תחנת כוח גרעינית מייצרת חשמל מאנרגיה גרעינית. הכור הגרעיני (מיכל שבו מתרחשת תגובת שרשרת גרעינית) מפיק חום רב. החום מחמם נוזל קירור ומייצר קיטור. הקיטור מסובב טורבינת קיטור שמחוברת לגנרטור חשמלי. לפי הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה אטומית, נכון לדצמבר 2025 יש 439 תחנות פעילות ב-31 מדינות.
הפעם הראשונה שבה הופק חשמל מכור גרעיני הייתה ב-3 בספטמבר 1948 בארצות הברית. ב-1954 תחנה בברית המועצות סיפקה לראשונה חשמל לרשת. ב-17 באוקטובר 1956 נפתחה התחנה הראשונה בקנה מידה מלא באנגליה.
ההמרה לאנרגיה חשמלית מתבצעת בעקיפין, בדומה לתחנות תרמיות. ביקוע גרעיני מחמם נוזל קירור. נוזל זה מעביר את החום לטורבינת קיטור דרך מחולל קיטור. המעבה (מחליף חום) מקשר את המעגל למקור קירור חיצוני, כמו נהר או מגדל קירור. המחזור הכולל של מים וקיטור נקרא מעגל רנקין (מעגל שבו מים הופכים לקיטור וחוזרים לנוזל).
כור גרעיני יוצר תגובת שרשרת גרעינית. בדלק הכור משתמשים בעיקר באורניום-235, איזוטופ נדיר של אורניום. כור מוקף במגן שסופג קרינה, ולעתים גם בכיפה עבה מבטון להגנה נוספת.
טורבינת הקיטור ממירה חום למומנט סיבובי. יש הבדל בין סוגי כורים: בכורי מים בלחץ (PWR) המים הרדיואקטיביים לא עוברים בטורבינה, ובכורי מים רותחים (BWR) כן. לכן שיטת הבדיקה והשליטה שונה בהתאם.
הגנרטור ממיר את האנרגיה המכנית מהטורבינה לחשמל.
מערכת הקירור מסלקת את החום מליבת הכור. הקיטור שעובר במעבה מתקרר חזרה למים. מגדלי קירור נפוצים במיוחד; הם פולטים אדי מים שאינם רדיואקטיביים.
שסתומי בטיחות מיועדים למנוע נזקים בצנרת ובכור כשהלחץ גבוה מדי. הם פועלים באופן אוטומטי לפי לחץ נקבע.
משאבות משאיבות מים אל גנרטור הקיטור או אל הכור. רמת המים ולחצים נשלטים בקפידה כדי לשמור על פעולה יציבה.
לרוב תחנות יש לפחות שתי זנות חשמל חיצוניות נפרדות. במקרי אובדן כוח יש מצברים (סוללות) וגנרטורי דיזל לשעת חירום. מערכות אלו מספקות חשמל קריטי כדי לכבות את הכור ולהוציא חום מהליבה.
בנייה של תחנה גרעינית חדשה דורשת השקעה גדולה. לעומת זאת, עלויות הדלק נמוכות יחסית. השוואת עלויות עם מקורות אחרים תלויה בעלויות בנייה, מימון ועלויות פירוק ואחסון פסולת. מדיניות כמו מיסי פחמן יכולה לשפר את התחרותיות של גרעין. כורים מתקדמים מבטיחים יעילות גבוהה יותר בדלק, אך ההערכות לגבי עלות ויעילות משתנות.
אירועים גרעיניים חמורים אירעו בעבר. מאז 1970 קרו מספר תאונות בולטות, ביניהן צ'רנוביל (1986) ופוקושימה (2011). הערכות סיכון והשיפורים בטכנולוגיה משפיעים על תדירותן וצורת הטיפול.
הדיון על גרעין מחולק. תומכים מציינים הפחתת פליטות פחמן ובטחון אנרגטי. מתנגדים מדגישים סיכונים סביבתיים, בעיות פסולת וסכנות להתפשטות נשק גרעיני. שניות אלה מבליטות החלטות מדיניות ותכנון ארוך טווח.
עיבוד מחדש מפריד חומרים מדלק משומש, למשל פלוטוניום. הוא מאפשר למחזר חלק מהדלק. עם זאת, עיבוד מחדש אינו מבטל את הצורך במטמנות, והוא שנוי במחלוקת בגלל סיכונים בטיחותיים וביטחוניים.
אמנות וכללים בינלאומיים מנסים לקבוע מי אחראי לנזקים גרעיניים. מדינות רבות עם כורים אינן צד לאמנת וינה. בארצות הברית קיימים מסגרות חוקיות מקומיות לכיסוי סיכונים.
הוצאה משירות פירושה פירוק וטיהור אתר תחנה עד שאין יותר סכנת קרינה לציבור. התהליך כולל ניקיון, פירוק מבנים וטיפול בחומר רדיואקטיבי. תקופת תכנון ותפעול רגילה של כור היא כ-30 שנה, אך זה משתנה לפי מקרה.
תחנת כוח גרעינית מייצרת חשמל מחום שנוצר בביקוע גרעיני. ביקוע גרעיני (כאשר גרעינים של אטומים נשברים ומשחררים חום) מחמם מים. המים הופכים לקיטור. הקיטור מסובב טורבינה. הטורבינה מפעילה גנרטור. הגנרטור מייצר חשמל לשימוש בבתים ובבתי עסק.
לראשונה הדליקו נורה בכוח גרעיני ב-1948. התחנה הראשונה בקנה מידה מלא נפתחה ב-1956.
המערכת מחוברת כך: הכור מחמם נוזל קירור. הקיטור עובר לטורבינה. אחר כך הקיטור מתקרר וחוזר למים. זהו מעגל קבוע.
כור גרעיני הוא המיכל שבו מתבצע הביקוע. בדלק משתמשים בעיקר באורניום-235 (איזוטופ, כלומר סוג מיוחד של אורניום). סביב הליבה יש מגנים עבים שמגינים מפני קרינה.
טורבינה הופכת קיטור לאנרגיה תנועה. בחלק מהכורים המים הרדיואקטיביים לא מגיעים לטורבינה. בחלק אחר כן.
מערכת הקירור מוציאה את החום החוצה. מגדל קירור משחרר אדי מים שאינם רדיואקטיביים.
יש במתקנים מצברים (סוללות) וגנרטורי דיזל לשעת חירום. הם עוזרים לכבות את הכור בבטחה אם נופל החשמל.
קרו תאונות גרעיניות בודדות בהיסטוריה. דוגמאות ידועות הן צ'רנוביל ופוקושימה. תאונות אלו הובילו לשינויים בכללי הבטיחות.
אנשים נחלקים בדעתם על גרעין. חלקם אומרים שזה מפחית זיהום אוויר. אחרים מודאגים מפסולת רדיואקטיבית וסיכונים.
עיבוד מחדש מפריד חומרים מדלק משומש. כך אפשר להשתמש בחומר מסוים שוב. זה מפחית נפח פסולת, אבל לא מבטל את כל המסוכן.
כשהתחנה מפורקת, מנקים וטוהרים את האתר. המטרה היא שלא יישאר סיכון לציבור.
כיום יש כ-439 תחנות פעילות בכ-31 מדינות.
תגובות גולשים