На данном уровне развития науки и техники, атомная энергетика является, наверное, оптимальным (с практической точки зрения) вариантом получения электрической энергии.
Есть куда более чистые виды получения энергии, согласен, но всё равно идеальных вариантов нет. Все виды получения энергии имеют минусы. Для АЭС – это проблема долговременного захоронения радиоактивных отходов и, к сожалению, в последее годы наличие значимых аварий (Фукусима, например).
Для ветряных генераторов – это вибрация почвы (отсюда невозможность спокойно "жить поживать и добра наживать" подземным обитателям: червям, кротам, землеройкам и прочей живности) и гибель птиц (пусть и незначительная в мировых масштабах).
Для гидроэлектростанций – вынужденное переселение людей, часто разрушение экосистем и снижение биоразнообразия в районе площадки сооружения ГРЭС.
Для солнечных панелей – необходимость использования больших площадей земли, выборочная местность т.к. требуется достаточное наличие солнца, утилизация, да и само изготовление солнечных панелей, весьма затратно, посему энергоотдача достигается только через несколько лет эксплуатации. Ну и еще: основной материал, необходимый для изготовления солнечных панелей – трихлорсилан, довольно ядовит и взрывоопасен.
Очень надеюсь, что все эти виды получения энергии будет улучшены, модернизированы и минусы сведены к минимуму. Запасы ископаемого топлива (уголь, газ, нефть, урановая руда) всётаки не бесконечны. Да, например для АЭС, ведутся работы по реализации полного (замкнутого) ядерного топливного цикла, но пока далеко не промышленных масштабах, так что пока продолжаем накапливать и осуществлять захоронение радиационных отходов.
Сосредоточимся всё-таки на том, как именно работает атомная электрическая станция. Описание принципа действия будет сознательно упрощено.
Итак, основные моменты это: реактор, турбина, генератор (ну и куча вспомогательных зданий и оборудования).
Для дальнейшего понимания определим:
реактор – это 1 контур,
турбина – 2 контур,
потребитель (заводы, фабрики, дома) – 3 контур,
теплоноситель - это, в зависимости от температуры и давления, у нас будет вода, либо пароводяная смесь, либо пар.
Реактор, как его некоторые из атомщиков называют «самовар», представляет собой цилиндрический металлический сосуд (размерами примерно 4,5хм на 13,5 м) с патрубками, по которым подается вода (подробности про всякого роды наплавки внутри корпуса и, в целом, сложности его изготовления, с вашего позволения, опущу). Скажу лишь что процесс этот весьма сложный и длительный - изготовление одного реактора занимает примерно 36 месяцев.
Так вот, вода 1 контура, проходя через активную зону реактора и омывая ТВС, нагревается до температуры аж +320…+330 Сº.
Далее, уже пароводяная смесь поступает в парогенераторы, где отдает свое тепло теплоносителю 2 контура, который затем поступает на турбину. Это уже пар, который вращает турбину.
Тут важно понимать, что произошло. А произошло следующее:
тепловая энергия пара из реактора преобразовалась в кинетическую энергию вращения турбины.
Такие вот простые чудеса физики.
Турбина, вращаясь, «подхватывает» за собой статор генератора, который тоже вместе с ней вращается со скоростью 3000 об/мин (ну есть еще "тихоходные" турбины со скоростью вращения 1500 об/мин).
Дальше происходит еще одно чудо физики:
механическая энергия вращения турбины преобразуется в электрическую энергию.
И в результате на выходе из генератора имеем 1000 мегаватт электричества. Есть еще последнее поколения более мощных АЭС – 1200 МВт.
Ну а дальше, по токопроводам и через блочный трансформатор, ток бежит по проводам к потребителю. На заводы, фабрики, в дома и розетки.
Да, и еще одно: огромные трубы с паром (так часто олицетворяющие собой АЭС), называются башенные испарительные градирни. Они просто охлаждают воду, поступившую из конденсаторов турбины и она совершенно (от слова совсем) не радиоактивна.
Всем добра!