ebook Elektrownie jądrowe w nowoczesnej gospodarce

Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania: 2024

Publikacja zatytułowana Elektrownie jądrowe w nowoczesnej gospodarce. Technologie. Ekonomika. Bezpieczeństwo dotyczy zagadnień z zakresu energetyki jądrowej w tym technologii, ekonomiki i bezpieczeństwa elektrowni jądrowych w nowoczesnej gospodarce.

Książka prezentuje następujące zagadnienia: teoria atomu i reakcji jądrowych, podstawy bezpieczeństwa jądrowego oraz ochrony radiologicznej, poszczególne generacje reaktorów energetycznych, ich budowa, zasada działania oraz parametry pracy, gospodarka paliwowa zasobami uranu, jego przerób i wzbogacanie, produkcja paliwa jądrowego i składowanie odpadów promieniotwórczych oraz paliwa wypalonego, budowa i przestrzenne rozmieszczenie budynków oraz układów, elementy układów obiegu pierwotnego i wtórnego, przyszłościowe rozwiązania reaktorów jądrowych, materiały konstrukcyjne wykorzystywanym w energetyce jądrowej: stalom, stopy cyrkonu, stopy niklu, ceramiki, betony, polimery, zagadnienia ekonomiczne w zakresie budowy, eksploatacji i likwidacji elektrowni jądrowych, wpływ wybranych czynników na koszty wytwarzania energii i opłacalność elektrowni jądrowych, zagadnienia bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych w aspekcie ich lokalizacji i eksploatacji oraz likwidacji obiektu.

Cytując Słowo Wstępne patrona książki, prof. dra hab. inż. Waldemara Kamrata, Dyrektora Centrum Energetyki Jądrowej Politechniki Gdańskiej: „Szczególnego potraktowania w aspekcie transformacji energetycznej wymaga energetyka jądrowa, której efektywny rozwój zależy głównie od właściwego przygotowania/wykształcenia kadr dla sektora jądrowego. (…) Brak jest na rynku księgarskim pozycji ujmującej – w miarę syntetycznie – problematykę technologii, ekonomiki i bezpieczeństwa elektrowni jądrowych w nowoczesnej gospodarce. Proponowana czytelnikom książka ma formę nie tylko podręcznika, ale także monografii, a więc stanowi solidne kompendium aktualnej wiedzy na temat energetyki jądrowej. Powinna ona zatem przyczynić się do zwiększenia udziału polskich naukowców i inżynierów w procesach badań oraz rozwoju nowych elektrowni jądrowych należących do różnych generacji, a może w przyszłości także systemów termojądrowych.”

Publikacja przeznaczona jest dla inżynierów i specjalistów zajmujących się planowaniem, wykonaniem i montażem oraz eksploatacją powstających elektrowni jądrowych w Polsce, a także dla studentów nowo powstałych kierunków studiów poświęconych energetyce jądrowej oraz obecnych studentów elektrotechniki i energetyki, a także słuchaczy studiów podyplomowych, naukowców i wszystkich zainteresowanych tą nowoczesną dziedziną wiedzy.

Spis treści ebooka Elektrownie jądrowe w nowoczesnej gospodarce

Słowo wstępne XI
Przedmowa XIII
Streszczenie w języku polskim XVII
Streszczenie w języku angielskim XVIII

ROZDZIAŁ 1. Energetyczne wykorzystanie reakcji jądrowych – Andrzej G. Chmielewski 1
1.1. Podstawy teorii reaktorów jądrowych 1
1.1.1. Atom 1
1.1.2. Rozszczepienie jądra atomowego 8
1.1.3. Pierwsze reaktory jądrowe 11
1.1.4. Podstawy działania reaktorów jądrowych 13
1.2. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna 22
1.2.1. Przepisy 22
1.2.2. Ogólna charakterystyka zagrożeń związanych z bezpieczeństwem reaktorów jądrowych 23
1.2.3. Dekalog zasad bezpieczeństwa 26
1.2.4. Cel bezpieczeństwa jądrowego 30
1.2.5. Wymagania dotyczące projektowania i eksploatacji 30
1.2.6. Zasada obrony w głąb 32
Literatura do rozdziału 1 35

ROZDZIAŁ 2. Reaktory jądrowe – Tomasz Minkiewicz 37
2.1. Wykorzystanie reaktorów jądrowych 37
2.2. Reaktory energetyczne 37
2.2.1. Rozwój reaktorów energetycznych 37
2.2.2. Reaktory energetyczne na świecie 41
2.2.3. Budowa i zasada działania nowoczesnych reaktorów energetycznych typu PWR i BWR 43
2.3. Reaktory badawcze 52
2.3.1. Zastosowanie reaktorów badawczych 52
2.3.2. Konstrukcje reaktorów badawczych 54
2.3.3. Reaktory badawcze na świecie 56
Literatura do rozdziału 2 59

ROZDZIAŁ 3. Gospodarka paliwowa – Andrzej G. Chmielewski 63
3.1. Zasoby oraz wydobycie uranu i toru 63
3.2. Produkcja paliwa jądrowego 73
3.2.1. Otrzymywanie ditlenku uranu z surowców i wzbogacanie uranu 73
3.2.2. Produkcja paliwa uranowego 79
3.3. Proces wypalenia paliwa jądrowego 82
3.4. Transport i gospodarka wypalonym paliwem jądrowym 84
3.5. Gospodarka odpadami promieniotwórczymi 86
Literatura do rozdziału 3 92

ROZDZIAŁ 4. Elektrownie jądrowe w systemie energetycznym – Tomasz Minkiewicz, Marcin Jaskólski 95
4.1. Budowa obecnych elektrowni jądrowych 95
4.2. Elektrownie jądrowe w systemie elektroenergetycznym. 113
4.3. Energia jądrowa w systemie ciepłowniczym 120
4.3.1. Systemy ciepłownicze – charakterystyka 120
4.3.2. Wykorzystanie energii jądrowej w systemach ciepłowniczych 123
4.4. Przyszłościowe rozwiązania reaktorów jądrowych dla elektroenergetyki i przemysłu 133
4.4.1. Reaktory jądrowe generacji IV 133
4.4.2. Reaktory jądrowe małej i średniej mocy (SMR) 140
Literatura do rozdziału 4 145

ROZDZIAŁ 5. Materiały konstrukcyjne – Beata Majkowska-Marzec 153
5.1. Wymagania stawiane materiałom do budowy elektrowni jądrowych 153
5.2. Stale węglowe 159
5.3. Stale niskostopowe ferrytyczne, ferrytyczno-martenzytyczne i martenzytyczne 160
5.3.1. Stale ferrytyczne 160
5.3.2. Stale ferrytyczno-martenzytyczne (F/M) 160
5.3.3. Stale martenzytyczne 162
5.4. Stale austenityczne i austenityczno-ferrytyczne duplex 163
5.5. Stale utwardzane wydzieleniowo tlenkami (stale ODS) 165
5.6. Stopy cyrkonu 166
5.7. Stopy niklu i stopy wieloskładnikowe 170
5.8. Inne metale i stopy 171
5.8.1. Molibden 171
5.8.2. Wolfram 171
5.8.3. Aluminium 171
5.8.4. Miedź 171
5.8.5. Stopy wysokoentropowe 172
5.9. Ceramiki i węgiel pierwiastkowy 172
5.9.1. Węglik krzemu 172
5.9.2. Azotki 173
5.9.3. Grafen i nanorurki węglowe 173
5.10. Cementy i betony 173
5.11. Polimery i kompozyty polimerowe 174
5.12. Powłoki 174
5.13. Materiały dodatkowe do prętów paliwowych 175
Literatura do rozdziału 5 176

ROZDZIAŁ 6. Ekonomia i zagadnienia prawne – Marcin Jaskólski 181
6.1. Ekonomika 181
6.1.1. Wprowadzenie 181
6.1.2. Nakłady inwestycyjne na elektrownię jądrową 182
6.1.3. Koszty roczne i jednostkowy koszt energii 185
6.1.4. Czynniki decydujące o opłacalności elektrowni jądrowej 187
6.2. Zagadnienia i regulacje prawne 191
Literatura do rozdziału 6 197

ROZDZIAŁ 7. Bezpieczeństwo energetyki jądrowej – Andrzej S. Zieliński 201
7.1. Bezpieczeństwo przemysłowe 201
7.2. Bezpieczeństwo przy doborze lokalizacji 202
7.3. Bezpieczeństwo przy doborze materiałów 212
7.4. Bezpieczeństwo eksploatacji elektrowni jądrowej 223
7.5. Bezpieczeństwo ludzi i środowiska naturalnego 227
7.6. Systemy bezpieczeństwa elektrowni jądrowych 230
7.6.1. Sposoby osiągania bezpieczeństwa elektrowni jądrowych 230
7.6.2. Definicje poziomów bezpieczeństwa, fizycznych barier i kryteriów bezpieczeństwa 231
7.6.3. Poziomy zabezpieczeń 234
7.6.4. Człowiek w systemie bezpieczeństwa elektrowni jądrowej 235
7.6.5. Modelowanie bezpieczeństwa elektrowni jądrowej 236
7.6.6. Diagnostyka zagrożeń 238
Literatura do rozdziału 7 241

ROZDZIAŁ 8. Podsumowanie – Andrzej S. Zieliński 251