Atominės elektrinės

Atòminė elektrinė – tai elektrinė, kurioje elektros energija gaminama, naudojant branduolinį kurą. Dar ji vadinama branduolinè elektrinè. Branduolių dalijimasis yra atominių elektrinių energijos šaltinis. Branduolinė energija atominėje elektrinėje (8.3.1 pav.) paverčiama elektros energija.

Branduolinio reaktoriaus kuro strypuose esančiame urano okside – urano ir deguonies junginyje – įsodrintame bent iki 3 % urano izotopu $$ {}_{92}{}^{235}\mathrm{U}$$, vyksta urano branduolių dalijimosi grandininė reakcija. Aplink strypus teka vanduo, jis įkaitęs cirkuliuoja uždaru kontūru ir atiduoda šilumą kitu kontūru cirkuliuojančiam vandeniui. Šis taip pat įkaista ir jo garai nukreipiami į turbiną – garo srovės variklį. Judantys garai suka turbiną, ši suka generãtorių – įrenginį, kuriame sukimo energija virsta elektros energija. Galiausiai pagaminta energija elektros perdavimo linijomis pasiekia vartotojus.

Vanduo, tekantis aplink branduolinio kuro strypus, yra radioaktyvus, tačiau jis cirkuliuoja uždaru kontūru. Be to, storasienis reaktoriaus betoninis gaubtas saugo, kad radiacija nepatektų į išorę. Reaktoriaus veikimą kontroliuoja automatinės sistemos ir prie valdymo pulto nuolat budintys operatoriai (8.3.2 pav.). Tinkamai eksploatuojama atominė elektrinė yra gana saugi: į aplinką patenka tik labai nedaug radioaktyviųjų medžiagų – reaktoriuje susidariusių dujų, kurios kartu su vandens garais  išmetamos pro aukštą kaminą.

Grandininę branduolių dalijimosi reakciją įmanoma valdyti – sulėtinti ir stabilizuoti jos plėtojimąsi. Galima pasiekti, kad ji vyktų stabiliai – energija išsiskirtų ne sprogimu, o norimu tempu, kad ją būtų įmanoma panaudoti. Siekiant šio tikslo, sukurti branduoliniai reãktoriai – įrenginiai, kuriuose vyksta valdoma branduolių dalijimosi grandininė reakcija. Branduoliniai reaktoriai (8.3.3 pav.) – svarbiausia atominių elektrinių dalis. Juose yra branduolinio kuro kasetės ir valdymo strypai (neutronų gaudyklės), pagaminti iš gerai neutronus sugeriančių medžiagų, pavyzdžiui, kadmio. Šiuos strypus įleidžiant tarp branduolinio kuro kasečių, branduolių dalijimosi reakcija lėtinama, ištraukiant – greitinama.

Pirmoji pasaulyje komercinė atominė elektrinė pradėjo veikti 1954 m. Rùsijoje, Obninske (netoli Maskvõs). Pirmoji atominė elektrinė Didžiõjoje Britãnijoje pastatyta 1956 m., o JAV – 1957 m.

Šiuo metu daugiau kaip 30 pasaulio šalių veikia per 430 atominių elektrinių. Apie ketvirtadalis iš jų – JAV. Viena iš atominių elektrinių, veikiančių Belgijoje, pavaizduota 8.3.4 paveiksle.

Po Černobylio ir Fukušimos atominių elektrinių avarijų kai kurios šalys pristabdė atominių programų vystymą, o Vokietijà ir Šveicãrija pareiškė apie planus uždaryti atomines elektrines. Tačiau Kinija, Prancūzijà, Jungtinė Karalỹstė, Súomija, Švèdija, Ìndija ir kitos šalys branduolinę energetiką ir toliau plėtoja. 2023 m. atominėse elektrinėse buvo pagaminta maždaug ketvirtadalis Europos Sąjungos elektros energijos.

• neišmeta į atmosferą anglies dioksido;
• nedidelės branduolinio kuro sąnaudos, palyginti su iškastinio kuro sąnaudomis kito tipo elektrinėse;
• santykinai mažos eksploatavimo išlaidos.

• didelė statybos kaina;
• galimi katastrofiški branduolinių avarijų padariniai;
• problemiškas branduolinio kuro atliekų saugojimas;
• didelės uždarymo sąnaudos;
• eksploatavimas susijęs su galimybe pasigaminti branduolinį ginklą.