1 centrale nucleare. Centrale nucleare di Obninsk. Centrali nucleari del mondo

La proposta di creare un reattore AM per la futura centrale nucleare fu presentata per la prima volta il 29 novembre 1949 in una riunione del direttore scientifico del progetto atomico I.V. Kurchatov, direttore dell'Istituto per i problemi fisici A.P. Aleksandrov, direttore di NIIKhimash N.A. Dollezhal e segretario scientifico dell'NTS dell'industria B.S. Pozdnjakov. La riunione raccomandava di inserire nel piano di ricerca del CCGT per il 1950 "un progetto di un reattore all'uranio arricchito di piccole dimensioni solo per scopi energetici con una capacità totale di rilascio di calore di 300 unità, una capacità effettiva di circa 50 unità" con grafite e un liquido di raffreddamento. Allo stesso tempo, sono state date istruzioni per eseguire urgentemente calcoli fisici e studi sperimentali su questo reattore.

Più tardi IV Kurchatov e A.P. Zavenyagin ha spiegato la scelta del reattore AM per la costruzione ad alta priorità dal fatto che, più che in altre unità, può utilizzare l'esperienza della pratica delle caldaie convenzionali: la relativa semplicità complessiva dell'unità facilita e riduce i costi di costruzione.

Durante questo periodo, le opzioni per l'uso dei reattori di potenza vengono discusse a vari livelli.

PROGETTO

Si è ritenuto opportuno iniziare con la creazione di un reattore per una centrale elettrica navale. Per giustificare la progettazione di questo reattore e per "confermare in linea di principio ... la possibilità pratica di convertire il calore delle reazioni nucleari degli impianti nucleari in energia meccanica ed elettrica", si decise di costruire ad Obninsk, nel territorio di Laboratorio "V", una centrale nucleare con tre installazioni di reattori, tra cui e la centrale AM, che divenne il reattore della Prima NPP).

Con il decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS del 16 maggio 1950, la ricerca e sviluppo in AM è stata affidata a LIPAN (Istituto I.V. Kurchatov), ​​NIIKhimmash, GSPI-11, VTI). Nel 1950 - inizio 1951. queste organizzazioni hanno eseguito calcoli preliminari (P.E. Nemirovskii, SM Feinberg, Yu.N. Zankov), studi di progettazione preliminare, ecc., quindi tutto il lavoro su questo reattore è stato, per decisione di I.V. Kurchatov, trasferito al Laboratorio "B". Nominato supervisore scientifico, capo progettista - N.A. Dollezhal.

Il progetto prevedeva i seguenti parametri del reattore: potenza termica 30 mila kW, potenza elettrica - 5 mila kW, tipo di reattore - reattore termico a neutroni con moderatore di grafite e raffreddamento con acqua naturale.

A questo punto, il paese aveva già esperienza nella creazione di reattori di questo tipo (reattori industriali per la produzione di materiale per bombe), ma differivano in modo significativo dalle centrali elettriche, che includono il reattore AM. Le difficoltà sono state associate alla necessità di ottenere elevate temperature del liquido di raffreddamento nel reattore AM, da cui è seguito che era necessario ricercare nuovi materiali e leghe in grado di resistere a queste temperature, sono resistenti alla corrosione, non assorbono neutroni in grandi quantità, ecc. Per gli iniziatori della costruzione di una centrale nucleare con un reattore AM questi problemi erano evidenti fin dall'inizio, la domanda era quanto presto e con quale successo avrebbero potuto essere superati.

CALCOLI E STAND

Quando il lavoro su AM è stato affidato al Laboratorio "B", il progetto è stato definito solo in termini generali. C'erano molti problemi fisici, tecnici e tecnologici da risolvere e il loro numero aumentò con l'avanzare dei lavori sul reattore.

In primo luogo, ciò riguardava i calcoli fisici del reattore, che dovevano essere eseguiti senza molti dei dati necessari a questo scopo. Nel Laboratorio "V" D.F. Zaretsky e i calcoli principali sono stati eseguiti dal gruppo di M.E. Minashina nel dipartimento di A.K. Krasin. ME. Minashin era particolarmente preoccupato per la mancanza di valori precisi per molte delle costanti. Era difficile organizzare la loro misurazione sul posto. Su sua iniziativa, alcuni di essi sono stati gradualmente reintegrati principalmente a causa delle misurazioni effettuate dal LIPAN e alcuni nel Laboratorio "B", ma in generale non era possibile garantire l'elevata precisione dei parametri calcolati. Pertanto, alla fine di febbraio - inizio marzo 1954, fu assemblato lo stand AMF - un montaggio critico del reattore AM, che confermò la qualità soddisfacente dei calcoli. E sebbene l'assemblea non potesse riprodurre tutte le condizioni di un vero reattore, i risultati hanno sostenuto la speranza di successo, anche se c'erano molti dubbi.

Il 3 marzo 1954 fu eseguita per la prima volta una reazione a catena della fissione dell'uranio su questo stand a Obninsk.

Ma, tenendo conto che i dati sperimentali sono stati costantemente affinati, la metodologia di calcolo è stata migliorata, fino al lancio del reattore, è proseguito lo studio del valore del carico di combustibile del reattore, il comportamento del reattore in modalità non standard, i parametri sono state calcolate le aste assorbenti, ecc.

CREAZIONE DI UN TVEL

Con un altro compito importante: la creazione di un elemento combustibile (elemento combustibile) - V.A. Malykh e il personale del dipartimento tecnologico del Laboratorio "V". Diverse organizzazioni collegate sono state coinvolte nello sviluppo dell'elemento combustibile, ma solo l'opzione proposta da V.A. Piccolo, ha mostrato prestazioni elevate. La ricerca progettuale fu completata alla fine del 1952 dallo sviluppo di un nuovo tipo di elemento combustibile (con una composizione in dispersione di granuli di uranio-molibdeno in una matrice di magnesio).

Questo tipo di elemento combustibile ha permesso di scartarli durante le prove pre-reattore (a questo scopo sono stati creati appositi banchi nel Laboratorio V), che è molto importante per garantire il funzionamento affidabile del reattore. La stabilità di un nuovo elemento combustibile in un flusso di neutroni è stata studiata al LIPAN presso il reattore MR. NIIKhimmash ha sviluppato i canali di lavoro del reattore.

Quindi, per la prima volta nel nostro paese, è stato forse risolto il problema più importante e più difficile dell'industria emergente dell'energia nucleare: la creazione di un elemento combustibile.

COSTRUZIONE

Nel 1951, contestualmente all'inizio dei lavori di ricerca sul reattore AM nel Laboratorio "B", iniziò la costruzione di un edificio di centrale nucleare sul suo territorio.

PI è stato nominato capo della costruzione. Zakharov, ingegnere capo della struttura -.

Come DI Blokhintsev, “l'edificio della centrale nucleare nelle sue parti più importanti aveva spesse mura di monolite in cemento armato per fornire protezione biologica dalle radiazioni nucleari. Nelle pareti sono state posate tubazioni, canaline per cavi, ventilazione, ecc. Risulta evidente che non erano possibili interventi di adeguamento, e pertanto, in sede di progettazione dell'edificio, sono state previste riserve, ove possibile, in previsione di variazioni. Per lo sviluppo di nuovi tipi di apparecchiature e per l'attuazione di lavori di ricerca, sono stati assegnati incarichi scientifici e tecnici per " terzi» - istituti, studi di progettazione e imprese. Spesso questi compiti stessi non potevano essere completati e venivano perfezionati e integrati con il progredire della progettazione. Le principali soluzioni ingegneristiche e progettuali... sono state sviluppate da un team di progettazione guidato da N.A. Dollezhal e il suo assistente più vicino P.I. Aleschenkov..."

Lo stile dei lavori per la costruzione della prima centrale nucleare è stato caratterizzato da rapidità decisionale, velocità di sviluppo, una certa profondità sviluppata di studi primari e modalità di affinamento delle soluzioni tecniche adottate, un'ampia copertura di aree alternative e assicurative . La prima centrale nucleare è stata costruita in tre anni.

INIZIO

All'inizio del 1954 iniziarono le prove e le prove di vari sistemi di stazioni.

Il 9 maggio 1954 iniziò nel Laboratorio "B" il caricamento del nocciolo del reattore della centrale nucleare con i canali del combustibile. Quando è stato introdotto il 61° canale del carburante, è stato raggiunto uno stato critico, alle 19:40. Nel reattore iniziò una reazione a catena autosufficiente di fissione dei nuclei di uranio. Il lancio fisico della centrale nucleare ha avuto luogo.

Ricordando il lancio, ha scritto: “Gradualmente, la potenza del reattore è aumentata e, infine, da qualche parte vicino all'edificio CHP, dove il vapore veniva fornito dal reattore, abbiamo visto un getto fuoriuscire dalla valvola con un forte sibilo. Una nuvola bianca di normale vapore, e inoltre, non ancora abbastanza calda per far girare la turbina, ci è sembrata un miracolo: in fondo, questo è il primo vapore prodotto dall'energia atomica. La sua apparizione è stata occasione di abbracci, congratulazioni "su un leggero vapore" e persino lacrime di gioia. Il nostro giubilo è stato condiviso da I.V. Kurchatov, che in quei giorni prese parte ai lavori. Dopo aver ricevuto vapore con una pressione di 12 atm. e alla temperatura di 260 °C divenne possibile studiare tutte le unità della centrale nucleare in condizioni prossime a quelle di progetto, e il 26 giugno 1954, in turno serale, alle ore 17:00. 45 min., si aprì la valvola per l'erogazione del vapore al turbogeneratore, che iniziò a generare elettricità da una caldaia nucleare. La prima centrale nucleare al mondo è stata sottoposta a carico industriale".

“In Unione Sovietica, gli sforzi di scienziati e ingegneri hanno portato a termine con successo la progettazione e la costruzione della prima centrale nucleare industriale con una capacità utile di 5.000 kilowatt. Il 27 giugno la centrale nucleare è stata messa in funzione e ha fornito elettricità all'industria e agricoltura Aree circostanti."

Già prima dell'avvio è stato preparato il primo programma di lavoro sperimentale presso il reattore AM, che fino alla chiusura dell'impianto è stato una delle principali basi del reattore, dove la ricerca sulla fisica dei neutroni, la ricerca sulla fisica dello stato solido, le prove di barre di combustibile, EGC, produzione di prodotti isotopici, ecc. Presso la centrale nucleare sono stati addestrati gli equipaggi dei primi sottomarini nucleari, il rompighiaccio nucleare "Lenin", il personale delle centrali nucleari sovietiche e straniere.

L'avvio della centrale nucleare per il giovane personale dell'istituto è stata la prima prova di disponibilità a risolvere problemi nuovi e più complessi. Nei primi mesi di lavoro sono state adeguate le singole unità e gli impianti, sono state studiate nel dettaglio le caratteristiche fisiche del reattore, il regime termico delle apparecchiature e dell'intera stazione, sono stati finalizzati e corretti vari dispositivi. Nell'ottobre 1954 la stazione fu portata alla sua capacità di progetto.

“Londra, 1 luglio (TASS). L'annuncio del lancio della prima centrale atomica industriale in URSS è ampiamente notato dalla stampa inglese, il corrispondente moscovita del The Daily Worker scrive che questo evento storico “ha un significato incommensurabilmente maggiore dello sgancio della prima bomba atomica sul Hiroshima.

Parigi, 1 luglio (TASS). Il corrispondente londinese dell'Agence France-Presse riferisce che l'annuncio della messa in servizio in URSS della prima centrale industriale al mondo funzionante ad energia atomica è stato accolto con grande interesse dai circoli londinesi di specialisti atomici. L'Inghilterra, continua il corrispondente, sta costruendo una centrale nucleare a Calderhall. Si ritiene che sarà in grado di entrare in servizio non prima di 2,5 anni ...

Shanghai, 1 luglio (TASS). In risposta alla messa in servizio di una centrale atomica sovietica, la radio di Tokyo trasmette: Anche gli Stati Uniti e la Gran Bretagna stanno pianificando la costruzione di centrali nucleari, ma hanno in programma di completarne la costruzione nel 1956-1957. Quella circostanza, quella Unione Sovietica davanti a Inghilterra e America nell'uso dell'energia atomica per scopi pacifici, indica che gli scienziati sovietici hanno ottenuto un grande successo nel campo dell'energia atomica. Uno dei massimi esperti giapponesi nel settore fisica Nucleare- Il professor Yoshio Fujioka, commentando la notizia del lancio di una centrale nucleare in URSS, ha affermato che questo è l'inizio di una "nuova era".

Abbiamo visitato la centrale nucleare di Obninsk, la prima centrale nucleare al mondo. Una centrale nucleare con un solo reattore AM-1 ("atomo pacifico") con una capacità di 5 MW ha dato corrente industriale il 27 giugno 1954 nel villaggio di Obninskoye, nella regione di Kaluga, vicino a Mosca, sul territorio del so- denominato “Laboratorio B” (oggi Stato centro scientifico Federazione Russa "Istituto di fisica ed energia intitolato all'accademico A.I. Leipunsky").

La stazione fu costruita in assoluta segretezza e improvvisamente, il 30 giugno 1954, non solo in tutto il paese, ma in tutto il mondo, risuonò un messaggio TASS, sconvolgendo l'immaginazione delle persone: "Nell'Unione Sovietica, gli sforzi degli scienziati e gli ingegneri hanno completato con successo la progettazione e la costruzione della prima centrale elettrica industriale ad energia atomica con una capacità utile di 5000 kilowatt. Il 27 giugno è entrata in funzione la centrale nucleare che ha fornito energia elettrica per l'industria e l'agricoltura nelle aree circostanti.

Il 9 maggio 1954, alle 19:07, il reattore della prima centrale nucleare fu avviato fisicamente alla presenza di I.V. Kurchatov e altri membri della commissione di avviamento: iniziò una reazione a catena. E solo nell'ottobre 1954 raggiunsero il 100% della capacità, la turbina forniva 5 mila kW. Questo periodo di tempo - dall'avvio fisico alla capacità di progettazione - è stato un periodo di addomesticamento della "bestia selvaggia". Il reattore doveva essere studiato, i suoi parametri di funzionamento confrontati con quelli calcolati, e portato gradualmente alla capacità di progetto.

La storia dell'energia atomica, iniziata a Obninsk, ha profonde radici nell'anteguerra e in tempo di guerra. La stazione è stata costruita in modo estremamente poco tempo. Sono passati poco più di tre anni dalla progettazione preliminare all'avviamento dell'impianto. Il lavoro dei creatori della prima centrale nucleare è stato molto apprezzato. Un folto gruppo di partecipanti a questo lavoro ha ricevuto ordini e medaglie. Nel 1956, DI Blokhintsev ricevette la Stella d'oro dell'eroe del lavoro socialista, AK Krasin ricevette l'Ordine di Lenin. Il Premio Lenin è stato assegnato nel 1957 a DI Blokhintsev. NA Dollezhal, AK Krasin e VA Malykh.

L'esperienza operativa della prima centrale nucleare, essenzialmente sperimentale, ha pienamente confermato le soluzioni ingegneristiche e tecniche proposte dagli specialisti del settore nucleare, che hanno permesso di avviare un programma su larga scala per la costruzione di nuove centrali nucleari in URSS.

Dall'inizio del funzionamento della prima centrale nucleare, il lavoro sperimentale è stato ampiamente sviluppato grazie alla costruzione di circuiti e canali sperimentali. I regimi di ebollizione dell'acqua sono stati studiati direttamente negli elementi tubolari di combustibile del reattore, è stato creato un circuito per studiare il trasferimento di calore durante l'ebollizione del refrigerante e il vapore è stato surriscaldato nel reattore stesso. L'analisi delle modalità operative con ebollizione a vapore e surriscaldamento ha fornito la base per la progettazione di grandi reattori di potenza per le centrali nucleari di Beloyarsk, Bilibino, Leningrado e molte altre.


Il tour è stato condotto dal più anziano impiegato della stazione. È qui dal giorno in cui è stato fondato.

La grande esperienza tecnica acquisita sulla base del funzionamento della prima centrale nucleare e l'ampio materiale sperimentale sono serviti come base per l'ulteriore sviluppo dell'energia nucleare. Così è stato concepito, e ciò è stato facilitato dalle caratteristiche progettuali del reattore nucleare di Obninsk. Hanno assicurato grandi possibilità sperimentali del reattore con buoni parametri fisico-neutronici.

Il design del reattore prevede quattro canali orizzontali per scopi di scienza dei materiali. Due sono usati per la produzione di isotopi radioattivi artificiali e due sono usati per studiare l'effetto dell'irradiazione di neutroni sulle proprietà di vari materiali.

Uno dei canali orizzontali condotti fuori dal nucleo del reattore è stato utilizzato per studiare le strutture atomico-cristalline e magnetiche dei solidi mediante diffrazione di neutroni. I risultati degli studi sulle strutture cristalline e magnetiche del cromo, eseguiti su un diffrattometro a neutroni, hanno ricevuto un riconoscimento generale e sono stati qualificati come una scoperta scientifica.

Pertanto, il reattore della prima centrale nucleare è diventato una delle principali basi di reattori di ricerca. Sulle sue strutture sperimentali di progettazione e sui 17 circuiti sperimentali appena creati, è stata organizzata la produzione di prodotti isotopici, sono state eseguite misurazioni fisiche dei neutroni nel campo della fisica dello stato solido, della scienza dei materiali dei reattori e altri. ricerca completa prima ultimo giorno funzionamento della stazione.

Messaggi sensazionali nei media mass media in tutto il mondo circa il lancio della prima centrale nucleare ha suscitato un interesse particolare per le grandi conquiste della scienza e della tecnologia in Unione Sovietica. Soprattutto questo interesse aumentò tra il mondo scientifico e i leader degli stati dopo la prima conferenza di Ginevra sugli usi pacifici dell'energia atomica nell'autunno del 1955. DI Blokhintsev ha presentato una relazione. Contrariamente alle regole stabilite, la conclusione del rapporto è stata accolta con una tempesta di applausi.


Telecomando.

Poco dopo l'avvio, la centrale nucleare è diventata disponibile al pubblico. La delegazione dell'Autorità britannica per l'energia atomica nel libro degli ospiti ha espresso la propria ammirazione per il lavoro del professor Blokhintsev e dei suoi colleghi. La delegazione della DDR ha lasciato una nota in cui afferma che è stato per lei un grande onore visitare la centrale nucleare. Il fisico tedesco Hertz ha scritto nel libro degli ospiti: "Ho già sentito e letto molto sulle centrali nucleari, ma quello che ho visto qui ha superato tutte le mie aspettative...".

Tra gli ospiti, tempo diverso in visita alla centrale nucleare di Obninsk c'erano scienziati eccezionali, personaggi politici e pubblici: D. Nehru e I. Gandhi, A. Sukarno, W. Ulbricht, Kim Il Sung, I. Broz Tito, F. Joliot-Curie, G. Seaborg, F. Perrin, Z.Eklund, G.K.Zhukov, Yu.A.Gagarin, membri del governo del nostro paese - G.M.Malenkov, L.M.Kaganovich, V.M.Molotov e molti altri.

Durante i primi 20 anni di attività, la prima centrale nucleare è stata visitata da circa 60mila persone.

Diffusione della console.


Il pulsante rosso AZ (Emergency Protection) è stato premuto una sola volta nel 2002. Ha spento il reattore.

Ogni cosa ha la sua durata di vita, gradualmente si consuma e diventa obsoleta moralmente e fisicamente. Per 48 anni di funzionamento senza problemi, la prima centrale nucleare ha esaurito le sue risorse, avendo servito 18 anni in più del previsto.

17h. 45 min. 26 giugno 1954 - il vapore viene fornito alla turbina.
27 giugno 1954 - il lancio della prima centrale nucleare, il messaggio del quotidiano Pravda.
11h 31min. 29 aprile 2002 - la stazione è ferma, la reazione a catena è interrotta.

Attualmente, la centrale nucleare di Obninsk è stata dismessa. Il suo reattore è stato spento il 29 aprile 2002, dopo quasi 48 anni di funzionamento riuscito. La stazione fu fermata solo per motivi economici, poiché mantenerla in condizioni di sicurezza ogni anno diventava sempre più costosa, la stazione era stata a lungo sovvenzionata dallo Stato, e il lavoro di ricerca svolto su di essa e la produzione di isotopi per le esigenze di La medicina russa copriva solo il 10% circa dei costi operativi. Allo stesso tempo, il Ministero dell'Energia Atomica russo inizialmente prevedeva di chiudere il reattore della centrale nucleare solo entro il 2005, dopo che la risorsa di 50 anni era stata esaurita.


Sala del reattore.


Reattore, parte delle piastre protettive rimosse.


Le barre di combustibile esaurite sono immerse qui.


Pannello di controllo per una gru che trasporta barre di combustibile esaurito. L'operatore guarda attraverso un vetro al quarzo di circa 50 cm di spessore.

Negli ultimi anni della centrale nucleare, è stata affettuosamente chiamata la "vecchia signora". È diventata davvero una madre e una nonna per le prossime generazioni di centrali nucleari, più potenti e perfette. Sotto la guida scientifica dell'IPPE, è stata realizzata la Prima NPP, quindi, con la sua partecipazione, sono state realizzate importanti e note strutture: la centrale nucleare trasportabile TES-3, i reattori veloci sperimentali dell'IPPE - BR-5, BR-10 e BOR-60 a Dimitrovgrad, trasportano centrali nucleari con un liquido di raffreddamento a metallo liquido per sottomarini nucleari, il primo reattore di potenza a neutroni veloci raffreddato al sodio al mondo BN-350, una centrale nucleare con un reattore a neutroni veloci BN-600 - la 3a unità della stazione di Beloyarskaya, la Bilibino ATES, operante nelle condizioni dell'estremo nord nella modalità carichi variabili in termini di calore ed elettricità, reattori-convertitori spaziali di tipo Topaz e Buk.


E questa è un'immagine che mostra abbastanza accuratamente come stavano andando i lavori alla stazione.

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Foto scattate da Moy e Dima

La prima centrale nucleare al mondo

Dopo aver testato la prima bomba atomica, Kurchatov e Dollezhal hanno discusso la possibilità di creare una centrale nucleare, concentrandosi sull'esperienza di progettazione e gestione di reattori industriali. Il 16 maggio 1949 fu emanato un corrispondente decreto governativo. Nonostante l'apparente semplicità del passaggio da un reattore nucleare all'altro, la questione si è rivelata estremamente complicata. I reattori industriali funzionavano a bassa pressione dell'acqua nei canali di lavoro, l'acqua raffreddava i blocchi di uranio e questo era sufficiente.

Lo schema di una centrale nucleare era notevolmente complicato proprio dal fatto che era necessario mantenere un'elevata pressione nei canali di lavoro per ottenere vapore dei parametri necessari per il funzionamento della turbina. materiali strutturali, che ha richiesto l'arricchimento dell'uranio con l'isotopo 235. Per non inquinare con la radioattività il vano turbina della centrale nucleare, è stato utilizzato uno schema a due circuiti, che ha ulteriormente complicato la centrale.

Il primo circuito radioattivo comprendeva i canali tecnologici del reattore, le pompe per la circolazione dell'acqua, la parte tubolare dei generatori di vapore e le tubazioni di collegamento del circuito primario. Il generatore di vapore è un recipiente progettato per una pressione significativa di acqua e vapore. Nella parte inferiore del recipiente sono posti fasci di tubi sottili attraverso i quali viene pompata acqua proveniente dal circuito primario con una pressione di circa 100 atmosfere e una temperatura di 300 gradi. Tra i fasci tubieri c'è l'acqua del secondo circuito, che, prelevando calore dai fasci tubieri, si riscalda e bolle. Il vapore risultante ad una pressione superiore a 12 atmosfere viene inviato alla turbina. Pertanto, l'acqua del circuito primario non si mescola con il fluido del circuito secondario nel generatore di vapore e rimane "pulita". Il vapore che si è prodotto nella turbina viene raffreddato nel condensatore della turbina e si trasforma in acqua, che viene nuovamente pompata al generatore di vapore da una pompa. Ciò mantiene la circolazione del liquido di raffreddamento nel circuito secondario.

I blocchi di uranio convenzionali non erano adatti per le centrali nucleari. È stato necessario progettare canali tecnologici speciali, costituiti da un sistema di tubi a parete sottile di piccolo diametro, sulle cui superfici esterne è stato posizionato il combustibile nucleare. Canali tecnologici lunghi diversi metri sono stati caricati nelle celle della pila di grafite del reattore da un carroponte della sala reattori e collegati alle tubazioni del circuito primario con parti rimovibili. C'erano molte altre differenze che complicavano la relativamente piccola centrale nucleare per la generazione di elettricità.

Quando furono determinate le caratteristiche principali del progetto NPP, fu riferito a Stalin. Ha molto apprezzato l'emergere dell'energia nucleare domestica, gli scienziati hanno ricevuto non solo l'approvazione, ma anche assistenza nell'attuazione di una nuova direzione.

Nel febbraio 1950, nella prima direzione principale, guidata da B. L., Vannikov e A. P. Zavenyagin, le proposte degli scienziati furono discusse in dettaglio e il 29 luglio dello stesso anno Stalin firmò il decreto del Consiglio dei ministri dell'URSS sullo sviluppo e la costruzione di una centrale nucleare nella città di Obninsk con un reattore, ha ricevuto il nome in codice "AM". Il reattore è stato progettato da N.A. Dollezhal con la sua squadra. Allo stesso tempo, la progettazione delle apparecchiature della stazione è stata eseguita da altre organizzazioni, nonché la costruzione della centrale nucleare.

Kurchatov ha nominato D. I. Blokhintsev suo vice per la gestione scientifica della centrale nucleare di Obninsk; N. A. Nikolaev è stato nominato il primo direttore della centrale nucleare.

Nel 1952 furono eseguiti lavori scientifici e di progettazione sul reattore AM e sulla centrale nucleare nel suo insieme. All'inizio dell'anno sono iniziati i lavori per la parte sotterranea della centrale nucleare, la costruzione di alloggi e strutture sociali e culturali, strade di accesso e una diga sul fiume Protva. Nel 1953, il volume principale di costruzione e lavori di installazione: sono stati realizzati l'edificio del reattore e l'edificio del turbogeneratore, sono state installate le strutture metalliche del reattore, i generatori di vapore, le tubazioni, le turbine e molto altro. Nel 1953 il cantiere ottenne lo status di più importante del Minsredmash (nel 1953 la PSU fu trasformata nel Ministero della costruzione di macchine medie). Kurchatov veniva spesso alla costruzione, ne costruivano un piccolo casa di legno in una foresta vicina, dove teneva incontri con i facility manager.

All'inizio del 1954 fu effettuata la posa in grafite del reattore. La tenuta del recipiente del reattore è stata testata in anticipo con un metodo sensibile all'elio. Il gas elio è stato fornito all'interno del corpo a bassa pressione e all'esterno tutti i giunti saldati sono stati "sentiti" con un rilevatore di perdite di elio, che rileva piccole perdite di elio. Durante i test dell'elio, sono state identificate soluzioni progettuali non riuscite e si è dovuto rifare qualcosa. Dopo aver riparato i giunti saldati e ricontrollato la tenuta, le superfici interne delle strutture metalliche vengono accuratamente spolverate e consegnate alla posa.

I lavori sulla muratura in grafite sono attesi sia dagli operai che dai dirigenti. Questa è una sorta di pietra miliare nel lungo percorso di installazione del reattore. La muratura appartiene alla categoria del lavoro pulito e richiede infatti una pulizia sterile. Anche la polvere che entra nel reattore ne degraderà la qualità. Fila dopo fila, vengono posati blocchi di grafite di lavoro, controllando gli spazi tra loro e altre dimensioni. Gli operai ormai sono irriconoscibili, sono tutti in tuta bianca e scarpe antinfortunistiche, berretti bianchi per non far cadere i capelli. Nella sala del reattore, la stessa pulizia sterile, niente di superfluo, la pulizia a umido è quasi continua. La muratura viene eseguita rapidamente, 24 ore su 24, e dopo aver terminato i lavori, vengono consegnati a controllori esigenti. Alla fine, i portelli nel reattore vengono chiusi e sigillati. Quindi si procede all'installazione di canali tecnologici e canali per il controllo e la protezione del reattore (canali CPS) Alla prima centrale nucleare hanno causato molti problemi. Il fatto è che i tubi dei canali avevano pareti molto sottili e funzionavano alta pressione e temperatura. Per la prima volta, l'industria ha imparato la produzione e la saldatura di tali tubi a pareti sottili, che causavano perdite d'acqua attraverso perdite di saldatura.I canali attuali hanno dovuto essere cambiati, anche la loro tecnologia di produzione, tutto ciò ha richiesto tempo. C'erano altre difficoltà, ma tutti gli ostacoli sono stati superati. Sono iniziati i lavori di avviamento.

Il 9 maggio 1954 il reattore raggiunse la criticità; fino al 26 giugno furono effettuati lavori di adeguamento a vari livelli di potenza in numerosi sistemi di centrali nucleari. Il 26 giugno, alla presenza di I. V. Kurchatov, è stato fornito vapore alla turbina ed è stato effettuato un ulteriore aumento di potenza. Il 27 giugno è avvenuto l'avvio ufficiale della prima centrale nucleare di Obninsk al mondo con la fornitura di energia elettrica al sistema Mosenergo.

La centrale nucleare aveva una potenza di uscita di 5.000 kilowatt. Nel reattore sono stati installati 128 canali tecnologici e 23 canali CPS. Un carico è stato sufficiente per far funzionare la centrale nucleare a pieno regime per 80-100 giorni. La centrale nucleare di Obninsk ha attirato l'attenzione di persone da tutto il mondo. L'hanno visitata numerose delegazioni provenienti da quasi tutti i paesi. Volevano vedere il miracolo russo con i propri occhi. Non c'è bisogno di carbone, petrolio o gas combustibile, qui il calore del reattore, nascosto dietro un'affidabile protezione di cemento e ghisa, mette in moto un turbogeneratore e genera elettricità, che allora era sufficiente per il fabbisogno di un città con una popolazione di 30-40 mila persone, con un consumo di combustibile nucleare è di circa 2 tonnellate all'anno.

Gli anni passeranno e sulla terra dentro paesi diversi appariranno centinaia di centrali nucleari di enorme potenza, ma tutte, come il Volga da una sorgente, hanno origine sul suolo russo non lontano da Mosca, nella città di Obninsk, famosa in tutto il mondo, dove per la prima volta un atomo risvegliato ha spinto le pale della turbina e diede corrente elettrica sotto il glorioso motto russo: "Che l'atomo sia un lavoratore, non un soldato!"

Nel 1959, Georgy Nikolaevich Ushakov, che sostituì Nikolaev come direttore della centrale nucleare di Obninsk, pubblicò un libro: "La prima centrale nucleare". Un'intera generazione di scienziati nucleari ha studiato in questo libro.

La centrale nucleare di Obninsk, anche durante la costruzione e l'avvio, si è trasformata in una meravigliosa scuola per la formazione del personale di costruzione e installazione, scienziati e personale operativo. La centrale nucleare ha svolto questo ruolo per molti decenni durante operazioni commerciali e numerosi lavori sperimentali su di essa. La scuola di Obninsk è stata frequentata da noti specialisti dell'energia nucleare come: G. Shasharin, A. Grigoryants, Yu. Evdokimov, M. Kolmanovsky, B. Semenov, V. Konochkin, P. Palibin, A. Krasin e molti altri .

Nel 1953, in una delle riunioni, il ministro del Ministero delle macchine medie dell'URSS V. A. Malyshev pose a Kurchatov, Aleksandrov e altri scienziati la questione dello sviluppo di un reattore nucleare per un potente rompighiaccio, di cui il paese aveva bisogno per estendere in modo significativo la navigazione in i nostri mari del nord, e poi farlo tutto l'anno. A quel tempo, un'attenzione particolare era rivolta all'estremo nord come il più importante centro economico e culturale regione strategica. Sono passati 6 anni e il primo rompighiaccio al mondo a propulsione nucleare "Lenin" ha intrapreso il suo viaggio inaugurale. Questo rompighiaccio ha servito 30 anni nelle dure condizioni dell'Artico.

Contemporaneamente al rompighiaccio, veniva costruito un sottomarino nucleare (NPS) La decisione del governo sulla sua costruzione fu firmata nel 1952 e nell'agosto 1957 la barca fu varata. Questo primo sottomarino nucleare sovietico fu chiamato "Leninsky Komsomol". Ha fatto un viaggio sotto il ghiaccio al Polo Nord ed è tornata sana e salva alla base.

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Una centrale nucleare o in breve NPP è un complesso di strutture tecniche progettate per generare energia elettrica utilizzando l'energia rilasciata durante una reazione nucleare controllata.

Nella seconda metà degli anni '40, prima che i lavori per la creazione della prima bomba atomica, testata il 29 agosto 1949, fossero completati, gli scienziati sovietici iniziarono a sviluppare i primi progetti per l'uso pacifico dell'energia atomica. La direzione principale dei progetti è stata l'industria dell'energia elettrica.

Nel maggio 1950, nell'area del villaggio di Obninskoye, nella regione di Kaluga, iniziò la costruzione della prima centrale nucleare del mondo.

Per la prima volta, l'elettricità è stata ricevuta utilizzando un reattore nucleare il 20 dicembre 1951 nello stato dell'Idaho negli Stati Uniti.

Per testare il funzionamento, il generatore è stato collegato a quattro lampade a incandescenza, ma non mi aspettavo che le lampade si accendessero.

Da quel momento in poi, l'umanità iniziò a utilizzare l'energia di un reattore nucleare per generare elettricità.

Le prime centrali nucleari

La costruzione della prima centrale nucleare al mondo con una capacità di 5 MW fu completata nel 1954 e il 27 giugno 1954 fu avviata, così iniziò a funzionare.


Nel 1958 fu messo in funzione il primo stadio della centrale nucleare siberiana con una capacità di 100 MW.

Anche la costruzione della centrale nucleare industriale di Beloyarsk iniziò nel 1958. Il 26 aprile 1964 il generatore del 1° stadio diede corrente ai consumatori.

Nel settembre 1964, l'unità 1 della centrale nucleare di Novovoronezh è stata messa in funzione con una capacità di 210 MW. La seconda unità con una capacità di 350 MW è stata varata nel dicembre 1969.

Nel 1973 fu lanciata la centrale nucleare di Leningrado.

In altri paesi, la prima centrale nucleare industriale è stata messa in funzione nel 1956 a Calder Hall (Gran Bretagna) con una capacità di 46 MW.

Nel 1957 fu messa in funzione a Shippingport (USA) una centrale nucleare da 60 MW.

I leader mondiali nella produzione di energia nucleare sono:

  1. USA (788,6 miliardi di kWh/anno),
  2. Francia (426,8 miliardi di kWh/anno),
  3. Giappone (273,8 miliardi di kWh/anno),
  4. Germania (158,4 miliardi di kWh/anno),
  5. Russia (154,7 miliardi di kWh/anno).

Classificazione delle centrali nucleari

Le centrali nucleari possono essere classificate in diversi modi:

Per tipo di reattore

  • Reattori termici a neutroni che utilizzano moderatori speciali per aumentare la probabilità di assorbimento dei neutroni da parte dei nuclei degli atomi di combustibile
  • reattori ad acqua leggera
  • reattori ad acqua pesante
  • Reattori a neutroni veloci
  • Reattori subcritici che utilizzano sorgenti di neutroni esterne
  • Reattori a fusione

Per tipo di energia rilasciata

  1. Centrali nucleari(NPP) progettato per generare solo elettricità
  2. Centrali nucleari combinate di calore ed energia (NPP) che producono elettricità e calore

Nelle centrali nucleari situate sul territorio della Russia ci sono centrali di riscaldamento, sono necessarie per riscaldare l'acqua della rete.

Tipi di combustibili utilizzati nelle centrali nucleari

Nelle centrali nucleari possono essere utilizzate diverse sostanze, grazie alle quali è possibile generare elettricità nucleare, combustibile moderno Le centrali nucleari sono uranio, torio e plutonio.

Il combustibile al torio non è attualmente utilizzato nelle centrali nucleari, per una serie di motivi.

In primo luogo, è più difficile convertirlo in elementi di combustibile, elementi di combustibile abbreviati.

Le barre di combustibile sono tubi di metallo che vengono posti all'interno di un reattore nucleare. Dentro

Gli elementi combustibili sono sostanze radioattive. Questi tubi sono impianti di stoccaggio per il combustibile nucleare.

In secondo luogo Tuttavia, l'uso del combustibile al torio comporta il suo trattamento complesso e costoso dopo l'uso nelle centrali nucleari.

Anche il combustibile plutonico non viene utilizzato nell'industria nucleare, poiché questa sostanza ha una composizione chimica molto complessa, il sistema di utilizzo completo e sicuro non è stato ancora sviluppato.

combustibile all'uranio

La principale sostanza che genera energia nelle centrali nucleari è l'uranio. Oggi, l'uranio viene estratto in diversi modi:

  • miniere a cielo aperto
  • chiuso nelle miniere
  • lisciviazione sotterranea, mediante perforazione mineraria.

La lisciviazione sotterranea, mediante perforazione mineraria, avviene ponendo una soluzione di acido solforico in pozzi sotterranei, la soluzione viene saturata con uranio e ripompata.

Le maggiori riserve di uranio del mondo si trovano in Australia, Kazakistan, Russia e Canada.

I giacimenti più ricchi si trovano in Canada, Zaire, Francia e Repubblica Ceca. In questi paesi, da una tonnellata di minerale si ottengono fino a 22 chilogrammi di materie prime di uranio.

In Russia, da una tonnellata di minerale si ottiene poco più di un chilogrammo e mezzo di uranio. I siti minerari di uranio non sono radioattivi.

Nella sua forma pura, questa sostanza non è molto pericolosa per l'uomo; un pericolo molto maggiore è il gas incolore radioattivo radon, che si forma durante il decadimento naturale dell'uranio.

Preparazione dell'uranio

Sotto forma di minerale, l'uranio non viene utilizzato nelle centrali nucleari, il minerale non reagisce. Per utilizzare l'uranio nelle centrali nucleari, le materie prime vengono trasformate in polvere - ossido di uranio e successivamente diventa combustibile di uranio.

La polvere di uranio si trasforma in "compresse" di metallo: viene pressata in piccoli coni puliti che vengono cotti per un giorno a temperature superiori a 1500 gradi Celsius.

Sono questi pellet di uranio che entrano nei reattori nucleari, dove iniziano a interagire tra loro e, alla fine, danno elettricità alle persone.

Circa 10 milioni di pellet di uranio lavorano contemporaneamente in un reattore nucleare.

Prima di posizionare i pellet di uranio nel reattore, vengono inseriti in tubi di metallo fatti di leghe di zirconio - barre di combustibile, i tubi sono interconnessi in fasci e formano gruppi di combustibile - assiemi di combustibile.

Sono gli assiemi di combustibile che sono chiamati combustibile per centrali nucleari.

Com'è la lavorazione del combustibile nucleare

Dopo un anno di utilizzo dell'uranio nei reattori nucleari, deve essere sostituito.

Le celle a combustibile vengono raffreddate per diversi anni e inviate per il taglio e la dissoluzione.

Come risultato dell'estrazione chimica, l'uranio e il plutonio vengono separati, che vengono riutilizzati e utilizzati per produrre combustibile nucleare fresco.

I prodotti di decadimento dell'uranio e del plutonio vengono inviati alla produzione di sorgenti di radiazioni ionizzanti, vengono utilizzati in medicina e nell'industria.

Tutto ciò che rimane dopo queste manipolazioni viene inviato al forno per il riscaldamento, il vetro viene prodotto da questa massa, tale vetro viene conservato in speciali magazzini.

Il vetro non è fatto dai resti per un uso di massa, il vetro è usato per immagazzinare sostanze radioattive.

È difficile isolare i resti di elementi radioattivi dal vetro, che possono danneggiare l'ambiente. Recentemente è emerso un nuovo modo di smaltire i rifiuti radioattivi.

Reattori nucleari veloci o reattori a neutroni veloci che operano su residui di combustibile nucleare ritrattati.

Secondo gli scienziati, i resti di combustibile nucleare, che ora sono immagazzinati negli impianti di stoccaggio, sono in grado di fornire combustibile per reattori a neutroni veloci per 200 anni.

Inoltre, i nuovi reattori veloci possono funzionare con combustibile di uranio, che è composto da 238 di uranio, questa sostanza non è utilizzata nelle centrali nucleari convenzionali, perché. è più facile per le centrali nucleari di oggi elaborare 235 e 233 uranio, di cui non è rimasto molto in natura.

Pertanto, i nuovi reattori sono un'opportunità per utilizzare enormi giacimenti di uranio 238, che non sono stati utilizzati prima.

Il principio di funzionamento delle centrali nucleari

Il principio di funzionamento di una centrale nucleare su un reattore ad acqua pressurizzata a doppio circuito (VVER).

L'energia rilasciata nel nocciolo del reattore viene trasferita al refrigerante primario.

All'uscita delle turbine, il vapore entra nel condensatore, dove viene raffreddato da una grande quantità di acqua proveniente dal serbatoio.


Il compensatore di pressione è una struttura piuttosto complessa e ingombrante, che serve a compensare le fluttuazioni di pressione nel circuito durante il funzionamento del reattore, che si verificano a causa dell'espansione termica del liquido di raffreddamento. La pressione nel 1° circuito può raggiungere fino a 160 atmosfere (VVER-1000).

Oltre all'acqua, il sodio fuso o il gas possono essere utilizzati anche come refrigerante in vari reattori.

L'uso del sodio consente di semplificare la progettazione del guscio del nocciolo del reattore (a differenza del circuito dell'acqua, la pressione nel circuito del sodio non supera la pressione atmosferica), per eliminare il compensatore di pressione, ma crea le proprie difficoltà associate a la maggiore attività chimica di questo metallo.

Il numero totale di circuiti può variare per i diversi reattori, lo schema in figura è per i reattori di tipo VVER (Public Water Power Reactor).

I reattori di tipo RBMK (High Power Channel Type Reactor) utilizzano un circuito dell'acqua e i reattori BN (Fast Neutron Reactor) utilizzano due circuiti al sodio e uno all'acqua.

Se non è possibile utilizzare una grande quantità di acqua per condensare il vapore, invece di utilizzare un serbatoio, l'acqua può essere raffreddata in apposite torri di raffreddamento (torri di raffreddamento), che, per le loro dimensioni, sono solitamente la parte più visibile di una centrale nucleare.

Dispositivo reattore nucleare

Un reattore nucleare utilizza il processo di fissione nucleare, in cui un nucleo pesante si rompe in due frammenti più piccoli.

Questi frammenti sono in uno stato altamente eccitato ed emettono neutroni, altre particelle subatomiche e fotoni.

I neutroni possono causare nuove fissioni, a seguito delle quali vengono emessi più neutroni e così via.

Una tale serie continua e autosufficiente di scissioni è chiamata reazione a catena.

In questo caso viene rilasciata una grande quantità di energia, la cui produzione è lo scopo dell'utilizzo delle centrali nucleari.

Il principio di funzionamento di un reattore nucleare e di una centrale nucleare è tale che circa l'85% dell'energia di fissione viene rilasciata entro un brevissimo periodo di tempo dall'inizio della reazione.

Il resto è prodotto dal decadimento radioattivo dei prodotti di fissione dopo che hanno emesso neutroni.

Il decadimento radioattivo è il processo mediante il quale un atomo raggiunge uno stato più stabile. Continua anche dopo il completamento della divisione.

Gli elementi principali di un reattore nucleare

  • Combustibile nucleare: uranio arricchito, isotopi di uranio e plutonio. Il più comunemente usato è l'uranio 235;
  • Liquido di raffreddamento per la produzione di energia che si genera durante il funzionamento del reattore: acqua, sodio liquido, ecc.;
  • barre di controllo;
  • moderatore di neutroni;
  • Guaina per radioprotezione.

Il principio di funzionamento di un reattore nucleare

Il nocciolo del reattore contiene elementi di combustibile (TVEL) - combustibile nucleare.

Sono assemblati in cassette, che includono diverse dozzine di barre di carburante. Il liquido di raffreddamento scorre attraverso i canali attraverso ciascuna cassetta.

Le barre di combustibile regolano la potenza del reattore. Una reazione nucleare è possibile solo a una certa massa (critica) della barra di combustibile.

La massa di ciascuna asta separatamente è inferiore a quella critica. La reazione inizia quando tutte le aste sono nella zona attiva. Immergendo e rimuovendo le barre di combustibile, la reazione può essere controllata.

Quindi, quando la massa critica viene superata, gli elementi combustibili radioattivi emettono neutroni che entrano in collisione con gli atomi.

Di conseguenza, si forma un isotopo instabile, che decade immediatamente, rilasciando energia sotto forma di radiazione gamma e calore.

Le particelle, scontrandosi, si trasmettono energia cinetica e il numero di decadimenti aumenta esponenzialmente.

Questa è la reazione a catena: il principio di funzionamento di un reattore nucleare. Senza controllo, si verifica alla velocità della luce, che porta a un'esplosione. Ma in un reattore nucleare il processo è sotto controllo.

Quindi, nella zona attiva, energia termica, che viene trasferita all'acqua che lava questa zona (il primo circuito).

Qui la temperatura dell'acqua è di 250-300 gradi. Inoltre, l'acqua cede calore al secondo circuito, quindi alle pale delle turbine che generano energia.

La conversione dell'energia nucleare in energia elettrica può essere rappresentata schematicamente:

  • Energia interna del nucleo di uranio
  • Energia cinetica di frammenti di nuclei decaduti e neutroni rilasciati
  • Energia interna dell'acqua e del vapore
  • Energia cinetica di acqua e vapore
  • Energia cinetica dei rotori di turbine e generatori
  • Energia elettrica

Il nucleo del reattore è costituito da centinaia di cassette, unite da un guscio di metallo. Questo guscio svolge anche il ruolo di riflettore di neutroni.

Tra le cassette sono inserite barre di controllo per la regolazione della velocità di reazione e barre per la protezione di emergenza del reattore.

Centrale nucleare

I primi progetti di tali stazioni sono stati sviluppati negli anni '70 del XX secolo, ma a causa degli sconvolgimenti economici avvenuti alla fine degli anni '80 e della forte opposizione pubblica, nessuno di essi è stato completamente attuato.

L'eccezione è la centrale nucleare di Bilibino di piccola capacità, che fornisce calore ed elettricità al villaggio di Bilibino nell'Artico (10mila abitanti) e alle imprese minerarie locali, nonché ai reattori di difesa (sono impegnati nella produzione di plutonio):

  • Centrale nucleare siberiana che fornisce calore a Seversk e Tomsk.
  • Reattore ADE-2 presso l'impianto minerario e chimico di Krasnoyarsk, che dal 1964 fornisce calore ed elettricità alla città di Zheleznogorsk.

Al momento della crisi è stata avviata la costruzione di diverse centrali nucleari basate su reattori simili al VVER-1000:

  • Voronezh AST
  • Gorkij AST
  • Ivanovskaya AST (solo pianificato)

La costruzione di questi AST è stata interrotta nella seconda metà degli anni '80 o all'inizio degli anni '90.

Nel 2006, la società Rosenergoatom prevedeva di costruire una centrale nucleare galleggiante per Arkhangelsk, Pevek e altre città polari basata sull'impianto del reattore KLT-40 utilizzato sui rompighiaccio nucleari.

C'è un progetto per la costruzione di un AST non presidiato basato sul reattore Elena e un reattore mobile (su rotaia) Angstrem

Svantaggi e vantaggi delle centrali nucleari

Ogni progetto di ingegneria ha i suoi pro e contro.

Aspetti positivi delle centrali nucleari:

  • Nessuna emissione nociva;
  • Le emissioni di sostanze radioattive sono molte volte inferiori rispetto al carbone el. centrali di analoga capacità (le centrali termoelettriche a carbone di cenere contengono una percentuale di uranio e torio sufficiente per la loro proficua estrazione);
  • Una piccola quantità di combustibile utilizzato e la possibilità del suo riutilizzo dopo la lavorazione;
  • Alta potenza: 1000-1600 MW per unità;
  • Basso costo dell'energia, in particolare del calore.

Aspetti negativi delle centrali nucleari:

  • Il carburante irradiato è pericoloso e richiede misure di ritrattamento e stoccaggio complesse e costose;
  • Il funzionamento a potenza variabile non è desiderabile per i reattori a neutroni termici;
  • Le conseguenze di un possibile incidente sono estremamente gravi, sebbene la sua probabilità sia piuttosto bassa;
  • Ingenti investimenti di capitale, sia specifici, per 1 MW di capacità installata per unità con capacità inferiore a 700-800 MW, sia generali, necessari per la realizzazione della stazione, delle sue infrastrutture, nonché in caso di eventuale liquidazione.

Sviluppi scientifici nel campo dell'energia nucleare

Certo, ci sono carenze e preoccupazioni, ma allo stesso tempo l'energia nucleare sembra essere la più promettente.

Modi alternativi per ottenere energia, dovuti all'energia delle maree, del vento, del Sole, delle fonti geotermiche, ecc., hanno attualmente un basso livello di energia ricevuta e una bassa concentrazione.

I tipi necessari di produzione di energia presentano rischi individuali per l'ecologia e il turismo, ad esempio la produzione di celle fotovoltaiche, che inquina l'ambiente, il pericolo dei parchi eolici per gli uccelli, i cambiamenti nella dinamica delle onde.

Gli scienziati stanno sviluppando progetti internazionali per reattori nucleari di nuova generazione, come GT-MGR, che miglioreranno la sicurezza e aumenteranno l'efficienza delle centrali nucleari.

La Russia ha avviato la costruzione della prima centrale nucleare galleggiante al mondo, che consente di risolvere il problema della carenza di energia nelle remote aree costiere del Paese.

Gli Stati Uniti e il Giappone stanno sviluppando mini centrali nucleari con una capacità di circa 10-20 MW allo scopo di fornire calore ed energia a singole industrie, complessi residenziali e, in futuro, singole case.

La riduzione della capacità dell'impianto implica un aumento della scala di produzione. I reattori di piccole dimensioni vengono creati utilizzando tecnologie sicure che riducono notevolmente la possibilità di fuoriuscita di materiale nucleare.

Produzione di idrogeno

Il governo degli Stati Uniti ha adottato la Atomic Hydrogen Initiative. Insieme alla Corea del Sud, si sta lavorando per creare reattori nucleari una nuova generazione in grado di produrre grandi quantità di idrogeno.

INEEL (Idaho National Engineering Environmental Laboratory) prevede che una centrale nucleare di prossima generazione produrrà idrogeno equivalente a 750.000 litri di benzina al giorno.

La ricerca è finanziata per produrre idrogeno nelle centrali nucleari esistenti.

Energia termonucleare

Ancora più interessante, sebbene una prospettiva relativamente lontana, è l'uso dell'energia da fusione nucleare.

I reattori termonucleari, secondo i calcoli, consumeranno meno carburante per unità di energia e sia questo carburante stesso (deuterio, litio, elio-3) che i loro prodotti di sintesi non sono radioattivi e, quindi, sicuri per l'ambiente.

Attualmente, con la partecipazione della Russia, nel sud della Francia, è in corso la costruzione del reattore termonucleare sperimentale internazionale ITER.

Cos'è l'efficienza

Coefficiente di prestazione (COP) - una caratteristica dell'efficienza di un sistema o dispositivo in relazione alla conversione o al trasferimento di energia.

È determinato dal rapporto tra l'energia utile utilizzata e la quantità totale di energia ricevuta dal sistema. L'efficienza è una quantità adimensionale e spesso viene misurata in percentuale.

Efficienza delle centrali nucleari

La massima efficienza (92-95%) è il vantaggio delle centrali idroelettriche. Generano il 14% dell'elettricità mondiale.

Tuttavia, questo tipo di stazione è la più impegnativa sul luogo di costruzione e, come ha dimostrato la pratica, è molto sensibile al rispetto delle regole di funzionamento.

L'esempio degli eventi presso l'HPP Sayano-Shushenskaya ha mostrato quali tragiche conseguenze può portare l'abbandono delle regole operative nel tentativo di ridurre i costi operativi.

Le centrali nucleari hanno un'elevata efficienza (80%). La loro quota nella produzione mondiale di elettricità è del 22%.

Ma le centrali nucleari richiedono una maggiore attenzione al problema della sicurezza, sia in fase di progettazione, sia durante la costruzione, sia durante il funzionamento.

La minima deviazione dalle rigide norme di sicurezza per le centrali nucleari è irta di conseguenze fatali per tutta l'umanità.

Oltre al pericolo immediato in caso di incidente, l'uso delle centrali nucleari è accompagnato da problemi di sicurezza legati allo smaltimento o allo smaltimento del combustibile nucleare esaurito.

L'efficienza delle centrali termoelettriche non supera il 34%, generano fino al sessanta per cento dell'elettricità mondiale.

Oltre all'elettricità, le centrali termiche producono energia termica, che sotto forma di vapore o acqua calda può essere trasmessa ai consumatori su una distanza di 20-25 chilometri. Tali stazioni sono chiamate CHP (Heat Electro Central).

TPP e CHPP non sono costosi da costruire, ma se non vengono prese misure speciali, hanno un impatto negativo sull'ambiente.

L'impatto negativo sull'ambiente dipende dal combustibile utilizzato nelle unità termiche.

I prodotti della combustione del carbone e dei prodotti petroliferi pesanti sono i più dannosi, il gas naturale è meno aggressivo.

Le centrali termoelettriche sono le principali fonti di elettricità in Russia, negli Stati Uniti e nella maggior parte dei paesi europei.

Tuttavia, ci sono delle eccezioni, ad esempio, in Norvegia l'elettricità è generata principalmente da centrali idroelettriche e in Francia il 70% dell'elettricità è generata da centrali nucleari.

La prima centrale elettrica al mondo

La prima centrale elettrica centrale, la Pearl Street, fu commissionata il 4 settembre 1882 a New York City.

La stazione è stata costruita con il supporto della Edison Illuminating Company, guidata da Thomas Edison.

Su di esso sono stati installati diversi generatori Edison con una potenza complessiva di oltre 500 kW.

La stazione ha fornito energia elettrica all'intera area di New York con un'area di circa 2,5 chilometri quadrati.

La stazione fu rasa al suolo nel 1890 e sopravvive solo una dinamo, ora al Greenfield Village Museum, nel Michigan.

Il 30 settembre 1882 entrò in funzione la prima centrale idroelettrica, la Vulcan Street, nel Wisconsin. L'autore del progetto è stato G.D. Rogers, CEO di Appleton Paper & Pulp.

Nella stazione è stato installato un generatore con una potenza di circa 12,5 kW. C'era abbastanza elettricità per la casa di Rogers e due delle sue cartiere.

Centrale elettrica di Gloucester Road. Brighton è stata una delle prime città del Regno Unito ad avere elettricità continua.

Nel 1882, Robert Hammond fondò la Hammond Electric Light Company e il 27 febbraio 1882 aprì la Gloucester Road Power Station.

La stazione consisteva in una dinamo a spazzola che veniva utilizzata per alimentare sedici lampade ad arco.

Nel 1885, la centrale elettrica di Gloucester fu acquistata dalla Brighton Electric Light Company. Successivamente in quest'area fu costruita una nuova stazione, composta da tre dinamo a spazzole con 40 lampade.

Centrale elettrica del Palazzo d'Inverno

Nel 1886 fu costruita una centrale elettrica in uno dei cortili del Nuovo Hermitage.

La centrale è stata la più grande di tutta Europa, non solo al momento della costruzione, ma anche nei successivi 15 anni.


In precedenza, le candele venivano utilizzate per illuminare il Palazzo d'Inverno, dal 1861 iniziarono a utilizzare lampade a gas. Poiché le lampade elettriche avevano un vantaggio maggiore, furono iniziati gli sviluppi sull'introduzione dell'illuminazione elettrica.

Prima che l'edificio fosse completamente convertito all'elettricità, l'illuminazione con lampade veniva utilizzata per illuminare le sale del palazzo durante il periodo natalizio e vacanze di capodanno 1885.

Il 9 novembre 1885 il progetto per la costruzione di una "fabbrica di elettricità" fu approvato dall'imperatore Alessandro III. Il progetto prevedeva l'elettrificazione del Palazzo d'Inverno, degli edifici dell'Eremo, del cortile e dell'area circostante per tre anni fino al 1888.

C'era la necessità di escludere la possibilità di vibrazioni dell'edificio dal funzionamento dei motori a vapore, il posizionamento della centrale era previsto in un padiglione separato in vetro e metallo. Era collocato nel secondo cortile dell'Eremo, da allora chiamato "Elettrico".

Com'era la stazione?

L'edificio della stazione occupava un'area di 630 m², era costituito da una sala macchine con 6 caldaie, 4 motori a vapore e 2 locomobili e una sala con 36 dinamo elettriche. La potenza totale ha raggiunto 445 CV.

La prima parte delle stanze anteriori è stata illuminata:

  • Anticamera
  • Sala Petrovsky
  • Sala del Gran Feldmaresciallo
  • Sala dell'Armeria
  • Sala di San Giorgio
Sono state proposte tre modalità di illuminazione:
  • accensione completa (festiva) cinque volte l'anno (4888 lampade a incandescenza e 10 candele Yablochkov);
  • funzionante - 230 lampade a incandescenza;
  • dovere (notte) - 304 lampade a incandescenza.
    La stazione consumava circa 30.000 pood (520 tonnellate) di carbone all'anno.

Grandi centrali termiche, centrali nucleari e centrali idroelettriche in Russia

Le più grandi centrali elettriche in Russia per distretti federali:

Centrale:

  • Kostroma GRES, che funziona a olio combustibile;
  • la stazione di Ryazan, il cui combustibile principale è il carbone;
  • Konakovskaya, che può funzionare a gas e olio combustibile;

uralico:

  • Surgutskaya 1 e Surgutskaya 2. Stazioni che sono una delle più grandi centrali elettriche della Federazione Russa. Entrambi funzionano a gas naturale;
  • Reftinskaya, che opera a carbone ed è una delle più grandi centrali elettriche degli Urali;
  • Troitskaya, anch'essa a carbone;
  • Iriklinskaya, la principale fonte di carburante per la quale è l'olio combustibile;

Privolžskij:

  • Zainskaya GRES, operante a olio combustibile;

Distretto Federale Siberiano:

  • Nazarovskaya GRES, che consuma olio combustibile come combustibile;

Meridionale:

  • Stavropol, che può operare anche con combustibili combinati sotto forma di gas e olio combustibile;

nord-ovest:

  • Kirishskaya sull'olio combustibile.

L'elenco delle centrali elettriche russe che generano energia utilizzando l'acqua si trovano sul territorio della cascata Angara-Yenisei:

Yenisei:

  • Sayano-Shushenskaya
  • HPP di Krasnojarsk;

Angara:

  • Irkutsk
  • Fraterno
  • Ust-Ilimskaya.

Centrali nucleari in Russia

Centrale di Balakovo

Situato vicino alla città di Balakovo, nella regione di Saratov, sulla riva sinistra del bacino idrico di Saratov. Si compone di quattro unità VVER-1000 commissionate nel 1985, 1987, 1988 e 1993.

Beloyarsk centrale

Situata nella città di Zarechny, nella regione di Sverdlovsk, la seconda centrale nucleare industriale del Paese (dopo quella siberiana).

Nella stazione sono state costruite quattro unità di potenza: due con reattori a neutroni termici e due con un reattore a neutroni veloci.

Allo stato attuale, le unità di potenza in esercizio sono la 3a e la 4a unità di potenza con reattori BN-600 e BN-800 con una potenza elettrica rispettivamente di 600 MW e 880 MW.

BN-600 è stato messo in funzione nell'aprile 1980, la prima unità di potenza su scala industriale al mondo con un reattore a neutroni veloci.

BN-800 è stato messo in funzione commerciale nel novembre 2016. È anche la più grande unità di potenza del mondo con un reattore a neutroni veloci.

Centrale del Bilibino

Situato vicino alla città di Bilibino, Chukotka Autonomous Okrug. Si compone di quattro unità EGP-6 con una capacità di 12 MW ciascuna, messe in funzione nel 1974 (due unità), 1975 e 1976.

Genera energia elettrica e termica.

Centrale nucleare di Kalinin

Si trova nel nord della regione di Tver, sulla sponda meridionale del lago Udomlya e vicino alla città omonima.

Si compone di quattro unità di potenza, con reattori del tipo VVER-1000, con una capacità elettrica di 1000 MW, che sono state messe in funzione nel 1984, 1986, 2004 e 2011.

Il 4 giugno 2006 è stato firmato un accordo per la costruzione della quarta unità di potenza, che è entrata in funzione nel 2011.

Centrale nucleare di cola

Si trova vicino alla città di Polyarnye Zori, nella regione di Murmansk, sulle rive del lago Imandra.

Si compone di quattro unità VVER-440 commissionate nel 1973, 1974, 1981 e 1984.
La potenza della stazione è di 1760 MW.

Centrale nucleare di Kursk

Una delle quattro centrali nucleari più grandi della Russia, con la stessa capacità di 4000 MW.

Situato vicino alla città di Kurchatov, nella regione di Kursk, sulle rive del fiume Seim.

Si compone di quattro unità RBMK-1000 commissionate nel 1976, 1979, 1983 e 1985.

La potenza della stazione è di 4000 MW.

Centrale nucleare di Leningrado

Una delle quattro centrali nucleari più grandi della Russia, con la stessa capacità di 4000 MW.

Si trova vicino alla città di Sosnovy Bor nella regione di Leningrado, sulla costa del Golfo di Finlandia.

Si compone di quattro unità RBMK-1000 commissionate nel 1973, 1975, 1979 e 1981.

La potenza della stazione è di 4 GW. Nel 2007 la produzione è stata di 24.635 miliardi di kWh.

Centrale nucleare di Novovoronezh

Situato nella regione di Voronezh vicino alla città di Voronezh, sulla riva sinistra del fiume Don. Composto da due unità VVER.

85% fornito dalla regione di Voronezh energia elettrica, il 50% fornisce calore alla città di Novovoronezh.

Potenza della stazione (esclusa) - 1440 MW.

Centrale di Rostov

Situato nella regione di Rostov vicino alla città di Volgodonsk. La capacità elettrica della prima unità di potenza è di 1000 MW, nel 2010 la seconda unità di potenza della stazione è stata collegata alla rete.

Nel 2001-2010, la stazione è stata chiamata Volgodonsk NPP, con il lancio della seconda unità di potenza della NPP, la stazione è stata ufficialmente ribattezzata Rostov NPP.

Nel 2008 la centrale nucleare ha prodotto 8,12 miliardi di kWh di elettricità. Il fattore di utilizzo della capacità installata (KIUM) è stato del 92,45%. Dal suo lancio (2001) ha generato oltre 60 miliardi di kWh di elettricità.

Centrale nucleare di Smolensk

Situato vicino alla città di Desnogorsk, nella regione di Smolensk. La stazione è composta da tre unità di potenza, con reattori del tipo RBMK-1000, che sono state messe in funzione nel 1982, 1985 e 1990.

Ciascuna unità di potenza comprende: un reattore con una potenza termica di 3200 MW e due turbogeneratori con una potenza elettrica di 500 MW ciascuno.

Centrali nucleari statunitensi

La centrale nucleare di Shippingport con una capacità nominale di 60 MW è stata aperta nel 1958 nello stato della Pennsylvania. Dopo il 1965, ci fu un'intensa costruzione di centrali nucleari in tutti gli Stati Uniti.

La maggior parte delle centrali nucleari americane fu costruita nei successivi 15 anni dopo il 1965, prima del primo grave incidente in una centrale nucleare del pianeta.

Se l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl viene ricordato come il primo incidente, allora non è così.

L'incidente è stato causato da violazioni nel sistema di raffreddamento del reattore e numerosi errori del personale operativo. Di conseguenza, il combustibile nucleare si è sciolto. Ci sono voluti circa un miliardo di dollari per eliminare le conseguenze dell'incidente, il processo di liquidazione è durato 14 anni.


Dopo l'incidente, il governo degli Stati Uniti d'America ha adeguato le condizioni di sicurezza per il funzionamento di tutte le centrali nucleari dello stato.

Ciò, di conseguenza, ha comportato la prosecuzione del periodo di costruzione e un aumento significativo del prezzo degli impianti "atomo pacifico". Tali cambiamenti hanno rallentato lo sviluppo dell'industria generale negli Stati Uniti.

Alla fine del XX secolo negli Stati Uniti c'erano 104 reattori in funzione. Oggi, gli Stati Uniti sono al primo posto sulla terra in termini di numero di reattori nucleari.

Dall'inizio del 21° secolo, quattro reattori sono stati chiusi in America nel 2013 ed è iniziata la costruzione di altri quattro.

Infatti, ci sono attualmente 100 reattori in funzione negli Stati Uniti in 62 centrali nucleari, che producono il 20% di tutta l'energia nello stato.

L'ultimo reattore costruito negli Stati Uniti è stato commissionato nel 1996 a Watts Bar.

Le autorità statunitensi nel 2001 hanno adottato una nuova guida sulla politica energetica. Include un vettore per lo sviluppo dell'energia nucleare, attraverso lo sviluppo di nuovi tipi di reattori, con un rapporto di efficienza più adeguato, nuove opzioni per il trattamento del combustibile nucleare esaurito.

I piani fino al 2020 includevano la costruzione di diverse dozzine di nuovi reattori nucleari con una capacità totale di 50.000 MW. Inoltre, per ottenere un aumento della capacità delle centrali nucleari esistenti di circa 10.000 MW.

Gli Stati Uniti sono il leader per numero di centrali nucleari nel mondo

Grazie all'attuazione di questo programma, in America nel 2013, è iniziata la costruzione di quattro nuovi reattori, due dei quali presso la centrale nucleare di Vogtl e gli altri due presso VC Summer.

Questi quattro reattori sono l'ultimo modello: AP-1000, prodotto da Westinghouse.

Centrale nucleare di Obninsk - sede della prima centrale nucleare al mondo: Russia, regione di Kaluga, città di Obninsk – mappa del mondo delle centrali nucleari ,

Stato: Centrali centrali chiuse , Centrali centrali chiuse in Russia

La centrale nucleare di Obninsk è la prima centrale nucleare al mondo

Il 27 giugno 1954 ebbe luogo l'evento più importante nella storia delle centrali nucleari: la prima centrale nucleare del mondo diede corrente e tutto accadde nella città dell'URSS - Obninsk.

Ricordiamo la storia di come è stata creata la centrale nucleare di Obninsk. Nell'autunno del 1949, l'URSS testò con successo la prima bomba nucleare sovietica. Quasi immediatamente, gli scienziati sono giunti alla conclusione che un'enorme quantità di energia atomica può essere diretta in una direzione pacifica. Il 16 maggio 1950, un decreto del Consiglio dei Ministri determinò la costruzione di un reattore sperimentale con una potenza minima attualmente di 5 MW.

La prima centrale nucleare al mondo utilizzava un reattore ad acqua pressurizzata con moderatore al berillio con raffreddamento al piombo-bismuto, combustibile uranio-berillio e uno spettro di neutroni intermedio. Tutto il lavoro è stato svolto sotto la guida di I.V. Kurchatov, da cui in seguito prese il nome la città degli scienziati nucleari, Kurchatov. Il reattore stesso è stato progettato da N.A. Dollezhal e il suo gruppo.

27 giugno 1954 la prima centrale nucleare al mondo con un reattore AM-1 Il (atomo pacifico) con una potenza di 5 MW ha dato la prima corrente e ha reso l'atomo veramente pacifico. La prima centrale nucleare del pianeta è apparsa nove anni dopo i bombardamenti di Hiroshima e Nagasaki. La prima centrale nucleare al mondo e l'URSS a Obninsk hanno funzionato per 48 anni. Il 29 aprile 2002 il reattore della prima centrale nucleare del mondo è stato chiuso per motivi economici. Sulla base del lavoro della centrale nucleare di Obninsk, è stata lanciata la prima centrale nucleare dell'URSS di livello industriale - Centrale nucleare di Beloyarsk , con una capacità iniziale di 300 MW. Per coloro che desiderano visitare il museo della centrale nucleare di Obninsk, un home hotel offre i suoi servizi. Oggi la centrale nucleare di Obninsk è uno dei più importanti luoghi di pellegrinaggio per i “turisti atomici”.

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