kern Kernreaktor, wird (direkt oder über ein Zwischenprodukt) übertragen Kühlmittel) Arbeitsmedium (hauptsächlich Wasserdampf), das Dampfturbinen mit Turbogeneratoren antreibt.

Ein Kernkraftwerk ist im Prinzip ein Analogon zu einem konventionellen Wärmekraftwerk(TPP), bei dem ein Kernreaktor anstelle eines Dampfkesselofens verwendet wird. Obwohl die grundlegenden thermodynamischen Schemata von Kern- und Wärmekraftwerken ähnlich sind, gibt es auch erhebliche Unterschiede zwischen ihnen. Die wichtigsten sind die ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile von Kernkraftwerken gegenüber thermischen Kraftwerken: Kernkraftwerke benötigen keinen Sauerstoff, um Brennstoff zu verbrennen; sie belasten die Umwelt praktisch nicht mit Schwefeldioxid und anderen Gasen; Kernbrennstoff hat einen deutlich höheren Heizwert (die Spaltung von 1 g U- oder Pu-Isotopen setzt 22.500 kWh frei, was der Energie entspricht, die in 3.000 kg enthalten ist). Kohle), was das Volumen sowie die Transport- und Handhabungskosten erheblich reduziert; Die weltweiten Energieressourcen an Kernbrennstoffen übersteigen die natürlichen Reserven an Kohlenwasserstoffbrennstoffen erheblich. Darüber hinaus erfordert die Nutzung von Kernreaktoren (jeglicher Art) als Energiequelle beispielsweise Änderungen in den Wärmekreisläufen konventioneller Wärmekraftwerke und die Einführung neuer Elemente in die Struktur von Kernkraftwerken. biologisch Schutz (vgl Strahlenschutz), Umladesysteme für abgebrannte Brennelemente, Brennstoffkühlbecken usw. Übertragung von Wärmeenergie von einem Kernreaktor zu Dampfturbine erfolgt mittels eines Kühlmittels, das durch abgedichtete Rohrleitungen zirkuliert, in Kombination mit Umwälzpumpen, die das sogenannte bilden. Reaktorkreislauf oder -schleife. Als Kühlmittel werden gewöhnliches und schweres Wasser, Wasserdampf, flüssige Metalle, organische Flüssigkeiten und einige Gase (z. B. Helium, Kohlendioxid) verwendet. Die Kreisläufe, durch die das Kühlmittel zirkuliert, sind immer geschlossen, um ein Austreten von Radioaktivität zu verhindern; ihre Anzahl wird hauptsächlich durch den Typ des Kernreaktors sowie die Eigenschaften des Arbeitsmediums und des Kühlmittels bestimmt.

Bei Kernkraftwerken mit Einkreisschaltung (Abb. A) Da das Kühlmittel auch ein Arbeitsmedium ist, ist der gesamte Kreislauf radioaktiv und daher von einem biologischen Schutz umgeben. Bei Verwendung eines Inertgases wie Helium als Kühlmittel, das nicht im Neutronenfeld des Kerns aktiviert wird, ist eine biologische Abschirmung nur um den Kernreaktor herum erforderlich, da das Kühlmittel nicht radioaktiv ist. Das Kühlmittel – das Arbeitsmedium – erwärmt sich im Reaktorkern und gelangt dann in die Turbine, wo seine Wärmeenergie in mechanische Energie und dann in einem elektrischen Generator in elektrische Energie umgewandelt wird. Am gebräuchlichsten sind Einkreis-Kernkraftwerke mit Kernreaktoren, in denen das Kühlmittel und Neutronenmoderator Wasser dient. Das Arbeitsmedium entsteht direkt im Kern, wenn das Kühlmittel zum Sieden erhitzt wird. Solche Reaktoren werden Siedewasserreaktoren genannt; in der globalen Kernenergieindustrie werden sie als BWR (Boiling Water Reactor) bezeichnet. Siedewasserreaktoren mit einem Wasserkühlmittel und einem Graphitmoderator – RBMK (Hochleistungskanalreaktor) – sind in Russland weit verbreitet. Der Einsatz gasgekühlter Hochtemperaturreaktoren (mit Helium-Kühlmittel) – HTGR – in Kernkraftwerken gilt als vielversprechend. Der Wirkungsgrad von Einkreis-Kernkraftwerken, die in einem geschlossenen Gasturbinenkreislauf betrieben werden, kann 45–50 % überschreiten.

Bei einer Zweikreisschaltung (Abb. B) Das im Kern erhitzte Kühlmittel des Primärkreislaufs wird zum Dampferzeuger übertragen ( Wärmetauscher) Wärmeenergie an das Arbeitsmedium im zweiten Kreislauf weitergegeben und anschließend von einer Umwälzpumpe zum Kern zurückgeführt. Das primäre Kühlmittel kann Wasser, flüssiges Metall oder Gas sein, und das Arbeitsmedium ist Wasser, das in einem Dampferzeuger in Wasserdampf umgewandelt wird. Der Primärkreislauf ist radioaktiv und von einer biologischen Abschirmung umgeben (außer in Fällen, in denen ein Inertgas als Kühlmittel verwendet wird). Der zweite Kreislauf ist in der Regel strahlensicher, da das Arbeitsmedium und das Kühlmittel des ersten Kreislaufs nicht in Kontakt kommen. Am weitesten verbreitet sind Zweikreis-Kernkraftwerke mit Reaktoren, in denen Wasser als primäres Kühlmittel und Moderator und Wasserdampf als Arbeitsmedium dient. Dieser Reaktortyp wird als WWER – wassergekühlter Leistungsreaktor – bezeichnet. Reaktor (PWR - Power Water Reactor). Der Wirkungsgrad von Kernkraftwerken mit WWER erreicht 40 %. Hinsichtlich der thermodynamischen Effizienz sind solche Kernkraftwerke Einkreis-Kernkraftwerken mit HTGR unterlegen, wenn die Temperatur des Gaskühlmittels am Austritt aus dem Kern 700 °C übersteigt.

Dreikreisige Wärmekreisläufe (Abb. V) werden nur in Fällen verwendet, in denen der Kontakt des Kühlmittels des primären (radioaktiven) Kreislaufs mit dem Arbeitsmedium vollständig ausgeschlossen werden muss; Wenn der Kern beispielsweise mit flüssigem Natrium gekühlt wird, kann der Kontakt mit dem Arbeitsmedium (Wasserdampf) zu einem schweren Unfall führen. Flüssiges Natrium als Kühlmittel wird nur in verwendet Kernreaktor x auf schnelle Neutronen (FBR – Fast Breeder Reactor). Die Besonderheit von Kernkraftwerken mit schnellem Neutronenreaktor besteht darin, dass sie gleichzeitig mit der Erzeugung elektrischer und thermischer Energie spaltbare Isotope reproduzieren, die für den Einsatz in thermischen Kernreaktoren geeignet sind (vgl. Brutreaktor).

Die Turbinen von Kernkraftwerken werden üblicherweise mit gesättigtem oder leicht überhitztem Dampf betrieben. Beim Einsatz von Turbinen, die mit überhitztem Dampf betrieben werden, wird Sattdampf durch den Reaktorkern (durch spezielle Kanäle) oder durch einen speziellen Wärmetauscher – einen mit Kohlenwasserstoffbrennstoff betriebenen Dampfüberhitzer – geleitet, um Temperatur und Druck zu erhöhen. Thermodynamischer Wirkungsgrad Kreislauf eines Kernkraftwerks, desto höher sind die Parameter des Kühlmittels und des Arbeitsmediums, die durch die technologischen Fähigkeiten und Eigenschaften der in den Kühlkreisläufen des Kernkraftwerks verwendeten Strukturmaterialien bestimmt werden.

In Kernkraftwerken wird großer Wert auf die Reinigung des Kühlmittels gelegt, da die darin enthaltenen natürlichen Verunreinigungen sowie Korrosionsprodukte, die beim Betrieb von Anlagen und Rohrleitungen anfallen, Quellen für Radioaktivität sind. Der Reinheitsgrad des Kühlmittels bestimmt maßgeblich die Strahlungsbedingungen in den Räumlichkeiten des Kernkraftwerks.

Kernkraftwerke werden fast immer in der Nähe von Energieverbrauchern gebaut, da die Kosten für den Transport von Kernbrennstoff zu Kernkraftwerken im Gegensatz zu Kohlenwasserstoffbrennstoffen für Wärmekraftwerke kaum einen Einfluss auf die Kosten der erzeugten Energie haben (normalerweise wird Kernbrennstoff in Leistungsreaktoren ersetzt). alle paar Jahre eine neue), und die Übertragung sowohl elektrischer als auch thermischer Energie über große Entfernungen erhöht ihre Kosten erheblich. Auf der windabgewandten Seite des nächstgelegenen besiedelten Gebiets wird ein Kernkraftwerk errichtet; um dieses herum werden eine sanitäre Schutzzone und eine Beobachtungszone geschaffen, in der die Bevölkerung nicht leben darf. Zur kontinuierlichen Überwachung der Umgebung sind in der Beobachtungszone Kontroll- und Messgeräte angebracht.

Kernkraftwerk ist die Basis Atomkraft. Ihr Hauptzweck ist die Stromerzeugung (Brennwert-Kernkraftwerke) bzw. die kombinierte Strom- und Wärmeerzeugung (Kernkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung). Beim ATPP wird ein Teil des in den Turbinen abgegebenen Dampfes in das sogenannte Dampfkraftwerk eingeleitet. Netzwerkwärmetauscher zum Erhitzen von Wasser, das in geschlossenen Wärmenetzen zirkuliert. Teilweise kann die thermische Energie von Kernreaktoren nur für den Fernwärmebedarf genutzt werden (Kernwärmeversorgungsanlagen – AST). In diesem Fall gelangt erwärmtes Wasser aus den Wärmetauschern des ersten und zweiten Kreislaufs in den Netzwärmetauscher, wo es Wärme an das Netzwasser überträgt und dann in den Kreislauf zurückkehrt.

Einer der Vorteile von Kernkraftwerken gegenüber konventionellen thermischen Kraftwerken ist ihre hohe Umweltfreundlichkeit, die bei der Qualifizierung erhalten bleibt. Betrieb von Kernreaktoren. Bestehende Strahlungsschutzbarrieren für Kernkraftwerke (Brennstoffhülle, Kernreaktorbehälter usw.) verhindern eine Kontamination des Kühlmittels mit radioaktiven Spaltprodukten. Über der Reaktorhalle eines Kernkraftwerks wird eine Schutzhülle (Containment) errichtet, um zu verhindern, dass radioaktive Stoffe im Falle des schwersten Unfalls – Druckentlastung des Primärkreislaufs, Schmelzen des Kerns – in die Umwelt gelangen. Die Schulung des KKW-Personals umfasst die Schulung an speziellen Simulatoren (KKW-Simulatoren), um das Handeln sowohl in normalen als auch in Notfallsituationen zu üben. In einem Kernkraftwerk gibt es eine Reihe von Dienstleistungen, die den normalen Betrieb der Anlage und die Sicherheit ihres Personals gewährleisten (z. B. Strahlungsüberwachung, Gewährleistung sanitärer und hygienischer Anforderungen usw.). Auf dem Gelände des Kernkraftwerks werden Zwischenlager für frische und abgebrannte Kernbrennstoffe sowie für flüssige und feste radioaktive Abfälle, die während des Betriebs entstehen, geschaffen. All dies führt dazu, dass die Kosten für ein installiertes Kilowatt Strom in einem Kernkraftwerk mehr als 30 % höher sind als die Kosten für ein Kilowatt in einem Wärmekraftwerk. Allerdings sind die Kosten der in einem Kernkraftwerk erzeugten Energie, die an den Verbraucher geliefert wird, aufgrund des sehr geringen Anteils der Brennstoffkomponente an diesen Kosten niedriger als in Wärmekraftwerken. Aufgrund ihrer hohen Effizienz und Lewerden Kernkraftwerke meist im Grundbetrieb betrieben, wobei der installierte Kapazitätsnutzungsgrad von Kernkraftwerken 80 % überschreiten kann. Da der Anteil der Kernkraftwerke an der Gesamtenergiebilanz der Region steigt, können sie auch flexibel betrieben werden (um Lastungleichheiten im lokalen Energiesystem auszugleichen). Die Fähigkeit von Kernkraftwerken, über einen langen Zeitraum ohne Brennstoffwechsel zu arbeiten, ermöglicht den Einsatz in abgelegenen Regionen. Es wurden Kernkraftwerke entwickelt, deren Ausrüstung auf den Prinzipien basiert, die in Kernkraftwerken an Bord von Schiffen umgesetzt werden. Anlagen (siehe Atombetriebener Eisbrecher). Solche Kernkraftwerke können beispielsweise auf einem Lastkahn platziert werden. Vielversprechende Kernkraftwerke mit HTGR sind solche, die Wärmeenergie für die Durchführung technologischer Prozesse in der metallurgischen, chemischen und Ölproduktion, bei der Vergasung von Kohle und Schiefer sowie bei der Herstellung synthetischer Kohlenwasserstoffbrennstoffe erzeugen. Die Betriebsdauer eines Kernkraftwerks beträgt 25–30 Jahre. Die Stilllegung eines Kernkraftwerks, die Demontage des Reaktors und die Sanierung seines Geländes in den Zustand eines „grünen Rasens“ ist eine komplexe und kostspielige organisatorische und technische Maßnahme, die nach im Einzelfall entwickelten Plänen durchgeführt wird.

Das weltweit erste in Betrieb befindliche Kernkraftwerk mit einer Leistung von 5000 kW wurde 1954 in Obninsk in Russland in Betrieb genommen. 1956 ging das Kernkraftwerk Calder Hall in Großbritannien (46 MW) in Betrieb, 1957 das Kernkraftwerk Shippingport in den USA (60 MW). 1974 wurde das weltweit erste Kernkraftwerk Bilibinskaya (Autonomer Bezirk Tschukotka) in Betrieb genommen. Im 2. Halbjahr begann der Massenbau großer, wirtschaftlicher Kernkraftwerke. 1960er Jahre Nach dem Unfall (1986) im Kernkraftwerk Tschernobyl nahm die Attraktivität der Kernenergie jedoch merklich ab, und in einer Reihe von Ländern, die über ausreichende traditionelle Brennstoff- und Energieressourcen verfügen oder Zugang zu diesen haben, wird der Bau neuer Kernkraftwerke vorangetrieben Kraftwerke wurden tatsächlich gestoppt (Russland, USA, Großbritannien, Deutschland). Zu Beginn des 21. Jahrhunderts, am 11.3.2011 im Pazifischen Ozean vor der Ostküste Japans infolge eines starken Erdbebens mit einer Stärke von 9,0 bis 9,1 und weiteren Tsunami(Wellenhöhe erreichte 40,5 m) im Kernkraftwerk Fukushima1 (Dorf Okuma, Präfektur Fukushima) der größtetechnologische Katastrophe– Strahlenunfall der Höchststufe 7 auf der Internationalen Skala für nukleare Ereignisse. Durch den Tsunami-Einschlag wurden externe Stromversorgungen und Backup-Dieselgeneratoren lahmgelegt, was zur Funktionsunfähigkeit aller Normal- und Notkühlsysteme führte und in den ersten Tagen des Unfalls zu einer Kernschmelze des Reaktorkerns in den Kraftwerksblöcken 1, 2 und 3 führte. Im Dezember 2013 wurde das Kernkraftwerk offiziell geschlossen. Ab dem ersten Halbjahr 2016 macht die hohe Strahlung nicht nur Menschen das Arbeiten in Reaktorgebäuden unmöglich, sondern auch Robotern, die aufgrund von hohes Level Strahlungen versagen. Es ist geplant, dass der Abtransport der Bodenschichten in spezielle Lagereinrichtungen und deren Zerstörung 30 Jahre dauern wird.

Weltweit nutzen 31 Länder Kernkraftwerke. Gültig für 2015 ca. 440 Kernreaktoren (Kraftwerke) mit einer Gesamtkapazität von mehr als 381.000 MW (381 GW). OK. 70 Kernreaktoren sind im Bau. Weltweit führend in Bezug auf den Anteil an der gesamten Stromerzeugung ist Frankreich (zweiter Platz in Bezug auf die installierte Leistung), wo die Kernenergie einen Anteil von 76,9 % hat.

Das größte Kernkraftwerk der Welt im Jahr 2015 (gemessen an der installierten Leistung) ist Kashiwazaki-Kariwa (Kashiwazaki, Präfektur Niigata, Japan). Es sind fünf Siedewasserreaktoren (BWR) und zwei fortschrittliche Siedewasserreaktoren (ABWR) mit einer Gesamtkapazität von 8.212 MW (8,212 GW) in Betrieb.

Das größte Kernkraftwerk in Europa ist das Kernkraftwerk Zaporozhye (Energodar, Region Saporoshje, Ukraine). Seit 1996 sind 6 Kraftwerksblöcke mit Reaktoren vom Typ WWER-1000 mit einer Gesamtleistung von 6000 MW (6 GW) in Betrieb.

Tabelle 1. Größte Verbraucher von Kernenergie weltweit
Zustand	Anzahl der Leistungseinheiten	Gesamtleistung (MW)	Insgesamt generiert Strom (Milliarden kWh/Jahr)
USA	104	101 456	863,63
Frankreich	58	63 130	439,74
Japan	48	42 388	263,83
Russland	34	24 643	177,39
Südkorea	23	20 717	149,2
China	23	19 907	123,81
Kanada	19	13 500	98,59
Ukraine	15	13 107	83,13
Deutschland	9	12 074	91,78
Großbritannien	16	9373	57,92

Die USA und Japan entwickeln Mini-Atomkraftwerke mit einer Leistung von etwa 10–20 MW zur Wärme- und Stromversorgung einzelner Industriebetriebe, Wohnkomplexe und in Zukunft auch einzelner Häuser. Kleinere Reaktoren werden mit sicheren Technologien gebaut, die die Möglichkeit einer nuklearen Leckage erheblich reduzieren.

In Russland gibt es im Jahr 2015 10 Kernkraftwerke, die 34 Kraftwerksblöcke mit einer Gesamtkapazität von 24.643 MW (24.643 GW) betreiben, davon 18 Kraftwerksblöcke mit WWER-Reaktoren (davon 11 Kraftwerksblöcke WWER-1000 und 6 Triebwerke sind WWER-440 verschiedener Modifikationen); 15 Kraftwerke mit Kanalreaktoren (11 Kraftwerke mit Reaktoren vom Typ RBMK-1000 und 4 Kraftwerke mit Reaktoren vom Typ EGP-6 – Energy Heterogeneous Loop Reactor mit 6 Kühlmittelzirkulationsschleifen, elektrische Leistung 12 MW); 1 Kraftwerkseinheit mit einem natriumgekühlten Reaktor für schnelle Neutronen BN-600 (1 Kraftwerkseinheit BN-800 wird derzeit kommerziell in Betrieb genommen). Nach Angaben des Bundes Zielprogramm„Entwicklung des Kernenergie-Industriekomplexes Russlands“, bis 2025 soll der Anteil der in Kernkraftwerken in der Russischen Föderation erzeugten Elektrizität von 17 auf 25 % steigen und ca. betragen. 30,5 GW. Geplant ist der Bau von 26 neuen Kraftwerksblöcken, 6 neuen Kernkraftwerken, davon zwei schwimmend (Tabelle 2).

Tabelle 2. Kernkraftwerke, die auf dem Territorium der Russischen Föderation betrieben werden
Name des KKW	Anzahl der Leistungseinheiten	Jahrelange Inbetriebnahme von Aggregaten	Gesamte installierte Leistung (MW)	Reaktortyp
KKW Balakowo (in der Nähe von Balakowo)	4	1985, 1987, 1988, 1993	4000	WWER-1000
KKW Kalinin [125 km von Twer entfernt am Ufer des Flusses Udomlya (Region Twer)]	4	1984, 1986, 2004, 2011	4000	WWER-1000
Kernkraftwerk Kursk (in der Nähe der Stadt Kurtschatow am linken Ufer des Flusses Seim)	4	1976, 1979, 1983, 1985	4000	RBMK-1000
Kernkraftwerk Leningrad (in der Nähe von Sosnovy Bor)	4 im Bau – 4	1973, 1975, 1979, 1981	4000	RBMK-1000 (die erste Station im Land mit Reaktoren dieses Typs)
Kernkraftwerk Rostow (am Ufer des Zimljansker Stausees, 13,5 km von Wolgodonsk entfernt)	3	2001, 2010, 2015	3100	WWER-1000
Kernkraftwerk Smolensk (3 km von der Satellitenstadt Desnogorsk entfernt)	3	1982, 1985, 1990	3000	RBMK-1000
Kernkraftwerk Nowoworonesch (in der Nähe von Nowoworonesch)	5; (2 – zurückgezogen), im Aufbau – 2.	1964 und 1969 (zurückgezogen), 1971, 1972, 1980	1800	WWER-440; WWER-1000
Kernkraftwerk Kola (200 km südlich von Murmansk am Ufer des Imandra-Sees)	4	1973, 1974, 1981, 1984	1760	WWER-440
Kernkraftwerk Beloyarsk (in der Nähe von Zarechny)	2	1980, 2015	600 800	BN-600 BN-800
Bilibino-KKW	4	1974 (2), 1975, 1976	48	EGP-6

Entworfene Kernkraftwerke in der Russischen Föderation

Seit 2008 ist nach dem neuen Projekt AES-2006 (ein Projekt eines russischen Kernkraftwerks der neuen Generation „3+“ mit verbesserten technischen und wirtschaftlichen Indikatoren) das KKW Novovoronezh-2 (in der Nähe des KKW Novovoronezh) vorgesehen unter Verwendung von WWER-1200-Reaktoren gebaut. Der Bau von 2 Kraftwerksblöcken mit einer Gesamtleistung von 2400 MW ist im Gange, in Zukunft ist der Bau von 2 weiteren geplant. Die Inbetriebnahme des ersten Blocks (Block Nr. 6) des Kernkraftwerks Novovoronezh-2 erfolgte im Jahr 2016 Der zweite Block Nr. 7 ist für 2018 geplant.

Das baltische Kernkraftwerk sieht den Einsatz einer WWER-1200-Reaktoreinheit mit einer Leistung von 1200 MW vor; Kraftwerke – 2. Gesamte installierte Leistung 2300 MW. Die Inbetriebnahme des ersten Blocks ist für 2020 geplant. Die Föderale Atomenergiebehörde Russlands führt ein Projekt zur Errichtung schwimmender Kernkraftwerke mit geringer Leistung durch. Das im Bau befindliche Kernkraftwerk Akademik Lomonossow wird das erste schwimmende Kernkraftwerk der Welt sein. Die schwimmende Station kann zur Erzeugung elektrischer und thermischer Energie sowie zur Entsalzung von Meerwasser genutzt werden. Es kann täglich 40.000 bis 240.000 m2 Süßwasser produzieren. Die installierte elektrische Leistung jedes Reaktors beträgt 35 MW. Die Inbetriebnahme der Station ist für 2018 geplant.

Internationale Projekte Russlands in der Kernenergie

23.9.2013 Russland übertrug das Kernkraftwerk Buschehr (Bushir) zum Betrieb an den Iran , in der Nähe der Stadt Bushir (Haltestelle Bushir); Anzahl der Kraftwerke – 3 (1 gebaut, 2 – im Bau); Reaktortyp – WWER-1000. KKW Kudankulam, in der Nähe von Kudankulam (Tamil Nadu, Indien); Anzahl der Kraftwerke – 4 (1 – in Betrieb, 3 – im Bau); Reaktortyp – WWER-1000. KKW Akkuyu, in der Nähe von Mersin (il Mersin, Türkiye); Anzahl der Aggregate – 4 (im Bau); Reaktortyp – WWER-1200; Weißrussisches KKW (Ostrowez, Gebiet Grodno, Weißrussland); Anzahl der Aggregate – 2 (im Bau); Reaktortyp – WWER-1200. Kernkraftwerk „Hanhikivi 1“ (Kap Hanhikivi, Region Pohjois-Pohjanmaa, Finnland); Anzahl der Aggregate – 1 (im Bau); Reaktortyp – WWER-1200.