Ядерная энергетика является самым крупным и надежным источником экологически чистой энергии в мире, который обеспечивает электричеством десятки миллионов домов каждый день. Для борьбы с изменением климата требуются новые и эффективные способы использования этого источника энергии, который производится в ядерных реакторах без выброса парниковых газов. Однако как ядерные реакторы могут генерировать столько энергии без выбросов? Все начинается с процесса называемого делением.
В ядерных реакторах тепло выделяется при делении атомов, известном как деление. Атомы, состоящие из трех частиц - нейтронов и протонов, образуют ядро атома, а также электроны, вращающиеся вокруг ядра. Ядерные реакторы расщепляют атомы урана, умеренно радиоактивного элемента, производя тепло. Этот процесс порождает тепло и нейтроны. Некоторые из этих нейтронов сталкиваются с другими атомами урана, вызывая их деление, что поддерживает ядерную реакцию.
Эти серии реакций деления происходят внутри части ядерного реактора, называемой топливным стержнем, который представляет собой длинную цилиндрическую трубку, содержащую уран. Вся активная зона реактора состоит из сотен топливных стержней, упакованных в большой цилиндр, что обеспечивает наличие десятков тысяч топливных стержней в активной зоне реактора.
На атомных электростанциях вода циркулирует по топливным стержням активной зоны реактора, охлаждая их. Это тепло повышает температуру воды, превращая ее в пар. Этот пар поступает в турбину, привязанную к генератору. Давление пара заставляет турбину вращаться, а генератор использует эту механическую энергию для производства электроэнергии. После прохождения через турбину пар охлаждается и снова превращается в воду, чтобы его можно было повторно использовать. В отличие от сжигания ископаемого топлива, процесс деления не порождает выбросов углекислого газа, сажи или других вредных химических веществ, поэтому является источником энергии с нулевым уровнем выбросов.
Хотя наиболее распространенными типами являются реактор с водой под давлением (PWR) и реактор с кипящей водой (BWR), были разработаны новые конструкции ядерных реакторов. Развитие ядерной энергетики продолжается и сегодня, так как эти передовые технологии могут помочь удовлетворить растущие мировые потребности в энергии, не способствуя глобальному потеплению.