Стопанско значение на ядрената енергетика. Ядрена енергия - плюсове и минуси. Икономика на ядрената енергия

Ядрена енергия вижте Ядрена енергия. В чуждестранната литература се използват по-точни термини „ядрена енергия” и „ядрена електроцентрала”. Термините „ядрена енергетика” и „ядрена централа” се наложиха у нас. Атомни термини...... Термини за ядрена енергия

ЯДРЕНА ЕНЕРГИЯ- клон на енергетиката, в който източникът на получена полезна енергия (електрическа, топлинна) е ядрена енергия, преобразувана в полезна енергия чрез ядрена енергия. инсталации: атомни електроцентрали (АЕЦ), ядрени комбинирани топлоелектрически централи (CHPC)… … Физическа енциклопедия

ядрена енергия- Клон на енергетиката, свързан с използването на ядрена енергия за производство на топлинна и електрическа енергия. [GOST 19431 84] ядрената енергия (ядрена енергия) е клон на енергетиката, който използва ядрена енергия за електрификация и... ... Ръководство за технически преводач

Ядрена енергия- клон на енергетиката, занимаващ се с преобразуване на ядрената енергия в други видове енергия с цел практическо приложение. Основата на ядрената енергетика са атомните електроцентрали. Синоними: Ядрена енергия Вижте също: Енергия Финансови... ... Финансов речник

ЯДРЕНА ЕНЕРГИЯ- (ядрена енергия) енергийният сектор, който използва ядрена енергия за електрификация и отопление; област на науката и технологиите, която разработва методи и средства за преобразуване на ядрената енергия в електрическа и топлинна енергия. Основата на ядрената... ... Голям енциклопедичен речник

ядрена енергия- Клон на националната икономика, който използва енергията на ядрена верижна реакция като източник на енергия; специална форма на енергия, която използва ядрени реакции за въртене на генератори и производство на електричество. Син.: ядрена енергия; атомна енергия… Речник по география

ЯДРЕНА ЕНЕРГИЯ- промишленост (виж), използваща (виж (20)) за електрификация и централно отопление; област на науката и технологиите, която разработва методи и средства за преобразуване на ядрената енергия в електрическа и топлинна енергия. Основа Я. д. атомни електроцентрали… Голяма политехническа енциклопедия

Ядрена енергия- 5. Ядрена енергия Клонът на енергетиката, свързан с използването на ядрена енергия за производство на топлинна и електрическа енергия Източник: GOST 19431 84: Енергетика и електрификация. Термини и определения оригинален документ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация

ядрена енергия- един от клоновете на горивно-енергийния комплекс, който използва ядрена енергия за производство на топлинна и електрическа енергия; област на науката и технологиите, която изучава начини и средства за преобразуване на ядрената енергия в други форми на енергия. Основата... Енциклопедия на техниката

ядрена енергия- (ядрена енергия), клон на енергетиката, който използва ядрена енергия за електрификация и отопление; област на науката и технологиите, която разработва методи и средства за преобразуване на ядрената енергия в електрическа и топлинна енергия. Основата на ядрената... ... енциклопедичен речник

Книги

, Г.А. баща Категория: Математика Издател: YOYO Media, Производител: Yoyo Media, Купете за 2591 UAH (само за Украйна)
Основи на теорията и методите за изчисляване на ядрени енергийни реактори, Bat G.A. , Ядрена енергия. Основи на теорията и методите за изчисляване на ядрени енергийни реактори. Година на издаване: 1982 г. Автори: Г. А. Бат, Г. Г. Бартоломей, В. Д. Байбаков, М. С. Алхутов. Възпроизведено в… Категория: Математика и наукаПоредица: Издателство:

Двадесети век бе белязан от развитието на нов вид енергия, съдържаща се в ядрата на атомите, и се превърна в век на ядрената физика. Тази енергия е многократно по-голяма от горивната енергия, използвана от човечеството през цялата му история.

Още в средата на 1939 г. учените по света имаха важни теоретични и експериментални открития в областта на ядрената физика, което направи възможно представянето на обширна изследователска програма в тази посока. Оказа се, че атомът на урана може да бъде разделен на две части. Това освобождава огромно количество енергия. В допълнение, процесът на делене освобождава неутрони, които от своя страна могат да разцепят други атоми на уран и да предизвикат ядрена верижна реакция. Ядрената реакция на делене на урана е много ефективна и далеч надхвърля най-бурните химични реакции. Нека сравним атом на уран и молекула на експлозив - тринитротолуен (TNT). Разпадането на молекула TNT освобождава 10 електронволта енергия, а разпадането на ядрото на уран освобождава 200 милиона електронволта, т.е. 20 милиона пъти повече.

Тези открития предизвикаха сензация в научния свят: в историята на човечеството не е имало научно събитие, по-значимо по своите последствия от проникването на атома в света и овладяването на неговата енергия. Учените разбират, че основната му цел е да произвежда електричество и да го използва в други мирни зони. С пускането в експлоатация на първата в света промишлена атомна електроцентрала с мощност 5 MW в СССР през 1954 г. в Обнинск започва ерата на ядрената енергетика. Източникът на производство на електроенергия беше деленето на уранови ядра.

Експлоатационният опит на първите атомни електроцентрали показа реалността и надеждността на ядрената енергийна технология за промишлено производство на електроенергия. Развитите индустриални страни започнаха да проектират и изграждат атомни електроцентрали с различни типове реактори. До 1964 г. общият капацитет на атомните електроцентрали в света нараства до 5 милиона kW.

Оттогава започва бързото развитие на ядрената енергетика, която, давайки все по-значим принос към общото производство на електроенергия в света, се превърна в нова обещаваща енергийна алтернатива. Започва бум на поръчки за изграждане на атомни електроцентрали в САЩ, а по-късно и в Западна Европа, Япония и СССР. Темповете на растеж на ядрената енергия достигнаха около 30% годишно. Още през 1986 г. в атомните електроцентрали в света работят 365 енергоблока с обща инсталирана мощност от 253 милиона kW. За почти 20 години мощността на атомните електроцентрали се е увеличила 50 пъти. Изграждането на атомни електроцентрали е извършено в 30 страни (фиг. 1.1).

По това време изследванията на Римския клуб, авторитетна общност от световноизвестни учени, станаха широко известни. Изводите на авторите на изследването се свеждат до неизбежността на сравнително близкото изчерпване на природните запаси от органични енергийни ресурси, включително петрола, ключови за световната икономика, и рязкото им поскъпване в близко бъдеще. Като се има предвид това, ядрената енергия не би могла да се появи в по-подходящ момент. Потенциалните запаси от ядрено гориво (2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th) в дългосрочен план решиха жизненоважния проблем с доставките на гориво при различни сценарии за развитие на ядрената енергетика.

Условията за развитие на ядрената енергетика бяха изключително благоприятни, а икономическите показатели на атомните електроцентрали също вдъхваха оптимизъм, атомните електроцентрали вече можеха успешно да се конкурират с топлоелектрическите централи.

Ядрената енергия позволи да се намали потреблението на изкопаеми горива и рязко да се намалят емисиите на замърсители в околната среда от топлоелектрическите централи.

Развитието на ядрената енергетика се основава на установения енергиен сектор на военно-промишления комплекс - сравнително добре развити промишлени реактори и реактори за подводници, използващи ядрения горивен цикъл (NFC), вече създаден за тези цели, придобити знания и значителен опит. Ядрената енергетика, която имаше огромна държавна подкрепа, успешно се вписа в съществуващата енергийна система, като се вземат предвид правилата и изискванията, присъщи на тази система.

Проблемът с енергийната сигурност, който се изостри през 70-те години на ХХ век. Във връзка с енергийната криза, причинена от рязкото увеличение на цените на петрола, зависимостта на доставките му от политическата ситуация принуди много страни да преразгледат енергийните си програми. Развитието на ядрената енергетика, чрез намаляване на потреблението на изкопаеми горива, намалява енергийната зависимост на страните, които нямат или са ограничили собствено гориво и енергия

тични ресурси от техния внос и укрепва енергийната сигурност на тези страни.

В процеса на бързо развитие на ядрената енергетика, от двата основни типа ядрени енергийни реактори - топлинни и бързи неутрони - реакторите с топлинни неутрони са получили най-широко разпространение в света.

Типовете и конструкциите на реактори с различни модератори и охлаждащи течности, разработени от различни страни, се превърнаха в основата на националната ядрена енергетика. Така в САЩ основните станаха реактори с вода под налягане и реактори с кипяща вода, в Канада - тежководни реактори, използващи природен уран, в бившия СССР - реактори с вода под налягане (ВВЕР) и уранографитни реактори с кипяща вода (РБМК), блокът мощността на реакторите се увеличи. Така през 1973 г. в Ленинградската атомна електроцентрала е инсталиран реактор РБМК-1000 с електрическа мощност от 1000 MW. Мощността на големите атомни електроцентрали, например Запорожската атомна електроцентрала (Украйна), достига 6000 MW.

Като се има предвид, че блоковете на АЕЦ работят с почти постоянна мощност, покриваща

Атомна електроцентрала Three Mile Island (САЩ)

основната част от дневния график на натоварване на интегрираните енергийни системи; успоредно с атомните електроцентрали, по света бяха построени високо маневрени помпено-акумулиращи електроцентрали, за да покрият променливата част от графика и да запълнят нощната празнина в графика на натоварване.

Високите темпове на развитие на ядрената енергетика не съответстват на нивото на нейната безопасност. Въз основа на опита от експлоатацията на ядрени енергийни съоръжения, нарастващото научно и техническо разбиране на процесите и възможните последствия, възникна необходимост от преразглеждане на техническите изисквания, което доведе до увеличаване на капиталовите инвестиции и оперативните разходи.

Сериозен удар върху развитието на ядрената енергетика нанесе тежката авария в атомната електроцентрала Three Mile Island в САЩ през 1979 г., както и в редица други съоръжения, което доведе до радикално преразглеждане на изискванията за безопасност, затягане на на съществуващите разпоредби и преразглеждането на програмите за развитие на атомни електроцентрали по света нанесе огромни морални и материални щети на ядрената енергетика. В САЩ, които бяха лидер в ядрената енергетика, поръчките за изграждане на атомни електроцентрали спират през 1979 г., а строителството им в други страни също намалява.

Тежката авария в Чернобилската атомна електроцентрала в Украйна през 1986 г., квалифицирана по международната скала на ядрените инциденти като авария от най-високо седмо ниво и причиняваща екологична катастрофа на огромна територия, загуба на човешки живот, разселване на стотици хиляди хора, подкопа доверието на световната общност в ядрената енергия.

„Трагедията в Чернобил е предупреждение. И не само в ядрената енергетика“, каза академик В.А. Легасов, член на правителствената комисия, първи заместник академик А.П. Александров, който ръководи Института по атомна енергия на името на I.V. Курчатова.

В много страни програмите за развитие на ядрената енергетика бяха прекратени, а в редица страни бяха напълно изоставени предварително планираните планове за нейното развитие.

Въпреки това до 2000 г. атомните електроцентрали, работещи в 37 страни, произвеждат 16% от световното производство на електроенергия.

Безпрецедентните усилия за осигуряване на безопасността на работещите атомни електроцентрали направиха това възможно в началото на 21 век. възстановяване на общественото доверие в ядрената енергия. Идва време за „ренесанс” в развитието му.

Освен високата икономическа ефективност и конкурентоспособност, наличието на горивни ресурси, надеждността и безопасността, един от важните фактори е, че ядрената енергия е един от най-екологичните източници на електроенергия, въпреки че проблемът с погребването на отработеното гориво остава.

Стана очевидна необходимостта от възпроизвеждане (отглеждане) на ядрено гориво, т.е. изграждане на реактори на бързи неутрони (размножители), въвеждане на преработка на полученото гориво. Развитието на тази област имаше сериозни икономически стимули и перспективи и се извършваше в много страни.

В СССР започва първата експериментална работа по промишленото използване на реактори на бързи неутрони

1949 г., а от средата на 50-те години започва пускането в експлоатация на серия експериментални реактори БР-1, БР-5, БОР-60 (1969 г.), през 1973 г. атомна електроцентрала с двойно предназначение с мощност на реактора 350 MW за производство на електроенергия и обезсоляване на морска вода; през 1980 г. е пуснат в експлоатация промишлен реактор BN-600 с мощност 600 MW.

В САЩ е реализирана обширна програма за развитие в тази област. През 1966–1972г Построен е експерименталният реактор Enrico Fermi l, а през 1980 г. е пуснат в експлоатация най-големият в света изследователски реактор FFTF с мощност 400 MW. В Германия първият реактор започва да работи през 1974 г., но построеният мощен реактор SNR-2 така и не е пуснат в експлоатация. Във Франция през 1973 г. е пуснат реакторът Phenix с мощност 250 MW, а през 1986 г. е пуснат реакторът Superphenix с мощност 1242 MW. Япония пусна в експлоатация експерименталния реактор Joyo през 1977 г. и реактора Monju с мощност 280 MW през 1994 г.

В контекста на екологичната криза, с която световната общност навлезе в 21 век, ядрената енергетика може да допринесе значително за осигуряване на надеждно електроснабдяване и намаляване на емисиите на парникови газове и замърсители в околната среда.

Ядрената енергетика най-добре отговаря на международно приетите принципи за устойчиво развитие, едно от най-важните изисквания на които е наличието на достатъчно горивни и енергийни ресурси със стабилно потребление в дългосрочен план.

В съответствие с прогнозите, базирани на изчисления и моделиране на развитието на обществото и световната икономика през 21 век, доминиращата роля на електроенергетиката ще остане. До 2030 г., според прогнозата на Международната агенция по енергетика (МАЕ), световното производство на електроенергия ще се удвои повече от 30 трлн. kWh, а според прогнозите на Международната агенция за атомна енергия (МААЕ) в контекста на „възраждането” на ядрената енергетика нейният дял ще нарасне до 25% от световното производство на електроенергия, а в света ще бъдат построени над 100 нови реактора. в света през следващите 15 години, а мощността на атомните електроцентрали ще се увеличи от 370 милиона kW през 2006 г. на 679 милиона kW през 2030 г.

В момента страни с висок дял от общия обем произведена електроенергия активно развиват ядрената енергия, включително САЩ, Япония, Южна Корея и Финландия. Франция, като преориентира електроенергийната индустрия на страната към ядрена енергия и продължи да я развива, успешно реши енергийния проблем в продължение на много десетилетия. Делът на атомните електроцентрали в производството на електроенергия в страната достига 80%. Развиващите се страни с все още незначителен дял в производството на ядрена енергия изграждат атомни електроцентрали с високи темпове. Така Индия обяви намерението си в дългосрочен план да построи атомна електроцентрала с мощност 40 милиона kW, а Китай - над 100 милиона kW.

От 29 атомни електроцентрали в процес на изграждане през 2006 г., 15 са разположени в Азия. Турция, Египет, Йордания, Чили, Тайланд, Виетнам, Азербайджан, Полша, Грузия, Беларус и други страни планират да пуснат в експлоатация атомни електроцентрали за първи път.

По-нататъшно развитие на ядрената енергетика планира Русия, която предвижда изграждането на атомна електроцентрала с мощност 40 милиона kW до 2030 г. В Украйна, в съответствие с Енергийната стратегия на Украйна за периода до 2030 г., се планира да се увеличи производството на атомната електроцентрала до 219 милиарда kWh, поддържайки го на ниво от 50% от общото производство, и да се увеличи мощността на атомната електроцентрала с почти 2 пъти, което го довежда до 29,5 милиона kW, с коефициент на използване на инсталираната мощност (IUR) от 85%, включително чрез въвеждане в експлоатация на нови блокове с мощност 1–1,5 милиона kW и удължаване на експлоатационния живот на съществуващата ядрена мощност централи (през 2006 г. в Украйна капацитетът на атомните електроцентрали възлиза на 13,8 милиона kW с производство на 90,2 милиарда kWh електроенергия, или около 48,7% от общото производство).

Текущата работа в много страни за по-нататъшно подобряване на топлинните и бързите неутронни реактори допълнително ще подобри тяхната надеждност, икономическа ефективност и екологична безопасност. В това отношение международното сътрудничество става важно. По този начин, с изпълнението в бъдеще на международния проект GT MSR (газотурбинен модулен реактор със слънчево охлаждане), който се характеризира с високо ниво на безопасност и конкурентоспособност, минимизиране на радиоактивните отпадъци, ефективността може да се увеличи. до 50%.

Широкото използване в бъдеще на двукомпонентна структура на ядрената енергия, включително атомни електроцентрали с реактори на топлинни неутрони и реактори на бързи неутрони, които възпроизвеждат ядрено гориво, ще повиши ефективността на използването на природен уран и ще намали нивото на натрупване на радиоактивен отпадък.

Трябва да се отбележи най-важната роля в развитието на ядрената енергетика на ядрения горивен цикъл (ЯГЦ), който всъщност е нейният системообразуващ фактор. Това се дължи на следните обстоятелства:

Ядрено-горивният цикъл трябва да бъде осигурен с всички необходими конструктивни, технологични и конструктивни решения за безопасна и ефективна експлоатация;
Ядреният горивен цикъл е условие за социална приемливост и икономическа ефективност на ядрената енергия и нейното широко използване;
развитието на ядрения горивен цикъл ще доведе до необходимостта от комбиниране на задачите за осигуряване на необходимото ниво на безопасност на атомните електроцентрали, генериращи електроенергия, и минимизиране на рисковете, свързани с производството на ядрено гориво, включително добив на уран, транспортиране, преработка на отработено гориво ядрено гориво (ОЯГ) и погребване на радиоактивни отпадъци (единна система от изисквания за безопасност);
рязкото увеличаване на производството и използването на уран (началният етап от ядрения горивен цикъл) води до увеличаване на опасността от навлизане на естествени дълготрайни радионуклиди в околната среда, което изисква повишаване на ефективността на използването на горивото, намаляване на количеството на отпадъци и затваряне на горивния цикъл.

Икономическата ефективност на атомната електроцентрала зависи пряко от горивния цикъл, включително намаляване на времето за зареждане с гориво и повишаване на експлоатационните характеристики на горивните касети (ТВ). Поради това е важно по-нататъшното развитие и подобряване на ядрения горивен цикъл с висока степен на използване на ядреното гориво и създаването на затворен горивен цикъл с ниско ниво на отпадъци.

Енергийната стратегия на Украйна предвижда развитие на националния горивен цикъл. По този начин производството на уран трябва да се увеличи от 0,8 хил. Тона до 6,4 хил. Тона през 2030 г., вътрешното производство на цирконий, циркониеви сплави и компоненти за горивни касети ще бъде допълнително развито, а в бъдеще създаването на затворен горивен цикъл, както и участието в международното сътрудничество за производство на ядрено гориво. Предвижда се корпоративно участие на Украйна в създаването на мощности за производство на горивни касети за реактори ВВЕР и в създаването на Международния център за обогатяване на уран в Русия, както и влизането на Украйна в Международната банка за ядрено гориво, предложено от САЩ.

Снабдяването с гориво на ядрената енергетика е от изключително значение за перспективите за нейното развитие. Текущото търсене на природен уран в света е около 60 хиляди тона, с общи запаси от около 16 милиона тона.

В 21 век Ролята на ядрената енергетика рязко ще се увеличи в осигуряването на нарастващото производство на електроенергия в света с помощта на по-напреднали технологии. Ядрената енергетика все още няма сериозен конкурент в дългосрочен план. За да се осъществи неговото развитие в голям мащаб, той, както вече беше посочено, трябва да притежава следните свойства: висока ефективност, ресурсна наличност, енергийна резервираност, безопасност, приемливо въздействие върху околната среда. Първите три изисквания могат да бъдат изпълнени с помощта на двукомпонентна структура на ядрената енергия, състояща се от топлинни и бързи реактори. С такава структура е възможно значително да се увеличи ефективността на използването на естествен уран, да се намали производството му и да се ограничи нивото на навлизане на радон в биосферата. Начините за постигане на необходимото ниво на безопасност и намаляване на капиталовите разходи и за двата типа реактори са необходими време и средства за тяхното внедряване. Докато обществото осъзнае необходимостта от по-нататъшно развитие на ядрената енергетика, технологията на двукомпонентна структура действително ще бъде подготвена, въпреки че все още трябва да се направи много по отношение на оптимизирането на атомните електроцентрали и структурата на индустрията, включително гориво циклични предприятия.

Нивото на въздействие върху околната среда се определя главно от количеството радионуклиди в горивния цикъл (уран, плутоний) и в съоръженията за съхранение (Np, Am, Cm, продукти на делене).

Рискът от излагане на краткотрайни изотопи, например 1 1 I и 9 0 Sr, l 7 Cs, може да бъде намален до приемливо ниво чрез повишаване на безопасността на атомните електроцентрали, съоръженията за съхранение и предприятията от горивния цикъл. Допустимостта на такъв риск може да се докаже на практика. Но е трудно да се докаже и невъзможно да се демонстрира надеждността на изхвърлянето на дълготрайни актиниди и продукти на делене в продължение на милиони години.

Несъмнено не можем да изоставим търсенето на начини за надеждно погребване на радиоактивни отпадъци, но е необходимо да се разработи възможността за използване на актиниди за генериране на енергия, т.е. затваряне на горивния цикъл не само за уран и плутоний, но и за актиниди (Np, Am, Cm и др.). Трансмутацията на опасни дългоживеещи продукти на делене в система от реактори с топлинни неутрони ще усложни структурата на ядрената енергия поради допълнителни технологични процеси за производство и преработка на ядрено гориво или ще увеличи броя на видовете атомни електроцентрали. Въвеждането на Np, Am, Cm, други актиниди и продукти на делене в горивото на реактора ще усложни техния дизайн, ще изисква разработването на нови видове ядрено гориво и ще повлияе отрицателно на безопасността.

В тази връзка се разглежда възможността за създаване на трикомпонентна структура на ядрената енергетика, състояща се от топлинни и бързи реактори и реактори за изгаряне на Np, Am, Cm и други актиниди и трансмутация на някои продукти на делене.

Най-важните проблеми са преработката и погребването на радиоактивни отпадъци, които могат да бъдат превърнати в ядрено гориво.

През първата половина на 21 век човечеството ще трябва да направи научно-технически пробив в развитието на нови видове енергия, включително електроядрена с помощта на ускорители на заредени частици, а в бъдеще и термоядрена, което изисква обединяване на усилията и международно сътрудничество.

Тянванската АЕЦ е най-голямата по единична мощност на енергоблокове сред всички строящи се в момента атомни електроцентрали в Китай. Генералният му план предвижда възможност за изграждане на четири енергоблока с мощност от 1000 MW всеки. Станцията се намира между Пекин и Шанхай на брега на Жълто море. Строителните работи на обекта започват през 1998 г. Първият енергоблок на атомната електроцентрала с водно-воден реактор ВВЕР-1000/428 и турбина К-1000-60/3000, пуснат през май 2006 г., беше пуснат в експлоатация на 2 юни 2007 г., а вторият блок от същия тип е въведен в експлоатация на 12 септември 2007 г. В момента и двата енергоблока на атомната централа работят стабилно на 100% мощност и доставят електроенергия на китайската провинция Дзянсу. Предвижда се изграждането на трети и четвърти енергоблок на Тянванската АЕЦ.

Според нивото на научно-техническите разработки Руска ядрена енергетикае един от най-добрите в света. Предприятията имат огромни възможности за решаване на ежедневни или мащабни проблеми. Експертите прогнозират обещаващо бъдеще в тази област, тъй като Руската федерация разполага с големи запаси от руди за производство на енергия.

Кратка история на развитието на ядрената енергетика в Русия

Ядрената индустрия датира от времето на СССР, когато беше планирано да се реализира един от проектите на автора за създаване на експлозиви от уран. През лятото на 1945 г. атомното оръжие беше успешно изпробвано в САЩ, а през 1949 г. ядрената бомба RDS-1 беше използвана за първи път на полигона Семипалатинск. По-нататък развитие на ядрената енергетика в Русиябеше както следва:

Изследователски и производствени екипи са работили в продължение на много години, за да постигнат високо ниво в атомните оръжия и няма да спрат дотук. По-късно ще научите за перспективите в тази област до 2035 г.

Действащи атомни електроцентрали в Русия: кратко описание

В момента има 10 действащи атомни електроцентрали. Характеристиките на всеки от тях ще бъдат разгледани по-долу.

№ 1 и № 2 с реактор АМБ;
№ 3 с реактор БН-600.

Генерира до 10% от общия обем електрическа енергия. В момента много системи в Свердловск са в режим на дългосрочна консервация и работи само енергоблокът BN-600. Белоярската АЕЦ се намира в Заречни.

Атомната електроцентрала Билибино е единственият източник на топлина за град Билбино и има мощност от 48 MW. Станцията генерира около 80% от енергията и отговаря на всички изисквания за монтаж на оборудването:

максимална лекота на работа;
повишена експлоатационна надеждност;
защита от механични повреди;
минимално количество инсталационни работи.

Системата има важно предимство: ако работата на модула бъде неочаквано прекъсната, той не се уврежда. Станцията се намира в Чукотския автономен окръг, на 4,5 км, разстоянието до Анадир е 610 км.

Какво е състоянието на ядрената енергетика днес?

Днес има повече от 200 предприятия, чиито специалисти работят неуморно върху съвършенството атомната енергетика в Русия. Затова ние уверено вървим напред в тази посока: разработваме нови модели реактори и постепенно разширяваме производството. Според членовете на Световната ядрена асоциация, силата на Русия е развитието на бързи невронни технологии.

Руските технологии, много от които са разработени от Росатом, са високо ценени в чужбина заради тяхната относително ниска цена и безопасност. Следователно имаме доста голям потенциал в ядрената индустрия.

Руската федерация предоставя на своите чуждестранни партньори много услуги, свързани с въпросните дейности. Те включват:

изграждане на атомни енергийни блокове при спазване на правилата за безопасност;
доставка на ядрено гориво;
изход на използвани предмети;
обучение на международен персонал;
съдействие за развитието на научното дело и нуклеарната медицина.

Русия изгражда голям брой енергоблокове в чужбина. Проекти като Бушер или Куданкулам, създадени за ирански и индийски атомни електроцентрали, бяха успешни. Те са позволили създаването на чисти, безопасни и ефективни енергийни източници.

Какви проблеми, свързани с ядрената индустрия, възникнаха в Русия?

През 2011 г. се срутиха метални конструкции (с тегло около 1200 тона) в строящата се АЕЦ-2. По време на надзорната комисия е установена доставка на несертифицирана арматура, поради което са предприети следните мерки:

налагане на глоба на JSC GMZ-Khimmash в размер на 30 хиляди рубли;
извършване на изчисления и извършване на работа, насочена към укрепване на армировката.

Според Ростехнадзор основната причина за нарушението е недостатъчното ниво на квалификация на специалистите от ГМЗ-Химмаш. Лошото познаване на изискванията на федералните разпоредби, технологиите за производство на такова оборудване и проектната документация доведе до факта, че много такива организации са загубили лицензите си.

В Калининската АЕЦ нивото на топлинната мощност на реакторите се е увеличило. Подобно събитие е крайно нежелателно, тъй като съществува възможност за авария със сериозни радиационни последици.

Дългосрочни проучвания, проведени в чужди страни, показват, че близостта до атомни електроцентрали води до увеличаване на левкемията. Поради тази причина в Русия имаше много откази от ефективни, но много опасни проекти.

Перспективи за атомни електроцентрали в Русия

Прогнозите за бъдещото използване на ядрената енергия са противоречиви и нееднозначни. Повечето от тях са съгласни, че към средата на 21 век нуждата ще нарасне поради неизбежното нарастване на населението.

Министерството на енергетиката на Руската федерация обяви енергийната стратегия на Русия за периода до 2035 г. (информация е получена през 2014 г.). Стратегическата цел на ядрената енергетика включва:

Като се има предвид установената стратегия, в бъдеще се планира да се решат следните задачи:

подобряване на схемата за производство, обращение и обезвреждане на гориво и суровини;
разработване на целеви програми за осигуряване на обновяване, устойчивост и повишена ефективност на съществуващата горивна база;
реализират най-ефективните проекти с високо ниво на безопасност и надеждност;
увеличаване на износа на ядрени технологии.

Държавната подкрепа за масовото производство на атомни енергийни блокове е основата за успешното промоциране на стоки в чужбина и високата репутация на Русия на международния пазар.

Какво пречи на развитието на ядрената енергетика в Русия?

Развитието на ядрената енергетика в Руската федерация е изправено пред определени трудности. Ето основните от тях:

В Русия ядрената енергетика е един от важните сектори на икономиката. Успешната реализация на разработваните проекти може да помогне за развитието на други индустрии, но това изисква много усилия.

Ядрената енергетика е един от клоновете на енергийната индустрия. Производството на електроенергия се основава на топлината, отделяна при деленето на тежки радиоактивни метални ядра. Най-широко използваните горива са изотопите на плутоний-239 и уран-235, които се разпадат в специални ядрени реактори.

Според статистиката за 2014 г. ядрената енергия произвежда около 11% от цялата електроенергия в света. Първите три страни по производство на ядрена енергия са САЩ, Франция и Русия.

Този вид производство на енергия се използва в случаите, когато собствените природни ресурси на страната не позволяват производството на енергия в необходимите обеми. Но все още има дебат около този енергиен сектор. Икономическата ефективност и безопасността на производството са поставени под въпрос поради опасни отпадъци и възможни изтичания на уран и плутоний в производството на ядрени оръжия.

Развитие на ядрената енергетика

Ядреното електричество е генерирано за първи път през 1951 г. В щата Айдахо, САЩ, учени построиха стабилно работещ реактор с мощност 100 киловата. По време на следвоенното опустошение и бързото нарастване на потреблението на електроенергия ядрената енергия придоби особено значение. Следователно три години по-късно, през 1954 г., енергийният блок в град Обнинск започва да работи и месец и половина след пускането произведената от него енергия започва да тече в мрежата на Мосенерго.

След това изграждането и пускането на атомни електроцентрали придобиха бързи темпове:

1956 г. - в Обединеното кралство започва да работи атомната електроцентрала Calder Hall-1 с мощност 50 MW;
1957 г. - стартиране на атомната електроцентрала Shippingport в САЩ (60 мегавата);
1959 г. - близо до Авиньон във Франция е открита станцията Marcoule с мощност 37 MW.

Началото на развитието на ядрената енергетика в СССР бе отбелязано с изграждането и пускането в експлоатация на Сибирската атомна електроцентрала с мощност 100 MW. Темповете на развитие на ядрената индустрия по това време се увеличават: през 1964 г. са пуснати първите блокове на АЕЦ Белоярск и Нововоронеж с мощност съответно 100 и 240 MW. През периода от 1956 до 1964 г. СССР построи 25 ядрени съоръжения по света.

След това през 1973 г. е пуснат първият мощен блок на Ленинградската атомна електроцентрала с мощност 1000 MW. Година по-рано започна работа атомна електроцентрала в град Шевчеко (сега Актау), в Казахстан. Енергията, която произвежда, е използвана за обезсоляване на водите на Каспийско море.

В началото на 70-те години на 20 век бързото развитие на ядрената енергетика е оправдано от редица причини:

липса на неизползвани хидроенергийни ресурси;
нарастване на потреблението на електроенергия и разходите за енергия;
търговско ембарго върху енергийни доставки от арабските страни;
очаквано намаляване на разходите за изграждане на атомни електроцентрали.

Но през 80-те години на същия век ситуацията се оказва противоположна: търсенето на електроенергия се стабилизира, както и цената на природното гориво. А разходите за изграждане на атомна електроцентрала, напротив, се увеличиха. Тези фактори са създали сериозни пречки пред развитието на този индустриален сектор.

Аварията в атомната електроцентрала в Чернобил през 1986 г. създаде сериозни проблеми в развитието на ядрената енергетика. Мащабна причинена от човека катастрофа принуди целия свят да се замисли за безопасността на мирния атом. В същото време започна период на стагнация в цялата ядрена енергетика.

Началото на 21 век бележи възраждането на руската ядрена енергетика. Между 2001 и 2004 г. са пуснати в експлоатация три нови енергоблока.

През март 2004 г., съгласно президентския указ, беше създадена Федералната агенция за атомна енергия. И три години по-късно той беше заменен от държавната корпорация "Росатом".

В сегашния си вид руската ядрена енергетика е мощен комплекс от повече от 350 предприятия, чийто персонал наближава 230 хиляди. Корпорацията е на второ място в света по запаси от ядрено гориво и обем на производство на ядрена енергия. Промишлеността се развива активно, в момента тече изграждането на 9 атомни енергоблока в съответствие със съвременните стандарти за безопасност.

Индустрии за ядрена енергия

Ядрената енергетика в съвременна Русия е сложен комплекс, състоящ се от няколко индустрии:

добив и обогатяване на уран - основно гориво за ядрени реактори;
комплекс от предприятия за производство на изотопи на уран и плутоний;
самите предприятия за ядрена енергия, изпълняващи задачи по проектиране, изграждане и експлоатация на атомни електроцентрали;
производство на атомни електроцентрали.

Изследователските институти са косвено свързани с ядрената енергетика, където разработват и подобряват технологиите за производство на електроенергия. В същото време подобни институции се занимават с проблемите на ядрените оръжия, сигурността и корабостроенето.

Ядрена енергия в Русия

Русия разполага с ядрени технологии с пълен цикъл - от добива на уранова руда до производството на електроенергия в атомни електроцентрали. Ядрено-енергийният комплекс включва 10 действащи централи с 35 работещи енергоблока. Активно върви и изграждането на 6 атомни електроцентрали, като се разработват планове за изграждането на още 8.

По-голямата част от енергията, генерирана от руските атомни електроцентрали, се използва директно за задоволяване на нуждите на населението. Въпреки това, някои станции, например Beloyarskaya и Leningradskaya, осигуряват близките населени места с топла вода. Росатом активно разработва атомна отоплителна централа, която ще позволи евтино отопление на избрани региони на страната.

Ядрена енергия в страните по света

Първо място по производство на ядрена енергия заемат САЩ със 104 ядрени реактора с мощност 798 милиарда киловатчаса годишно. На второ място е Франция, където са разположени 58 реактора. След нея е Русия с 35 енергоблока. Южна Корея и Китай допълват челната петица. Всяка страна има по 23 реактора, като само Китай е на второ място след Корея по обем произведена ядрена електроенергия - 123 милиарда kWh/година срещу 149 милиарда kWh/година.

Днес приблизително 17% от световното производство на електроенергия идва от атомни електроцентрали (АЕЦ). В някои страни делът му е много по-висок. Например в Швеция тя съставлява около половината от цялата електроенергия, във Франция - около три четвърти. Наскоро, според програма, приета в Китай, приносът на енергия от атомни електроцентрали се планира да бъде увеличен пет до шест пъти. Атомните електроцентрали играят забележима, макар и все още не решаваща, роля в САЩ и Русия.

Преди повече от четиридесет години, когато първата атомна електроцентрала произвеждаше електричество в малко известния по това време град Обнинск, на мнозина изглеждаше, че ядрената енергия е напълно безопасна и екологична. Аварията в една от американските атомни електроцентрали, а след това и катастрофата в Чернобил показаха, че всъщност ядрената енергия е изпълнена с голяма опасност. Хората са уплашени. Обществената съпротива днес е такава, че строителството на нови атомни електроцентрали в повечето страни на практика е спряно. Изключение правят само страните от Източна Азия - Япония, Корея, Китай, където ядрената енергетика продължава да се развива.

Специалистите, които добре познават силните и слабите страни на реакторите, гледат по-спокойно на ядрените опасности. Натрупаният опит и новите технологии позволяват изграждането на реактори, чиято вероятност да излязат извън контрол, макар и не нулева, е изключително малка. В съвременните ядрени предприятия се осигурява най-строгият контрол на радиацията в помещенията и в каналите на реакторите: сменяеми гащеризони, специални обувки, автоматични радиационни детектори, които никога няма да отворят вратите на шлюза, ако имате дори малки следи от радиоактивна „мръсотия“ върху Вие. Например в атомна електроцентрала в Швеция, където най-чистите пластмасови подове и непрекъснатото пречистване на въздуха в просторни стаи изглежда изключват дори мисълта за забележимо радиоактивно замърсяване.

Ядрената енергия беше предшествана от тестване на ядрени оръжия. На земята и в атмосферата бяха тествани ядрени и термоядрени бомби, чиито експлозии ужасиха света. В същото време инженерите разработват и ядрени реактори, предназначени да произвеждат електрическа енергия. Приоритет беше военното направление - производството на реактори за военноморски кораби. Военните отдели видяха използването на реактори на подводници като особено обещаващо: такива кораби биха имали почти неограничен обсег на действие и биха могли да останат под вода с години. Американците съсредоточиха усилията си върху създаването на водни реактори под налягане, в които обикновената („лека“) вода служи като забавител на неутрони и охлаждаща течност и която има голяма мощност на единица маса от електроцентралата. Бяха изградени пълномащабни наземни прототипи на транспортни реактори, на които бяха тествани всички конструктивни решения и бяха тествани системи за управление и безопасност. В средата на 50-те години на ХХ век. Първата атомна подводница „Наутилус“ плава под ледовете на Северния ледовит океан.

Подобна работа беше извършена и в нашата страна, само че заедно с реакторите с вода под налягане беше разработен канален графитен реактор (в който водата също служи като охлаждаща течност, а графитът като модератор). Въпреки това, в сравнение с реактор с вода под налягане, графитният реактор има ниска плътност на мощността. В същото време такъв реактор имаше важно предимство - вече имаше значителен опит в изграждането и експлоатацията на индустриални графитни реактори, които се различават от транспортните инсталации главно по налягането и температурата на охлаждащата вода. А наличието на опит означава спестяване на време и пари за развойна работа. При създаването на наземен прототип на графитен реактор за транспортни инсталации неговата безполезност стана очевидна. И тогава беше решено да се използва за ядрена енергия. Реакторът AM, или по-скоро неговият турбогенератор с мощност 5000 kW, беше включен в електрическата мрежа на 27 юни 1954 г. и целият свят научи, че в СССР е пусната първата атомна електроцентрала в света, атомна електроцентрала.

Наред с каналните графитни реактори у нас, както и в САЩ, от средата на 50-те години на 20в. години се развива посока, основана на използването на енергийни реактори с вода под налягане (VVER). Тяхната характеристика е огромно тяло с диаметър 4,5 м и височина 11 м, предназначено за високо налягане - до 160 атм. Производството и транспортирането на такива обвивки до площадката на АЕЦ е изключително трудна задача. Американските фирми, които започнаха да разработват ядрена енергия на базата на PWR реактори, построиха фабрики на речните брегове за производство на реакторни съдове, построиха баржи за транспортирането им до мястото на строителство на атомна електроцентрала и кранове с товароподемност 1000 тона. Този обмислен подход позволи на Съединените щати не само да задоволят собствените си нужди, но и да завладеят външния пазар за производство на ядрена енергия през 70-те години. СССР не можа толкова широко и бързо да развие промишлената база за атомни електроцентрали с реактори ВВЕР. В началото само един Ижорски завод можеше да произвежда един реакторен корпус годишно. Пускането на Attommash се състоя едва в края на 70-те години.

Реакторът RBMK (реактор с висока мощност, канал), в който водата, охлаждаща горивните елементи, е в състояние на кипене, се появи като следващ етап в последователното развитие на каналните графитни реактори: индустриален графитен реактор, реактор на света първата атомна електроцентрала, реакторите на Белоярската АЕЦ. Ленинградската АЕЦ в РБМК показа своя нрав. Въпреки наличието на традиционна автоматична система за управление, операторът трябваше да се намесва в управлението на реактора все по-често, тъй като горивото изгаряше (до 200 пъти на смяна). Това се дължи на появата или засилването на положителна обратна връзка по време на работа на реактора, което води до развитие на нестабилност с период от 10 минути. За нормалната стабилна работа на всяко устройство с положителна обратна връзка е необходима надеждна система за автоматично управление. Въпреки това, винаги има опасност от инцидент поради повреда на такава система. Проблемът с нестабилността се сблъсква и в Канада, когато през 1971 г. те пускат канален реактор с тежка вода като модератор на неутрони и вряща лека вода като охладител. Канадските специалисти решиха да не изкушават съдбата и затвориха инсталацията. Сравнително бързо беше разработена нова автоматична система за управление, адаптирана към RBMK. Изпълнението му осигури приемлива стабилност на реактора. В СССР започва серийно строителство на атомни електроцентрали с реактори РБМК (такива не са използвани никъде по света).

Въпреки въвеждането на нова регулаторна система, ужасна заплаха остава. Реакторът РБМК се характеризира с две екстремни състояния: в едното от тях каналите на реактора са пълни с вряла вода, а в другото - с пара. Коефициентът на размножаване на неутрони, когато е напълнен с вряща вода, е по-голям, отколкото когато е напълнен с пара. При това условие възниква положителна обратна връзка, при която увеличаването на мощността предизвиква появата на допълнително количество пара в каналите, което от своя страна води до увеличаване на коефициента на размножаване на неутрони и следователно до по-нататъшно увеличаване на мощността. Това е известно отдавна, още от проектирането на RBMK. Въпреки това, едва след катастрофата в Чернобил, в резултат на внимателен анализ, стана ясно, че е възможно да се ускори реактор с помощта на незабавни неутрони. В 1 час и 23 минути. На 26 април 1986 г. избухва реакторът на 4-ти блок на атомната електроцентрала в Чернобил. Последиците от него са ужасни.

И така, необходимо ли е да се развива ядрена енергия? Производството на енергия в атомни електроцентрали и ACT (ядрени топлоцентрали) е най-екологичният начин за производство на енергия. Енергия от вятър, слънце, подземна топлина и др. не може веднага и бързо да замести ядрената енергия. Според прогнозата в САЩ в началото на 21в. Всички подобни методи за производство на енергия ще представляват не повече от 10% от енергията, генерирана в световен мащаб.

Възможно е да спасим планетата си от замърсяване с милиони тонове въглероден диоксид, азотен оксид и сяра, които постоянно се отделят от топлоелектрическите централи, работещи на въглища и мазут, и да спрем изгарянето на огромни количества кислород само с помощта на ядрена енергия. Но само ако е изпълнено едно условие: Чернобил да не се повтори. За целта е необходимо да се създаде абсолютно надежден енергиен реактор. Но в природата няма нищо абсолютно надеждно; всички процеси, които не противоречат на природните закони, се случват с по-голяма или по-малка вероятност. А противниците на ядрената енергетика твърдят нещо подобно: авария е малко вероятна, но няма гаранции, че няма да се случи днес или утре. Когато мислите за това, трябва да имате предвид следното. Първо, експлозията на реактора РБМК в състоянието, в което е работил преди аварията, в никакъв случай не е малко вероятно събитие. Второ, с този подход всички трябва да живеем в постоянен страх, че Земята ще се сблъска с голям астероид днес или утре; вероятността за такова събитие също не е нула. Изглежда, че реактор, за който вероятността от голяма авария е доста ниска, може да се счита за абсолютно безопасен.

СССР е натрупал дългогодишен опит в изграждането и експлоатацията на атомни електроцентрали с реактори ВВЕР (подобни на американските PWR), на базата на който може да се създаде по-безопасен енергиен реактор за сравнително кратко време. Така че в случай на авария, всички фрагменти от радиоактивно делене на уранови ядра трябва да останат в защитната обвивка

Поради наближаващата екологична катастрофа, развитите страни с голямо население няма да могат да се справят без ядрена енергия в обозримо бъдеще, дори и с известни запаси от конвенционални горива. Енергоспестяващият режим може само да отложи проблема за известно време, но не и да го реши. Освен това много експерти смятат, че в нашите условия няма да е възможно да се постигне дори временен ефект: ефективността на предприятията за доставка на енергия зависи от нивото на икономическо развитие. Дори на САЩ отне 20-25 години от датата на въвеждане на енергоемко производство в индустрията.

Принудителната пауза, възникнала в развитието на ядрената енергетика, трябва да се използва за разработване на доста безопасен енергиен реактор на базата на реактора ВВЕР, както и за разработване на алтернативни енергийни реактори, чиято безопасност трябва да бъде на същото ниво, както и икономическата ефективност е много по-висока. Препоръчително е да се изгради демонстрационна атомна електроцентрала с подземен реактор ВВЕР на най-удобното място, за да се тества нейната икономическа ефективност и безопасност.

Напоследък бяха предложени различни конструктивни решения за атомни електроцентрали. По-конкретно, компактната атомна електроцентрала е разработена от специалисти от Санктпетербургското морско инженерно бюро „Малахит”. Предлаганата станция е предназначена за Калининградска област, където проблемът с енергийните ресурси е доста остър. Разработчиците са предвидили използването на течен метален охладител (сплав от олово и бисмут) в атомната електроцентрала и изключват възможността за възникване на радиационно опасни аварии, включително при всякакви външни въздействия. Станцията е екологична и икономически ефективна. Предполага се, че цялото му основно оборудване е разположено дълбоко под земята - в тунел с диаметър 20 м, положен сред скали, което позволява да се сведе до минимум броят на надземните структури и площта на отчуждената земя. Конструкцията на проектираната АЕЦ е модулна, което също е много важно. Проектната мощност на Калининградската АЕЦ е 220 MW, но може да бъде намалена или увеличена няколко пъти, ако е необходимо, чрез промяна на броя на модулите.