Jeśli chodzi o poszukiwanie głębokich kieszeni geotermalnych, zapomina Pan o jednym szczególe: oprócz trudności związanych z wierceniem, woda musi jeszcze pozostać gorąca, dopóki nie wypłynie na powierzchnię... Kilometrowa rura to piekło z grzejnika!
Grelinette napisał:„minimalne korzyści”, jakie z tego uzyskujemy, a mianowicie podgrzanie wody jedynie do kilkuset stopni, jeśli mogę tak powiedzieć!
Poza tym, czy wiesz, jaka temperatura powstająca w wyniku reakcji jądrowych jest faktycznie wykorzystywana do podgrzewania wody, która na koniec procesu będzie napędzać turbiny w celu wytworzenia energii elektrycznej?Pewne wartości możemy znaleźć w Internecie,
rzędu 300 do 400 stopni w obwodzie pierwotnym, czyli obieg, w którym woda będzie bezpośrednio odzyskiwać ciepło wytwarzane w reakcji jądrowej, (
Zobacz stronę internetową EDF)…
podczas gdy reakcja jądrowa może wytworzyć około 15 000 000 stopni Celsjusza. („Gramy” piętnastoma milionami stopni, żeby użyć 300!
).
Woda jest podgrzewana do temperatury około 330°C.
Krąży w obiegu zamkniętym pomiędzy reaktorem a wymiennikami (wytwornicami pary). W wymiennikach schładza się do ok. 290° (o ile dobrze pamiętam), po czym wraca do reaktora.
Cały obwód utrzymywany jest pod ciśnieniem 3 barów, dzięki czemu woda pozostaje w stanie ciekłym.
Mówisz o rozszczepieniu jądrowym jak o płomieniu, w którym wykorzystywana jest tylko niewielka część ciepła; Nie tak powinniśmy postrzegać sprawy.
Płomień potrzebuje minimalnej temperatury, aby utrzymać. Rozszczepienie jądrowe zachodzi niezależnie od temperatury.
Jeśli paliwo jest całkowicie izolowane, temperatura może wzrosnąć do ekstremalnych poziomów, ponieważ wytworzona energia pozostaje na miejscu. To właśnie dzieje się w bombie.
Jeśli pozyskamy tę energię, zapobiegniemy wzrostowi temperatury. Tak się dzieje w elektrowni.
Temperatura jest stabilna, gdy pobrana moc jest równa mocy wytworzonej w reakcji.
W elektrowni pobierana moc jest powiązana z zapotrzebowaniem sieci, jest to wartość zadana. Konieczne jest zatem ciągłe dostosowywanie mocy reakcji jądrowej, aby temperatura obwodu pozostała stabilna.
Siła reakcji kontrolowana jest poprzez absorpcję neutronów, przy wykorzystaniu boru rozcieńczonego w wodzie obwodu pierwotnego oraz prętów grafitowych pomiędzy elementami paliwowymi. Im więcej neutronów zaabsorbujemy, tym mniej pozostanie do podtrzymania reakcji.
Kiedy absorbujemy więcej neutronów niż powstaje reakcja, zwalnia ona (mówimy, że się zbiega).
Kiedy reakcja wytwarza więcej neutronów niż zostaje pochłoniętych, przyspiesza (mówimy, że jest rozbieżna). W tej sytuacji trzeba szybko zareagować, inaczej reakcja wymknie się spod kontroli.
Dlatego istnieje powolny sposób regulacji (stężenie boru w wodzie) i szybki sposób regulacji (wciśnięcie prętów grafitowych do reaktora).
Precyzja w przejściu: reakcję mogliśmy kontrolować tylko przy pomocy prętów grafitowych, problem jest taki, że powodują one nieregularne zużycie elementów paliwowych (te u góry są prawie zawsze otoczone prętami, prawie się nie zużywają, natomiast te na dole prawie nigdy, z wyjątkiem wyłączenia reaktora). Zamiast tego zdecydowali się dostosować średnią moc na podstawie ilości boru i przesuwać pręty grafitowe tylko w przypadku krótkotrwałych wahań.
Zapewniam, że ułożenie pierwiastków uranu w reaktorze nie pozwala na ucieczkę: nawet jeśli reakcja będzie bardzo odmienna, zawsze będziemy w stanie zaabsorbować więcej neutronów, niż jesteśmy w stanie wyprodukować.
Denerwujące staje się wtedy, gdy nie chłodzisz go wystarczająco i reaktor zaczyna się topić. Ponieważ nagle mamy do czynienia z dużymi masami stopionego uranu, w którym nie występuje już woda borowana ani grafit. W związku z tym ryzykujemy, że nie będziemy już w stanie regulować reakcji: może ona swobodnie się różnić i będzie katastrofą (Fukushima, Czarnobyl).
Ilość paliwa, którą należy upakować, aby reakcja przebiegała bez możliwej kontroli, nazywana jest masą krytyczną. Zależy to od rodzaju paliwa (dla uranu 235 jest to na przykład 48 kg).
Kilka małych, stabilnych bloków, które zostają nagle zmiażdżone o siebie (na przykład w wyniku detonacji), umożliwia zatem osiągnięcie tej masy krytycznej. Tak się zapala bombę atomową.
No cóż, trochę się rozpisałem, ale to wszystko ma na celu stwierdzenie, że w reaktorze nie ma odpadów:
- woda na pewno nie jest bardzo mocno podgrzewana, ale jej przepływ jest ogromny, dlatego moc kotła jest duża
-reakcja jest kontrolowana, a co za tym idzie, spowolniona, ale w rezultacie może trwać dłużej (dokładnie jak bateria): w efekcie cała dostępna energia zostaje wykorzystana w efekcie końcowym
(No cóż, nie jest to do końca dokładne, ponieważ oczywiście wymieniamy paliwo na długo zanim stanie się ono całkowicie nieaktywne)
Uwaga dotycząca wydajności:
Na przykład ciśnieniowy reaktor wodny typu P4 wytwarza moc cieplną 4500 MW. Moc elektryczna wynosi 1300 MW. Reszta jest podzielona na straty termodynamiczne (sprawność turbiny), straty cieplne (izolacja rurociągów) i zużycie samej elektrowni (pompy, media itp.)