logo

KATTA QUVVATLI QAYNOVCHI REAKTORLAR (KQQR-1200) VA ULARNING ISHLASH TAMOYILI. GAZ BILAN SOVUTILADIGAN YUQORI TEMPERATURALI REAKTORLAR

Загружено в:

08.08.2023

Скачано:

0

Размер:

2694.908203125 KB
KATTA QUVVATLI QAYNOVCHI REAKTORLAR (KQQR -1200 )   VA
ULARNING ISHLASH TAMOYILI. GAZ BILAN SOVUTILADIGAN
YUQORI TEMPERATURALI REAKTORLAR .  AES LARNING ISHLASH
TAMOYILI.
Reja:
1. Katta quvvatli qaynovchi reaktorlar haqida.
2. Katta quvvatli reaktorlarning asosiy xarakteristikasi.
3. Gaz bilan sovutiladigan reaktoralar.
4.   QQRlarda ishlaydigan AESlar haqida. Sobiq   Ittifoq   olimlari   o‘tgan   asrning   40-yillarida   ana   shunday
elektrostansiyalarning   ishlash   tamoyillari   borasida   izlanishlar   olib   borishni
boshlashgan.   1948   yilda   I.   Kurchatov   hukumatga   atom   energiyasini   ajratib   olish
bo‘yicha   ishlarni   boshlashni   taklif   qiladi.   1950   yil   mayda   Kaluga   oblastidagi
Obninsk   shahrida   dunyodagi   birinchi   AES   qurilishi   boshlanadi.   Quvvati   5   MIt
bo‘lgan   mazkur   AES   qurilishi   1954   yilda   yakunlanadi   va   Obninsk   AESi   ishga
tushadi.   Yadroviy   reaktor   yordamida   elektr   energiyasi   esa   ilk   bor   1951   yilda
AQShning   Aydaho   shtatida   olinadi.   U   tajribaviy   bo‘lib,   atigi   800   Vt   energiya
ishlab   chiqaradi.   Uning   ishlashini   tekshirib   ko‘rish   uchun   generatorga   to‘rtta
cho‘g‘lanma   lampochka   ulanadi   va   hech   kim   kutmagan   holda   bu   lampochkalar
yonadi.  
AES larning ishlash mexanizmi.
Atom   elektr   stansiyasi   atom   yadrosi   ajralib   chiqishi   natijasida   hosil   bo‘ladigan
reaksiya   asosida   ishlaydi.   Ushbu   jarayonda   asosan   uran   yoki   plutoniy   atomlari
ishtirok   etadi.   AESda   urandan   foydalanish   uchun   uran   rudasi   kukunga
aylantiriladi.   So‘ngra   uran   kukuni   metall   «tabletka»   ko‘rinishiga   keltiriladi   —   u
kichik kolbalarga presslanadi va 1500 daraja haroratda bir necha sutka kuydiriladi.
Aynan mana shu uran tabletkalari yadroviy reaktorlarga joylanadi. Bitta reaktorda
bir   vaqtning   o‘zida   10   milliontaga   yaqin   uran   tabletkalari   ishlatiladi.   Atom
yadrolari   neytron   ajratib   chiqaradi.   Neytronlar   yangi   neytronlarni   hamda   ulkan
kinetik   energiyaga   ega   zarralarni   hosil   qiladi.   Aynan   mana   shu   energiya   atom
stansiyasi   faoliyatining   asosini   tashkil   qiladi.   Atom   reaktorida   reaksiya   vaqtida
ajralgan   energiya   issiqlikka   aylanadi   va   issiqlik   tashuvchiga   (suvga)   o‘tadi.
So‘ngra   issiqlik   tashuvchidagi   harorat   maxsus   issiqlik   almashuvchi   qurilmalar
orqali ikkinchi konturdagi oddiy suvga o‘tadi va uni qaynatadi. Qaynash natijasida
hosil   bo‘lgan   suv   bug‘i   turbinani   aylantiradi.   Turbina   elektr   energiyasi   ishlab
chiqaruvchi   generatorni  harakatga  keltiradi.  Shunday  qilib,  AESning  ishlash  tarzi
xuddi   issiqlik   elektr   stansiyasiniki   kabidir.   Faqat   ular   o‘rtasidagi   farq   bug‘ning
qanday yo‘l bilan hosil qilinishida. AES yonilg‘isining qayta ishlanishi.
Yadro   reaktorida   bir   yil   foydalanilganidan   so‘ng   uran   almashtirilishi   kerak
bo‘ladi.   Yonilg‘i unsurlari bir necha yil davomida sovutilib,   maydalash va eritishga
yuboriladi.   Kimyoviy   ekstraksiya   natijasida   uran   va   plutoniy   ajralib   chiqadi   va
ulardan yangi yadroviy yonilg‘i ishlab chiqariladi va qayta foydalaniladi.  Uran va
plutoniy   parchalanishidan   olingan   mahsulotlardan   ionli   nurlash   manbalari
tayyorlanadi, ulardan tibbiyot va sanoatda keng qo‘llaniladi. Ushbu jarayonlardan
so‘ng   ajralgan   chiqindi   eritilib   undan   shisha   tayyorlanadi,   shishalar   maxsus
omborlarda   saqlanadi.   Ushbu   shishalardan   radioaktiv   moddalarni   saqlashda
foydalaniladi.   Shishadan   atrof-muhitga   zarar   yetkazadigan   radioaktiv   unsurlarni
ajratib olishning deyarli imkoni yo‘q.   
AESning afzalliklari Yadroviy energetikani rivojlantirish tarafdorlari atom elektr stansiyalarining
ustun   jihatlariga   e'tibor   qaratishadi.   Xususan,   Jahon   yadro   assotsiatsiyasi   qiziq
ma'lumotni keltirib o‘tadi. Uning hisobotida aytilishicha, AESda bir gigavatt elektr
energiyasi   ishlab   chiqarishda   insonlarning   qurbon   bo‘lishi   ko‘rsatkichi   an'anaviy
issiqlik   elektr   stansiyalarinikiga   nisbatan   43   marta   kam   ekan.   Atom   elektr
stansiyalarining   ustunliklariga   quyidagilar   kiradi:
-   elektr   energiyasi   ishlab   chiqarish   arzonga   tushadi;
-   gaz   bilan   ishlaydigan   1000   MVt   quvvatga   ega   issiqlik   elektr   stansiyasi
atmosferaga   yiliga   13   ming   tonna   va   ko‘mir   bilan   ishlaydigan   issiqlik   elektr
stansiyasi   165   ming   tonna   zararli   modda   chiqaradi.   1000   MVt   quvvatga   ega   IES
yiliga   8   million   tonna   kislorod   yutadi.   AES   kislorod   iste'mol   qilmaydi   va
yuqoridagidek   zararli   chiqindilar   chiqarmaydi;  
- ularni yirik yonilg‘i manbasi yaqinida qurish uchun zarurat yo‘q. IESga ko‘mir va
gaz   keltirish   katta   xarajatlarni   talab   qiladi,   AESga   kerakli   uran   esa   bitta   yuk
mashinasiga   joylashishi   mumkin;
- foydalanilgan yonilg‘ini qayta ishlab, undan yana yonilg‘i sifatida foydalaniladi;
- yuqori quvvat: bitta energoblokning quvvati 1000—1600 MVtni tashkil qiladi. AESning kamchiliklari
Har bir loyiha ijobiy xususiyatlar bilan birga kamchiliklarga ham ega 
bo‘ladi. AESlar ham bundan mustasno emas. Atom elektr stansiyalari quyidagi 
kamchiliklarga ega:
- nurlangan yonilg‘i xavfli hisoblanadi, uni qayta ishlash va saqlash murakkab 
jarayon hamda ko‘p mablag‘ talab qiladi;
- AES qurish uchun katta mablag‘ va juda ko‘p suv   kerak bo‘ladi;
- AES katta miqdordagi radioaktiv chiqindilar chiqaradi va ularni saqlash uchun 
katta infratuzilma talab etiladi;
- AES bilan baxtsiz hodisa yuz berish ehtimoli judayam kam, ammo biror kor-hol 
sodir bo‘lsa og‘ir oqibatlarga olib kelishi mumkin.
Tarixdagi halokatlar AES   bilan   yuz   bergan   dunyodagi   birinchi   halokat   1979   yil   28   martda
AQShning   Pensilvaniya   shtatidagi   Tri-Mayl-Aylend   stansiyasida   sodir   bo‘lgan .
Halokatga   reaktor   sovutish   tizimidagi   nuqsonlar   va   xizmat   ko‘rsatuvchi
mutaxassislarning   xatolari   sabab   bo‘lgan.   Natijada   yadroviy   yonilg‘i   erib   ketgan.
Halokat   oqibatlarini   bartaraf   etish   uchun   bir   milliard   dollarga   yaqin   mablag‘
sarflangan,   bartaraf   etish   jarayoniga   14   yil   ketgan.   AESlar   halokatlari   7ta   daraja
bilan   o‘lchanuvchi   INES   shkalasi   bo‘yicha   tasniflanadi.   4   va   undan   yuqori
darajadagi halokatlar aholi uchun nurlanish xavfini   tug‘diradi . Tarixda faqat ikkita
halokat   7-daraja   bilan   baholangan   –   bular   Chernobil   va   Fukusima   AESlari
halokati.   Chernobil   AESi   halokatiga   uning   ishlash   tamoyili   asosiy   sabab   bo‘lgan
deb hisoblanadi. Hodisaning rasman ikkita talqini mavjud. Birinchi talqinga ko‘ra,
muammo   reaktor   operatorlarining   noto‘g‘ri   harakatlari   oqibatida   kelib   chiqqan.
Ikkinchi   talqinga   ko‘ra   esa,   elektrostansiyaning   muvaffaqiyatsiz   konstruksiyasi
sababli halokat sodir bo‘lgan. Shuningdek, amalda takrorlashning mutlaqo imkoni
yo‘q   tasodiflar   zanjiri   yuz   bergan   degan   fikr   ham   mavjud.   Unga   ko‘ra,   o‘sha
hududda   yer   silkinishi   sodir   bo‘lgani,   reaktor   bilan   tajriba   o‘tkazish,
konstruksiyaning   mayda-chuyda   muammolari   va   yana   boshqa   tasodifiy   holatlar
portlashga   sabab   bo‘lgan.       Fukusima   halokatiga   ham   tasodiflar   zanjiri   sabab
bo‘lgan. Stantsiya zilzila va sunamilardan ishonchli tarzda himoyalangandi. Ammo
bu ikki tabiiy ofat bir vaqtning o‘zida yuz berishi mumkinligini hech kim xayoliga
keltirmagan.   Fukusima   AESi   generatori   butun   majmua   xavfsizligi   ish   faoliyatini
qo‘llab-quvvatlab   turish   uchun   energiyani   tashqi   manbalardan   olardi.   Bu   oqilona
chora   bo‘lib,   halokat   yuz   bergan   taqdirda   stansiyadan   energiya   olish   imkonsiz
bo‘alrdi.   Zilzila   va   sunami   oqibatida   barcha   tashqi   manbalar   ishdan   chiqdi   va
reaktorlar   erib   ketib,   halokat   sodir   bo‘ldi.   Hozirda   ushbu   halokat   oqibatlari
bartaraf   qilinmoqda . Lekin hozirgi AESlarning xavfsizlik tizimi takomillashtirilgan
bo‘lib,   halokat   ehtimolini   to‘laligicha   yo‘qqa   chiqaradi,   atom   reaktorlari   ishi
kompyuterlashtirilgan va eng kichik nuqson aniqlanishi bilan reaktorlar o‘chiriladi. Dunyoda AES bor yitakchi mamlakatlar
2017   yil   1   fevral   holatiga   ko‘ra,   dunyo   bo‘yicha   31ta   davlat   atom   elektr
stansiyasiga   ega   bo‘lib,   jami   191ta   AES   faoliyat   ko‘rsatmoqda   va   reaktorlar   soni
451tani   tashkil   etadi .   Aksariyat   atom   elektr   stansiyalari   Yevropa,   Shimoliy
Amerika, Janubi-Sharqiy Osiyo va sobiq SSSR hududida joylashgan.   AESlar soni
bo‘yicha dunyoda birinchi o‘rinda AQSh turadi – 60ta AES, reaktorlar soni 100t.
Keyingi   o‘rinlarni   quyidagi   mamlakatlar   egallaydi:   Fransiya   –   19ta   AES,   58
reaktor, Yaponiya – 17ta AES, 43 reaktor, Xitoy – 13ta AES, 36 reaktor, Rossiya –
10ta AES, 36 reaktor, Buyuk Britaniya – 7ta AES, 15 reaktor.
Yangi   AESlar   qurish   bo‘yicha   Rossiya,   Hindiston   va   Xitoy   yetakchilik
qilmoqda.   Ayrim   davlatlarda   elektr   energiyasi   ishlab   chiqarishda   AESlarning
ulushi yuqori bo‘lib, 12 mamlakatda bu ulush 30 foizdan oshadi.     Shu bilan birga,
ayrim   davlatlarda   AESlar   faoliyati   to‘xtatilgan.   Masalan   Italiya   o‘z   hududidagi
barcha   AESlarni   yopgan.   Belgiya,   Germaniya,   Ispaniya,   Shveytsariya   yadroviy
energetikadan   voz   kechish   bo‘yicha   uzoq   muddatga   mo‘ljallangan   siyosatni
amalga   oshirmoqda.   Niderlandiya,   Tayvan,   Shvetsiya   atom   energetikasidan   voz kechishni   rejalashtirgandi,   ammo   hozircha   buni   amalga   oshirish   ortga
surilgan.2017   yil   boshidagi   holatga   ko‘ra,   dunyo   bo‘yicha   60ta   reaktor   qurilish
bosqichida.   AES   reaktorlaridan  foydalanish   muddati   30-40   yil,   ayrim   hollarda  60
yilgacha   deb   baholanadi.   AQShdagi   Sarri   AESi   (1972   yilda   qurilgan)   uchun   esa
2015   yilda   foydalanish   muddatini   yana   80   yilga   uzaytirishga   ruxsat   so‘ralgan.    
AESlar   har   10   yilda   tekshiruvdan   o‘tkaziladi   va   xavfsizlik   standartiga   javob
beradigan   bo‘lsa,   tekshiruv   natijalariga   ko‘ra   litsenziya   muddati   uzaytiriladi.
AESlarda   ishlab   chiqarilgan   elektr   energiyasi   hajmi   bo‘yicha   AQSh   dunyoda   1-
o‘rinda   turadi   -   804   ming   872,94   GVt/soat.   Bu   butun   dunyodagi   AESlar   ishlab
chiqargan elektr energiyasining uchdan bir qismiga teng. Janubiy Koreyadagi Kori
AESi   dunyodagi   eng   yirik   AES   hisoblanadi   –   uning   quvvati   6254   MVtni   tashkil
etadi.   Fransiyada   jami   elektr   energiyasining   70   foizi   atom   stansiyalarida   ishlab
chiqariladi. Hisob-kitoblarga ko‘ra, muqobil energiya manbalaridan ekologik toza
energiya   ishlab   chiqarish   AESdagiga   nisbatan   taxminan   20   baravar   qimmatga
tushadi.     Ekspertlarning   hisob-kitoblariga   ko‘ra,   jahondagi   ko‘mir   zaxiralari   270
yilga,   neft   50   yilga   va   gaz   70   yilga   yetadi.   AESlarda   ishlatiladigan   uran   zaxirasi
esa   5   718   400   tonnani   tashkil   etadi.   U   2500   yilga   yetishi   hisoblab   chiqilgan.
Dunyodagi   eng   yirik   uran   zaxiralari   Avstraliya,   Qozog‘iston,   Rossiya   va Kanadada.   O‘zbekiston   bu   borada   11-o‘rinda   turadi .     Kanada,   Zoir,   Fransiya   va
Chexiyadagi   konlar   uranga   boy   bo‘lib,   ularda   bir   tonna   uran   rudasidan   22
kilogrammgacha uran xomashyosi  olinadi. Rossiyada bir tonna rudadan bir yarim
kilogrammdan    Foydalanilgan adabiyotlar.
Asosiy adabiyotlar
1. Мухин К. Н. Экспериментальная ядерная физика: Учебник. В 3-х тт. 
Т. 1,2. Физика атомного ядра. 7-е изд., СПб.: Изд-во «Лань», 2009. - 
384 с. 
2. Климов  А.Н.  Ядерная  физика  и  ядерные  реакторы:  Учебник для 
вузов.М.: Энергоатомиздат, 2002. - 464. 
3. Владимиров   В.И.   Практические   задачи   по   эксплуатации   
ядерных реакторов. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 304. 
4. Нигматулин     И.Н.,     Нигматулин     Б.И.     Ядерные     
энергетические установки. — М.: Энергоатомиздат, 1986. - 168 с
5. Барсуков О.А. Основы физики атомного ядра.  Ядерные технологии 
– Москва.: Физматлит, 2011.
6. Апсэ В.А,  Шмельев А.Н.  Я дерные технологии .  Москва 2008 . 
7. Ахmedovа G., Тo‘xtaev U.. Yadro fizikasi va dozimetriyadan masalalar 
to‘plami.  SamDU nashriyoti , 2019  y .
Qo’ shimcha adabiyotlar
3 Бойко   В.   И ,   Кошелев   Ф.   П.   технологии   в   различнқх   сферах
человеческой   деятельности   Ядерн ы е.-   Томского   политехнического
университета 2008.
4 Рыжакова   Н.К.   Я дерная физика и её приложения .  Учебное пособие .  2-е
издание .   Издательство Томского политехнического университета .   2008
г.
5 Подготовка облученного ядерного топлива к химической переработке /
А.Т.   Агинков,   Э.А.   Ненарокомов,   В.Ф.   Савельев,   А.Б.   Ястребов.   -   М.:
Энергоатомиздат, 1982. - 128 с. 
6 Воронин   В.П.   РАО   «ЕЭС   России».   Состояние   и   перспективы   //
Электрические сети и системы. - 2003. - №  I . - С. 1 3—16.

KATTA QUVVATLI QAYNOVCHI REAKTORLAR (KQQR -1200 ) VA ULARNING ISHLASH TAMOYILI. GAZ BILAN SOVUTILADIGAN YUQORI TEMPERATURALI REAKTORLAR . AES LARNING ISHLASH TAMOYILI. Reja: 1. Katta quvvatli qaynovchi reaktorlar haqida. 2. Katta quvvatli reaktorlarning asosiy xarakteristikasi. 3. Gaz bilan sovutiladigan reaktoralar. 4. QQRlarda ishlaydigan AESlar haqida.

Sobiq Ittifoq olimlari o‘tgan asrning 40-yillarida ana shunday elektrostansiyalarning ishlash tamoyillari borasida izlanishlar olib borishni boshlashgan. 1948 yilda I. Kurchatov hukumatga atom energiyasini ajratib olish bo‘yicha ishlarni boshlashni taklif qiladi. 1950 yil mayda Kaluga oblastidagi Obninsk shahrida dunyodagi birinchi AES qurilishi boshlanadi. Quvvati 5 MIt bo‘lgan mazkur AES qurilishi 1954 yilda yakunlanadi va Obninsk AESi ishga tushadi. Yadroviy reaktor yordamida elektr energiyasi esa ilk bor 1951 yilda AQShning Aydaho shtatida olinadi. U tajribaviy bo‘lib, atigi 800 Vt energiya ishlab chiqaradi. Uning ishlashini tekshirib ko‘rish uchun generatorga to‘rtta cho‘g‘lanma lampochka ulanadi va hech kim kutmagan holda bu lampochkalar yonadi. AES larning ishlash mexanizmi. Atom elektr stansiyasi atom yadrosi ajralib chiqishi natijasida hosil bo‘ladigan reaksiya asosida ishlaydi. Ushbu jarayonda asosan uran yoki plutoniy atomlari ishtirok etadi. AESda urandan foydalanish uchun uran rudasi kukunga aylantiriladi. So‘ngra uran kukuni metall «tabletka» ko‘rinishiga keltiriladi — u kichik kolbalarga presslanadi va 1500 daraja haroratda bir necha sutka kuydiriladi. Aynan mana shu uran tabletkalari yadroviy reaktorlarga joylanadi. Bitta reaktorda bir vaqtning o‘zida 10 milliontaga yaqin uran tabletkalari ishlatiladi. Atom yadrolari neytron ajratib chiqaradi. Neytronlar yangi neytronlarni hamda ulkan kinetik energiyaga ega zarralarni hosil qiladi. Aynan mana shu energiya atom stansiyasi faoliyatining asosini tashkil qiladi. Atom reaktorida reaksiya vaqtida ajralgan energiya issiqlikka aylanadi va issiqlik tashuvchiga (suvga) o‘tadi. So‘ngra issiqlik tashuvchidagi harorat maxsus issiqlik almashuvchi qurilmalar orqali ikkinchi konturdagi oddiy suvga o‘tadi va uni qaynatadi. Qaynash natijasida hosil bo‘lgan suv bug‘i turbinani aylantiradi. Turbina elektr energiyasi ishlab chiqaruvchi generatorni harakatga keltiradi. Shunday qilib, AESning ishlash tarzi xuddi issiqlik elektr stansiyasiniki kabidir. Faqat ular o‘rtasidagi farq bug‘ning qanday yo‘l bilan hosil qilinishida.

AES yonilg‘isining qayta ishlanishi. Yadro reaktorida bir yil foydalanilganidan so‘ng uran almashtirilishi kerak bo‘ladi. Yonilg‘i unsurlari bir necha yil davomida sovutilib, maydalash va eritishga yuboriladi. Kimyoviy ekstraksiya natijasida uran va plutoniy ajralib chiqadi va ulardan yangi yadroviy yonilg‘i ishlab chiqariladi va qayta foydalaniladi. Uran va plutoniy parchalanishidan olingan mahsulotlardan ionli nurlash manbalari tayyorlanadi, ulardan tibbiyot va sanoatda keng qo‘llaniladi. Ushbu jarayonlardan so‘ng ajralgan chiqindi eritilib undan shisha tayyorlanadi, shishalar maxsus omborlarda saqlanadi. Ushbu shishalardan radioaktiv moddalarni saqlashda foydalaniladi. Shishadan atrof-muhitga zarar yetkazadigan radioaktiv unsurlarni ajratib olishning deyarli imkoni yo‘q. AESning afzalliklari

Yadroviy energetikani rivojlantirish tarafdorlari atom elektr stansiyalarining ustun jihatlariga e'tibor qaratishadi. Xususan, Jahon yadro assotsiatsiyasi qiziq ma'lumotni keltirib o‘tadi. Uning hisobotida aytilishicha, AESda bir gigavatt elektr energiyasi ishlab chiqarishda insonlarning qurbon bo‘lishi ko‘rsatkichi an'anaviy issiqlik elektr stansiyalarinikiga nisbatan 43 marta kam ekan. Atom elektr stansiyalarining ustunliklariga quyidagilar kiradi: - elektr energiyasi ishlab chiqarish arzonga tushadi; - gaz bilan ishlaydigan 1000 MVt quvvatga ega issiqlik elektr stansiyasi atmosferaga yiliga 13 ming tonna va ko‘mir bilan ishlaydigan issiqlik elektr stansiyasi 165 ming tonna zararli modda chiqaradi. 1000 MVt quvvatga ega IES yiliga 8 million tonna kislorod yutadi. AES kislorod iste'mol qilmaydi va yuqoridagidek zararli chiqindilar chiqarmaydi; - ularni yirik yonilg‘i manbasi yaqinida qurish uchun zarurat yo‘q. IESga ko‘mir va gaz keltirish katta xarajatlarni talab qiladi, AESga kerakli uran esa bitta yuk mashinasiga joylashishi mumkin; - foydalanilgan yonilg‘ini qayta ishlab, undan yana yonilg‘i sifatida foydalaniladi; - yuqori quvvat: bitta energoblokning quvvati 1000—1600 MVtni tashkil qiladi.

AESning kamchiliklari Har bir loyiha ijobiy xususiyatlar bilan birga kamchiliklarga ham ega bo‘ladi. AESlar ham bundan mustasno emas. Atom elektr stansiyalari quyidagi kamchiliklarga ega: - nurlangan yonilg‘i xavfli hisoblanadi, uni qayta ishlash va saqlash murakkab jarayon hamda ko‘p mablag‘ talab qiladi; - AES qurish uchun katta mablag‘ va juda ko‘p suv kerak bo‘ladi; - AES katta miqdordagi radioaktiv chiqindilar chiqaradi va ularni saqlash uchun katta infratuzilma talab etiladi; - AES bilan baxtsiz hodisa yuz berish ehtimoli judayam kam, ammo biror kor-hol sodir bo‘lsa og‘ir oqibatlarga olib kelishi mumkin. Tarixdagi halokatlar