دانش اولیه انرژی هسته ای

توسعه فناوری انرژی هسته ای: از آنجایی که پرورش دهنده تجربی شماره 1 ایالات متحده (EBR-1) برای اولین بار در دسامبر 1951 از انرژی هسته ای برای تولید برق استفاده کرد، قدرت هسته ای جهان بیش از 50 سال است که در حال توسعه بوده است. در پایان در سال 2018، بیش از 500 واحد تولید برق هسته‌ای در سراسر جهان در حال فعالیت بودند که حدود 18 درصد از کل تولید برق جهان را تشکیل می‌دادند.

 

همه چیز در جهان از اتم ها تشکیل شده است که به نوبه خود از هسته و الکترون های اطراف آن تشکیل شده اند. از همجوشی هسته های سبک و شکافتن هسته های سنگین هر دو انرژی آزاد می شود که به ترتیب انرژی همجوشی و انرژی شکافت یا به اختصار انرژی هسته ای نامیده می شود.

انرژی هسته ای که شما به آن اشاره می کنید انرژی شکافت هسته ای است. سوخت نیروگاه های هسته ای اورانیوم است. اورانیوم یک عنصر فلز سنگین است. اورانیوم طبیعی از سه ایزوتوپ تشکیل شده است:

اورانیوم{0}} دارای محتوای 0.71 درصد است

اورانیوم{0}} حاوی 99.28 درصد است

محتوای 0.0058 درصد اورانیوم-234 اورانیوم-235 تنها هسته موجود در طبیعت است که مستعد شکافت است.

وقتی یک نوترون هسته اورانیوم-235 را بمباران می‌کند، انرژی هسته‌ای اتم به دو هسته سبک‌تر تقسیم می‌شود و همزمان دو یا سه نوترون و پرتو تولید می‌کند و انرژی تولید می‌کند. اگر نوترون جدید به هسته اورانیوم-235 دیگری برخورد کند، می‌تواند باعث شکافت جدید شود. در یک واکنش زنجیره ای، انرژی در یک جریان بی پایان آزاد می شود.

چه مقدار انرژی از شکافت اورانیوم-235 آزاد می شود؟ انرژی آزاد شده از شکافت 1 کیلوگرم اورانیوم{2}} معادل انرژی آزاد شده از سوزاندن 2700 تن زغال سنگ استاندارد است.

 

راکتور طرح کلیدی یک نیروگاه هسته ای است و واکنش شکافت زنجیره ای در آن انجام می شود. انواع مختلفی از راکتورها وجود دارد و پر استفاده ترین راکتور در نیروگاه های هسته ای راکتور آب تحت فشار است.

اولین چیزی که در یک راکتور آب تحت فشار دارید سوخت هسته ای است. سوخت هسته ای متشکل از گلوله های دی اکسید اورانیوم متخلخل، به اندازه یک انگشت کوچک، بسته بندی شده در لوله های زیرکونیومی است که با هم در مجموعه سوختی متشکل از بیش از سیصد لوله زیرکونیوم حاوی گلوله مونتاژ می شوند. بیشتر مجموعه ها حاوی یک دسته از میله های کنترل هستند. که قدرت واکنش زنجیره ای و شروع و پایان واکنش را کنترل می کنند.

راکتور آب تحت فشار از آب به عنوان خنک کننده برای عبور از مجموعه سوخت تحت فشار پمپ اصلی استفاده می کند. پس از جذب گرمای حاصل از شکافت هسته‌ای، از راکتور خارج می‌شود و به مولد بخار می‌رود و در آنجا گرما را به آب سمت ثانویه منتقل می‌کند و آنها را به بخار تبدیل می‌کند و برای تولید برق می‌فرستد، در حالی که دمای خنک کننده اصلی خود پایین آمده است. سپس خنک کننده اصلی از مولد بخار توسط پمپ اصلی برای گرم کردن به راکتور بازگردانده می شود. این کانال گردش مایع خنک کننده، مدار اولیه و اولیه نامیده می شود

فشار توسط یک تنظیم کننده ولتاژ حفظ و تنظیم می شود.

 

نیروگاه های حرارتی از زغال سنگ و نفت برای تولید برق استفاده می کنند، نیروگاه های برق آبی از برق آبی استفاده می کنند و نیروگاه های هسته ای نیروگاه های جدیدی هستند که از انرژی موجود در هسته برای تولید برق استفاده می کنند. نیروگاه های هسته ای را می توان تقریباً به دو بخش تقسیم کرد: یکی جزیره هسته ای که از انرژی هسته ای برای تولید بخار استفاده می کند، از جمله واحد راکتور و سیستم اولیه؛ دیگری جزیره ای معمولی است که از بخار برای تولید برق استفاده می کند، از جمله یک توربو سیستم ژنراتور

سوخت مورد استفاده در نیروگاه های هسته ای اورانیوم است.اورانیوم یک فلز بسیار سنگین است. سوخت هسته ای ساخته شده از اورانیوم در دستگاهی به نام راکتور شکافته می شود که مقدار زیادی انرژی گرمایی تولید می کند. این انرژی گرمایی توسط آب تحت فشار بالا انجام می شود و بخار در یک مولد بخار تولید می شود که توربین گاز را با یک ژنراتور به چرخش در می آورد. الکتریسیته به طور پیوسته تولید می شود و از طریق شبکه برق به دوردست ها ارسال می شود. این روشی است که رایج ترین نوع نیروگاه هسته ای راکتور آب تحت فشار کار می کند.

در کشورهای توسعه یافته، انرژی هسته ای برای چندین دهه توسعه یافته و به یک منبع انرژی بالغ تبدیل شده است. صنعت هسته‌ای چین بیش از 40 سال است که در حال توسعه است و یک سیستم چرخه سوخت هسته‌ای کاملاً کامل از تحقیقات زمین‌شناسی، استخراج معدن تا پردازش قطعات و بازفرآوری را ایجاد کرده است. این شرکت انواع بسیاری از راکتورهای هسته ای را ساخته است و سال ها تجربه مدیریت ایمنی و بهره برداری و همچنین یک تیم حرفه ای و فنی کامل دارد. ساخت و بهره برداری از نیروگاه هسته ای یک فناوری پیچیده است. این کشور در حال حاضر قادر به طراحی، ساخت و راه اندازی نیروگاه های هسته ای خود است. نیروگاه هسته ای Qinshan توسط خود چین تحقیق، طراحی و ساخته شد.

 

برق در نیروگاه‌ها تولید می‌شود. نیروگاه‌های زغال‌سنگ که با زغال سنگ یا نفت کار می‌کنند، نیروگاه‌های برق آبی که با آب کار می‌کنند و نیروگاه‌های کوچک یا آزمایشی که برق را از باد، خورشید، زمین گرمایی، جزر و مد، موج و متان تولید می‌کنند، می‌شناسیم. نیروگاه های هسته ای انواع جدیدی از نیروگاه ها هستند که برای تولید برق در مقیاس بزرگ به انرژی موجود در هسته متکی هستند.

سوخت مورد استفاده در نیروگاه های هسته ای اورانیوم است. اورانیوم یک فلز بسیار سنگین است. سوخت هسته ای ساخته شده از اورانیوم در دستگاهی به نام راکتور شکافت می شود و مقدار زیادی انرژی گرمایی تولید می کند. این انرژی گرمایی توسط آب تحت فشار بالا انجام می شود. این در ژنراتورهای بخار تولید می شود و توسط شبکه های الکتریکی به نقاط مختلف ارسال می شود. این روشی است که رایج ترین نیروگاه های هسته ای راکتور آب تحت فشار کار می کنند.

 

حدود 100 سال پیش، دانشمندان کشف کردند که مواد خاصی سه نوع تابش ساطع می کنند: پرتوهای آلفا (آلفا)، پرتوهای بتا (بتا) و پرتوهای گاما (گاما).

مطالعات بعدی ثابت کرد که پرتوهای آلفا جریان‌هایی از ذرات آلفا (هسته هلیوم) و پرتوهای بتا جریان‌هایی از ذرات بتا (الکترون‌ها) هستند که در مجموع به عنوان تابش ذرات شناخته می‌شوند. پرتوهای نوترونی، پرتوهای کیهانی و غیره هم همینطور است. در مورد اشعه ایکس و غیره هم همینطور است.

خصوصیات مشترک این پرتوها عبارتند از:

1. توانایی خاصی برای نفوذ در ماده دارند;

2. مردم نمی توانند حواس پنجگانه را درک کنند، اما می توانند صفحه عکاسی را حساس کنند.

3. تابش به برخی از مواد خاص می تواند فلورسانس قابل مشاهده منتشر کند.

4. یونیزاسیون هنگام عبور از ماده اتفاق می افتد.

پرتوها عمدتاً از طریق یونیزاسیون بر موجودات زنده تأثیرات خاصی دارند.

از تشعشعات نباید ترسید. در غذاهایی که می خوریم، خانه هایی که در آن زندگی می کنیم و حتی در بدن ما موادی وجود دارد که تشعشع می کنند. همه ما هنگام پوشیدن ساعت های نورانی، اشعه ایکس، پرواز در هواپیما و سیگار کشیدن مقدار مشخصی تابش دریافت می کنیم. با این حال، دوز بیش از حد تابش می تواند اثرات مضری داشته باشد.

 

راکتور هسته‌ای وسیله‌ای است که واکنش زنجیره‌ای شکافت هسته‌ای را حفظ و کنترل می‌کند و در نتیجه امکان تبدیل انرژی هسته‌ای به انرژی گرمایی را فراهم می‌کند.

راکتور آب تحت فشار نیروگاه های هسته ای دارای یک پوسته لوله ای فولادی ضخیم با چندین ورودی و خروجی آب در قسمت کمر است که به آن مخزن فشار می گویند. مخزن تحت فشار راکتور آب تحت فشار 9{4}}0 مگاواتی 12 متر ارتفاع، 3.9 متر قطر و دیواره آن حدود 0.2 متر ضخامت دارد.

درون مخزن تحت فشار هسته راکتور قرار دارد که از مجموعه سوخت و مجموعه میله کنترل تشکیل شده است. آب از میان شکاف های بین آنها جریان می یابد. آب در اینجا دو کار انجام می دهد: نوترون ها را کند می کند تا بتوانند توسط هسته های اورانیوم{0}} جذب شوند و گرما را از آنها خارج می کند. یک PWR 900 مگاواتی معمولاً شامل 157 مجموعه سوخت حاوی حدود 80 تن دی اکسید اورانیوم است.

بالای مخزن تحت فشار مجهز به مکانیزم محرک میله کنترل است که می تواند با تغییر موقعیت میله کنترل، باز شدن، خاموش شدن راکتور (از جمله خاموش شدن اضطراری) و تنظیم قدرت را متوجه شود.

 

به طور کلی، یک حادثه هسته‌ای در یک تاسیسات هسته‌ای (مانند نیروگاه هسته‌ای) رخ می‌دهد که منجر به انتشار مواد رادیواکتیو می‌شود و کارگران و عموم مردم را در معرض بیش از حد یا معادل آن‌ها قرار می‌دهند. بدیهی است که طیف گسترده‌ای وجود دارد. از شدت حوادث هسته ای جامعه بین المللی به منظور داشتن یک استاندارد یکسان از درک، هفت سطح از رویدادهای مهم ایمنی در تاسیسات هسته ای را طبقه بندی کرده است.

همانطور که از جدول مشخص است، فقط سطوح 4-7 به عنوان "حادثه" نامیده می شوند. یک حادثه بالاتر از سطح 5 مستلزم اجرای طرح اضطراری خارج از محل است. سه حادثه از این دست در جهان رخ داده است که عبارتند از حادثه چرنوبیل در اتحاد جماهیر شوروی، حادثه Wentzcale در انگلستان و حادثه Three Mile Island در ایالات متحده.

 

اکثر گیاهان در چین اینگونه هستند

1) ساختمان راکتور: شامل مخزن مهار داخلی و خارجی و ساختار داخلی و همچنین ذوب گیر هسته. ساختمان راکتور یک ساختار استوانه ای دولایه است که شامل و پشتیبانی از امکانات اصلی مرتبط با مدار اولیه (شامل مخزن تحت فشار و مدار خنک کننده اصلی شامل پمپ اصلی، اواپراتور و فشاردهنده) است. محفظه سوخت گیری راکتور و داخلی ساختار تجهیزات کمکی. وظیفه اصلی کارخانه جلوگیری از تأثیر رویدادهای خارجی بر واکنش های داخلی و اطمینان از عدم وقوع نشتی است. از جمله مدار اولیه از دست دادن آب، به طوری که فشار و دما در کارخانه.

1.1) محفظه: محفظه یک ساختار دو جداره است که در آن دیوار داخلی از بشکه بتنی پیش تنیده و گنبد بتنی تشکیل شده است و برای اطمینان از آب بندی قسمت داخلی آن با فولاد پوشانده شده است. محفظه بیرونی در برابر ضربه خارجی مقاومت می کند. محفظه بیرونی و درونی توسط یک ناحیه حلقه 1.{3}} متری ایزوله می شود که تحت فشار منفی برای جمع آوری نشتی پس از حادثه نشتی است و اطمینان حاصل می کند که نشت قبل از رها شدن فیلتر شده است. به جو مهار مضاعف به عنوان یک حفاظت موثر از محیط زیست در صورت بروز حادثه جدی در نظر گرفته می شود.

1.2) ساختار داخلی: عملکرد اصلی پشتیبانی از مخزن تحت فشار راکتور و پشتیبانی از تجهیزات کمکی است. حفاظت بیولوژیکی از پرسنل و تجهیزات؛ برای جلوگیری از تأثیر ضربه های لوله و پرتابه ها بر روی مهار، مدارها و سیستم های ایمنی.

1.3) توضیحات ساختار: ساختار داخلی ساختار بتن مسلح است، از جمله دیوار محافظ اولیه، دیوار محافظ ثانویه، اتاق سوخت گیری راکتور. کف و دیوار.

1.4) تله مذاب هسته: در زیر سیستم هسته CVCS و VDS قرار دارد و به سه قسمت تقسیم می شود که شامل گودال پایینی، کانال انبساط مذاب هسته و ناحیه انبساط است. سطح با بتن سنگی ریز پوشیده شده است. در پایین یک سیستم گردش آب برای خنک کردن مواد مذاب در صورت بروز حادثه و آب از مخزن سوخت گیری می آید.

2) کارگاه ایمنی: کارگاه ایمنی 1 و 4 به 9 لایه تقسیم می شود که در دو طرف محفظه چیده شده است؛ کارخانه 2 و 3 با استفاده از دیوارهای دوبل به 8 لایه تقسیم می شود. دیوارهای خارجی از هر طبقه کارگاه جدا شده و درهای منتهی به کارگاه باید دارای سیستم کنترل دسترسی باشند.

3) ساختمان سوخت: واقع در ساختمان راکتور و ساختمان ایمنی 2، 3 در موقعیت مقابل، و ساختمان راکتور و ساختمان ایمنی واقع بر روی پایه قایق. 9 طبقه (0.00-19.5m zone). ضلع غربی استخر سوخت مصرف شده و تاسیسات مربوطه می باشد. در ضلع شرقی واحد فیلتر گاز پسماند واقع شده است. دو دیوار را اتخاذ کنید، درب باید دارای سیستم کنترل دسترسی باشد.

4) ساختمان کمکی هسته ای: در ساختمان کمکی هسته ای سیستم های کمکی که برای بهره برداری از نیروگاه ضروری است و ربطی به ایمنی ندارند راه اندازی می شود و برخی مناطق نگهداری نیز راه اندازی می شود. این یک سازه بتن مسلح است، فونداسیون از پایه رافت کارخانه جدا شده است، و ساختار محافظ در اطراف تجهیزات رادیواکتیو و ایزوله سیستماتیک قرار گرفته است. جداسازی بیولوژیکی کافی ارائه شده است.

5) دسترسی به نیروگاه: نیروگاه پایه مجهز به تجهیزات و امکانات لازم برای اطمینان از دسترسی ایمن پرسنل به جزیره هسته ای است. پایه ورود و خروج از نیروگاه به فونداسیون جزیره هسته ای نزدیک است و درز نشست طوری تنظیم شده است که جابجایی نسبی را امکان پذیر کند.

6) کارخانه زباله رادیواکتیو: به کارخانه زباله رادیواکتیو (HQB) و کارخانه ذخیره سازی زباله رادیواکتیو (HQS) تقسیم می شود که می تواند زباله های رادیواکتیو مایع و جامد را جمع آوری، ذخیره و تصفیه کند. برای این دو واحد، مستقیماً به ساختمان نیروگاه کمکی هسته‌ای واحد 1 متصل است که برای ذخیره و حمل ضایعات رزین و جمع‌آوری، ذخیره‌سازی موقت، انتقال مایع زباله استفاده می‌شود. یک لوله حرارتی بین ساختمان زباله‌های رادیواکتیو و ساختمان کمکی متصل می‌شود. واحد شماره 2 (2HQS) جهت انتقال مایع زباله واحد شماره 2.

7) موتورخانه دیزل اضطراری: (HD) یک سازه بتن مسلح است. پایه قایق بتنی آن، قسمت زیرزمینی و

دیوارهای خارجی با مواد عایق آسفالت ضد آب هستند. کف، دیوارها و سطوح سقف مورد استفاده برای قرار دادن مخازن ذخیره سوخت دیزل و اتاق های مخزن سوخت دیزل با ملات سیمان مخلوط شده با مواد اولئوفوبیک اندود شده اند.

8) اتاق پمپ آب کارخانه ایمنی: برای سازه بتنی، طراحی ساختار بتن مسلح، نسبت تطبیق و فرآیند باید دوام کافی داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که بدنه اصلی سازه می تواند از فرسایش آب زیرزمینی و آب دریا، تمام سطح بتن در داخل جلوگیری کند. در تماس با آب باید از قالب های ریز استفاده شود، در مکان های دیگر می توان از قالب های خشن استفاده کرد.

 

نیروگاه های هسته ای از سوخت هسته ای بسیار کمی برای تولید مقادیر زیادی برق استفاده می کنند و هزینه هر کیلووات ساعت برق بیش از 20 درصد کمتر از نیروگاه های زغال سنگ است. نیروگاه‌های هسته‌ای همچنین می‌توانند میزان سوخت انتقال‌یافته را به میزان زیادی کاهش دهند. برای مثال، یک نیروگاه با سوخت یک میلیون کیلووات زغال‌سنگ، سالانه 3 تا 4 میلیون تن زغال‌سنگ مصرف می‌کند، در حالی که یک نیروگاه هسته‌ای با همان قدرت تنها به 30 انرژی نیاز دارد. تا 40 تن اورانیوم. یکی دیگر از مزایای انرژی هسته ای این است که پاک، بدون آلودگی و تولید گازهای گلخانه ای تقریباً صفر است، که برای چین که به سرعت در حال توسعه است و تحت فشار شدید محیطی قرار دارد، عالی است.

در سال 2007، چین 62.862 میلیارد کیلووات ساعت انرژی هسته ای و 59.263 میلیارد کیلووات ساعت برق در شبکه تولید کرد که به ترتیب 14.61 درصد و 14.39 درصد نسبت به سال قبل افزایش داشت. نیروگاه هسته ای تیانوان با دو واحد 1.06 میلیون کیلووات به ترتیب در ماه می و آگوست 2007 به بهره برداری تجاری رسید و تعداد کل واحدهای هسته ای در حال بهره برداری در چین را به 11 با ظرفیت کل نصب شده 9.078 میلیون کیلووات رساند.

تا پایان سال 2007، ظرفیت برق نصب شده چین به 713 میلیون کیلووات رسید و عرضه و تقاضای برق این کشور در یک تعادل کلی باقی ماند. در همین حال، با بهره برداری از دو میلیون کیلووات نیروگاه هسته ای در نیروگاه هسته ای تیانوان ظرفیت نصب شده انرژی هسته ای چین به 8.85 میلیون کیلووات رسیده است.

در سال 2007، ظرفیت نصب شده نیروگاه های آبی و حرارتی بیش از 10 درصد رشد کرد و به ترتیب به 145 میلیون کیلووات و 554 میلیون کیلووات رسید. در همین حال، کل ظرفیت نصب شده برق بادی متصل به شبکه دو برابر شده و به 4.03 میلیون کیلووات رسیده است.

چین شروع به کاهش سیاست خود در مورد انرژی هسته ای کرده است و مدت هاست بر توسعه "محدود" این صنعت تاکید می کند. از سال 2003، چین یک بحران عمومی انرژی را تجربه کرده است. در این مورد، درخواست داخلی برای توسعه قوی صنعت انرژی هسته ای به طور فزاینده ای قوی است. این آخرین بیانیه سطح بالا در مورد توسعه انرژی هسته ای بدون شک شایسته تایید است، زیرا موقعیتی استراتژیک برای صنعت انرژی هسته ای ایجاد می کند، که نه تنها برای حل تنش های انرژی درازمدت چین مثبت است، بلکه راهی ایده آل برای حفظ چین است. قابلیت بازدارندگی استراتژیک در زمان صلح، کشتن دو سنگ با یک سنگ.

چین در حال حاضر دارای مجموع ظرفیت نصب شده 8.7 گیگاوات نیروگاه هسته ای در حال ساخت یا در حال ساخت است. تخمین زده می شود که ظرفیت برق هسته ای نصب شده چین تا سال 2010 حدود 20 گیگاوات و تا سال 2020 به 40 گیگاوات خواهد رسید. بر اساس برآوردهای بخش های مختلف، تا سال 2050، ظرفیت نیروگاه هسته ای نصب شده چین را می توان به سه سناریو تقسیم کرد: بالا، متوسط ​​و کم: سناریوی بالا 360 گیگاوات (حدود 30 درصد از کل ظرفیت برق نصب شده چین)، سناریوی متوسط ​​240 گیگاوات (حدود 20 درصد از کل ظرفیت برق نصب شده چین) و سناریوی پایین 120 گیگاوات (حدود 10 درصد از کل ظرفیت برق چین) است. ظرفیت برق نصب شده).

کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی چین در حال تدوین برنامه ای برای توسعه انرژی هسته ای در صنعت غیرنظامی چین است. پیش بینی می شود که کل ظرفیت برق نصب شده چین تا سال 2020 به 900 میلیون کیلووات ساعت برسد و نسبت انرژی هسته ای 4 درصد از کل ظرفیت برق را تشکیل دهد، به این معنی که قدرت هسته ای چین تا سال 2020 به 36-40 گیگاوات خواهد رسید. این بدان معناست که تا سال 2020،

چین 40 مگاوات نیروگاه هسته ای معادل خلیج دایا خواهد داشت.

با قضاوت از روند کلی توسعه انرژی هسته ای، مسیرهای فناورانه و استراتژیک توسعه انرژی هسته ای چین مدت ها روشن بوده و در حال اجرا هستند: راکتور آب تحت فشار در حال حاضر، راکتور نوترونی سریع در میان مدت و راکتور همجوشی در دراز مدت. به طور خاص، در آینده نزدیک، نیروگاه های هسته ای راکتور نوترونی حرارتی را توسعه خواهد داد. به منظور استفاده کامل از منابع اورانیوم، اتخاذ مسیر فنی چرخه اورانیوم-پلوتونیوم، و توسعه نیروگاه های هسته ای راکتور سریع رشد در میان مدت. در بلند مدت، نیروگاه های هسته ای راکتور همجوشی توسعه خواهند یافت تا اساساً تضاد تقاضای انرژی را "برای همیشه" حل کنید.

 

با مرکزیت ژاپن، شرکت‌های بین‌المللی انرژی هسته‌ای وضعیت سه‌جانبه‌ای را شکل داده‌اند: هیتاچی از کنسرسیوم فوجی ژاپن -- جنرال موتورز ایالات متحده، توشیبا از کنسرسیوم میتسویی ژاپن -- وستینگ‌هاوس ایالات متحده، میتسوبیشی صنایع سنگین کنسرسیوم میتسوبیشی ژاپن -- آروا از فرانسه. شکل جنینی انحصار ژاپن در فن‌آوری و بازار انرژی هسته‌ای پدیدار شده است و تعدیل استراتژی انرژی چین برای تسریع توسعه کاربرد انرژی هسته‌ای باید تابع ژاپن باشد. .

 

در طول تاریخ توسعه انرژی هسته ای، هسته ای

برنامه های فناوری نیروگاه را می توان تقریباً به چهار تقسیم کرد

نسل ها، یعنی:

 

توسعه و ساخت نیروگاه های هسته ای در دهه 1950 آغاز شد. در سال 1954 اتحاد جماهیر شوروی سابق یک نیروگاه هسته ای آزمایشی با ظرفیت برق 5 مگاوات ساخت و در سال 1957 ایالات متحده نمونه اولیه نیروگاه هسته ای بندر کشتیرانی را با ظرفیت 90 برق ساخت،000 کیلووات این دستاوردها امکان فنی استفاده از انرژی هسته ای برای تولید برق را به اثبات رساند. این نیروگاه های آزمایشی و نمونه اولیه در سطح بین المللی به عنوان اولین نسل از نیروگاه های هسته ای شناخته می شوند.

 

در اواخر دهه 1960 بر اساس واحدهای آزمایشی و نمونه اولیه هسته‌ای، راکتورهای آب تحت فشار، راکتورهای آب جوش، راکتورهای آب سنگین، راکتورهای سرد شده با آب گرافیتی و سایر واحدهای هسته‌ای با ظرفیت برق 300،{2}} کیلو وات یکی پس از دیگری ساخته شد که امکان فنی تولید برق هسته ای را بیشتر ثابت کرد و در عین حال کارایی اقتصادی انرژی هسته ای را نیز اثبات کرد. در دهه 1970، بحران انرژی ناشی از افزایش قیمت نفت باعث توسعه عظیم انرژی هسته ای شد. اکثریت قریب به اتفاق بیش از 400 نیروگاه هسته ای در جهان در حال عملیات تجاری در این دوره ساخته شده اند که به طور سنتی به عنوان نیروگاه های هسته ای نسل دوم شناخته می شوند.

 

در دهه 1990، به منظور حل تأثیر منفی حوادث جدی در جزیره تری مایل و نیروگاه های هسته ای چرنوبیل، صنعت انرژی هسته ای جهان تلاش خود را بر پیشگیری و کاهش حوادث جدی متمرکز کرد. ایالات متحده و اروپا به طور متوالی سند "نیازهای کاربر راکتور آب سبک پیشرفته" را صادر کردند. URD (سند الزامات ابزار) و الزامات کاربران اروپایی برای نیروگاه‌های هسته‌ای راکتور آب سبک (EUR)، پیشگیری و کاهش حوادث جدی، بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان و بهبود الزامات مهندسی عوامل انسانی را بیشتر روشن می‌کند. در جهان، انرژی هسته‌ای واحدهایی که دارای فایل URD یا EUR هستند معمولاً به عنوان واحدهای انرژی هسته ای نسل سوم نامیده می شوند. نسل سوم نیروگاه های هسته ای باید تا سال 2010 برای ساخت و ساز تجاری آماده شوند.

 

در ژانویه 2000، تحت ابتکار وزارت انرژی ایالات متحده، ده کشور علاقه مند به توسعه انرژی هسته ای، از جمله ایالات متحده، بریتانیا، سوئیس، آفریقای جنوبی، ژاپن، فرانسه، کانادا، برزیل، کره جنوبی و آرژانتین، به طور مشترک "نسل چهارم مجمع بین المللی انرژی هسته ای" (GIF) را تشکیل دادند. در جولای 2001، آنها قرارداد همکاری در تحقیق و توسعه فناوری انرژی هسته ای نسل چهارم را امضا کردند. پیش‌بینی می‌شود که راه‌حل‌های انرژی هسته‌ای نسل چهارم ایمن‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر، با حداقل ضایعات، بدون نیاز به واکنش اضطراری خارج از محل، و قابلیت‌های ذاتی منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای باشند. راکتورهای خنک شونده با گاز با دمای بالا، راکتورهای نمک مذاب و راکتورهای سریع خنک شونده با سدیم راکتورهای نسل چهارم هستند.

اولین نسل از نیروگاه هسته ای، نمونه اولیه راکتور است که هدف آن بررسی فناوری طراحی و چشم انداز توسعه تجاری نیروگاه هسته ای است. نیروگاه های هسته ای نسل دوم راکتورهای تجاری با فناوری بالغ هستند و اکثر نیروگاه های هسته ای در حال بهره برداری اکنون متعلق به نیروگاه های هسته ای نسل دوم هستند. نیروگاه های هسته ای نسل سوم آنهایی هستند که الزامات URD یا EUR را برآورده می کنند. با ایمنی و اقتصاد بهبود یافته در مقایسه با نیروگاه های هسته ای نسل دوم و به جهت اصلی توسعه آینده تعلق دارد.

ما قبلاً می دانیم که رادیواکتیویته در همه جای طبیعت وجود دارد و ما تشعشعات پس زمینه طبیعی را دریافت کرده ایم. پس این تابش طبیعی از کجا می آید؟ و تا چه حد؟ "زمینه" تابش طبیعی از دو منبع می آید: تابش به شکل ذرات پرانرژی از فضای بیرونی، که در مجموع به عنوان پرتوهای کیهانی شناخته می شوند. منبع دیگر رادیواکتیویته طبیعی است، تشعشعات رادیواکتیو که به طور طبیعی در مواد معمولی مانند هوا، آب، خاک و سنگ ها و حتی غذا وجود دارد. علاوه بر این، افراد در جامعه مدرن در معرض انواع تشعشعات دست ساز انسان مانند اشعه ایکس، تماشای تلویزیون، استفاده از اجاق های مایکروویو و غیره هستند. جدول زیر انواع مختلفی از تشعشعات پس زمینه را با توجه به اندازه تابش فهرست می کند. از جدول می توان دریافت که انسان با خوردن، استفاده، زندگی و مسافرت مقدار کمی پرتوهای رادیواکتیو دریافت می کند که در این میان تشعشعات نیروگاه های هسته ای بسیار ناچیز است و می توان کاملاً نادیده گرفت.

 

اثر تشعشع بر بدن انسان از سلول ها شروع می شود. مرگ سلولی را تسریع می کند، از تشکیل سلول های جدید جلوگیری می کند، یا باعث بدشکلی سلولی یا تغییر در واکنش های بیوشیمیایی بدن می شود. در دوزهای کم تشعشع، بدن انسان خود توانایی معینی برای ترمیم آسیب اشعه دارد و می تواند واکنش های فوق را بدون نشان دادن اثرات مضر یا علائم ترمیم کند. اما اگر دوز بسیار زیاد باشد، فراتر از توانایی ترمیم اندام ها یا بافت های بدن است. ، باعث ایجاد ضایعات موضعی یا سیستمیک خواهد شد. جدول زیر اثرات بیولوژیکی تشعشعات شناخته شده بین المللی را نشان می دهد. مشاهده می شود که بدن انسان می تواند دوز متمرکز 25 رم را بدون آسیب تحمل کند. البته توانایی هر فرد برای مقاومت و قانون اساسی متفاوت است.