Kärnenergins ekonomiska betydelse. Kärnenergi - För- och nackdelar. Kärnenergins ekonomi

Kärnkraft se Kärnkraft. I utländsk litteratur används mer exakta termer "kärnenergi" och "kärnkraftverk". Begreppen ”kärnenergi” och ”kärnkraftverk” har slagit rot i vårt land. Atomtermer... ... Kärnenergitermer

KÄRNENERGI- en energigren där källan till användbar energi som erhålls (elektrisk, termisk) är kärnenergi, omvandlad till användbar energi genom kärnkraft. installationer: kärnkraftverk (NPP), kärnkraftverk (CHPP) … … Fysisk uppslagsverk

kärnenergi- En energigren relaterad till användningen av kärnenergi för att producera värme och el. [GOST 19431 84] kärnenergi (kärnenergi) är en energigren som använder kärnenergi för elektrifiering och... ... Teknisk översättarguide

Kärnenergi- en energigren som sysslar med omvandling av kärnenergi till andra energislag för praktisk tillämpning. Grunden för kärnenergi är kärnkraftverk. Synonymer: Kärnenergi Se även: Energy Financial... ... Finansiell ordbok

KÄRNENERGI- (kärnenergi) energisektorn som använder kärnenergi för elektrifiering och uppvärmning; ett vetenskaps- och teknikområde som utvecklar metoder och medel för att omvandla kärnenergi till elektrisk och termisk energi. Grunden för kärnkraft ... ... Stor encyklopedisk ordbok

kärnenergi- En gren av den nationella ekonomin som använder energin från en kärnkedjereaktion som en energikälla; en speciell form av energi som använder kärnreaktioner för att snurra generatorer och producera elektricitet. Syn.: kärnenergi; kärnenergi … Ordbok för geografi

KÄRNENERGI- Industri (se), använder (se (20)) för elektrifiering och fjärrvärme; ett vetenskaps- och teknikområde som utvecklar metoder och medel för att omvandla kärnenergi till elektrisk och termisk energi. Grund Ja. kärnkraftverk … Big Polytechnic Encyclopedia

Kärnenergi- 5. Kärnenergi Den energigren som är förknippad med användningen av kärnenergi för att producera värme och elektricitet Källa: GOST 19431 84: Energi och elektrifiering. Termer och definitioner originaldokument... Ordboksuppslagsbok med termer för normativ och teknisk dokumentation

kärnenergi- en av grenarna av bränsle- och energikomplexet som använder kärnenergi för att producera värme och elektricitet; ett vetenskaps- och teknikområde som studerar sätt och medel för att omvandla kärnenergi till andra energiformer. Grunden... Encyclopedia of technology

kärnenergi- (kärnenergi), en energigren som använder kärnenergi för elektrifiering och uppvärmning; ett vetenskaps- och teknikområde som utvecklar metoder och medel för att omvandla kärnenergi till elektrisk och termisk energi. Grunden för kärnkraft... ... encyklopedisk ordbok

Böcker

, G.A. Pappa Kategori: Matematik Utgivare: YOYO Media, Tillverkare: Yoyo Media, Köp för 2591 UAH (endast Ukraina)
Grunder i teori och metoder för beräkning av kärnkraftsreaktorer, Bat G.A. , Kärnenergi. Grunder i teori och metoder för beräkning av kärnkraftsreaktorer. Utgivningsår: 1982 Författare: G. A. Bat, G. G. Bartolomei, V. D. Baibakov, M. S. Alkhutov. Återges i… Kategori: Matematik och naturvetenskap Serie: Förlag:

Det tjugonde århundradet präglades av utvecklingen av en ny typ av energi som fanns i atomernas kärnor och blev kärnfysikens århundrade. Denna energi är många gånger större än den bränsleenergi som använts av mänskligheten under hela dess historia.

Redan i mitten av 1939 hade forskare runt om i världen viktiga teoretiska och experimentella upptäckter inom kärnfysikområdet, vilket gjorde det möjligt att lägga fram ett omfattande forskningsprogram i denna riktning. Det visade sig att uranatomen kan delas i två delar. Detta frigör en enorm mängd energi. Dessutom frigör fissionsprocessen neutroner, som i sin tur kan splittra andra uranatomer och orsaka en kärnkedjereaktion. Kärnklyvningsreaktionen av uran är mycket effektiv och överstiger vida de mest våldsamma kemiska reaktionerna. Låt oss jämföra en atom av uran och en molekyl av ett sprängämne - trinitrotoluen (TNT). En TNT-molekyls sönderfall frigör 10 elektronvolt energi, och sönderfallet av en urankärna frigör 200 miljoner elektronvolt, dvs 20 miljoner gånger mer.

Dessa upptäckter skapade en sensation i den vetenskapliga världen: i mänsklighetens historia fanns det ingen vetenskaplig händelse som var viktigare för dess konsekvenser än atomens penetration i världen och behärskning av dess energi. Forskare förstod att dess huvudsakliga syfte var att producera el och använda den i andra fredliga områden. Med driftsättningen av världens första industriella kärnkraftverk med en kapacitet på 5 MW i Sovjetunionen 1954 i Obninsk började kärnenergins era. Källan till elproduktion var klyvningen av urankärnor.

Driftserfarenheterna från de första kärnkraftverken visade verkligheten och tillförlitligheten av kärnenergiteknik för industriell elproduktion. Utvecklade industriländer har börjat designa och bygga kärnkraftverk med reaktorer av olika slag. År 1964 ökade den totala kapaciteten för kärnkraftverk i världen till 5 miljoner kW.

Sedan dess har den snabba utvecklingen av kärnenergi börjat, som, som ger ett allt mer betydande bidrag till den totala elproduktionen i världen, har blivit ett nytt lovande energialternativ. En boom i beställningar för byggandet av kärnkraftverk började i USA och senare i Västeuropa, Japan och Sovjetunionen. Tillväxttakten för kärnenergi har nått cirka 30 % per år. Redan 1986 var 365 kraftenheter med en total installerad effekt på 253 miljoner kW i drift vid kärnkraftverk i världen. På nästan 20 år har kärnkraftverkens effekt ökat 50 gånger. Byggandet av kärnkraftverk utfördes i 30 länder (fig. 1.1).

Vid den tiden hade forskningen från Club of Rome, en auktoritativ gemenskap av världsberömda vetenskapsmän, blivit allmänt känd. Slutsatserna från författarna till studierna kokade ner till oundvikligheten av en ganska nära utarmning av naturreserver av organiska energiresurser, inklusive olja, nyckeln till den globala ekonomin, och deras kraftiga prishöjning inom en snar framtid. Med detta i åtanke kunde kärnkraften inte ha kommit vid en bättre tidpunkt. Potentiella kärnbränslereserver (2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th) på lång sikt löste det avgörande problemet med bränsleförsörjning under olika scenarier för utveckling av kärnenergi.

Förutsättningarna för utvecklingen av kärnenergi var extremt gynnsamma, och de ekonomiska indikatorerna för kärnkraftverk inspirerade också till optimism.

Kärnenergin gjorde det möjligt att minska förbrukningen av fossila bränslen och kraftigt minska utsläppen av föroreningar till miljön från värmekraftverk.

Utvecklingen av kärnenergi baserades på den etablerade energisektorn i det militärindustriella komplexet - ganska välutvecklade industriella reaktorer och reaktorer för ubåtar som använder kärnbränslecykeln (NFC) som redan skapats för dessa ändamål, förvärvat kunskap och betydande erfarenhet. Kärnenergi, som hade ett enormt statligt stöd, passade framgångsrikt in i det befintliga energisystemet, med hänsyn tagen till de regler och krav som är inneboende i detta system.

Problemet med energisäkerhet, som förvärrades på 70-talet av 1900-talet. I samband med energikrisen orsakad av en kraftig ökning av oljepriserna, tvingade utbudets beroende av den politiska situationen många länder att ompröva sina energiprogram. Utvecklingen av kärnenergi, genom att minska förbrukningen av fossila bränslen, minskar energiberoendet för länder som inte har eller har begränsat sitt eget bränsle och energi

resurser från deras import och stärker energisäkerheten i dessa länder.

I processen med snabb utveckling av kärnenergi, av de två huvudtyperna av kärnkraftsreaktorer - termiska och snabba neutroner - har termiska neutronreaktorer blivit de mest utbredda i världen.

Typerna och designen av reaktorer med olika moderatorer och kylmedel som utvecklats av olika länder har blivit grunden för nationell kärnenergi. Sålunda, i USA, blev tryckvattenreaktorer och kokvattenreaktorer de viktigaste, i Kanada - tungvattenreaktorer som använder naturligt uran, i fd Sovjetunionen - tryckvattenreaktorer (VVER) och uranografit kokvattenreaktorer (RBMK), enheten reaktorernas effekt ökade. Således installerades RBMK-1000-reaktorn med en elektrisk effekt på 1000 MW vid Leningrads kärnkraftverk 1973. Effekten av stora kärnkraftverk, till exempel Zaporozhye Nuclear Power Plant (Ukraina), nådde 6000 MW.

Med tanke på att kärnkraftverksenheter arbetar med nästan konstant effekt, täckning

Three Mile Island Nuclear Power Plant (USA)

den grundläggande delen av det dagliga lastschemat för integrerade energisystem, parallellt med kärnkraftverk byggdes mycket manövrerbara pumpkraftverk runt om i världen för att täcka den variabla delen av schemat och stänga nattgapet i lastschemat.

Den höga utvecklingstakten för kärnenergi motsvarade inte säkerhetsnivån. Baserat på erfarenheterna av att driva kärnkraftsanläggningar, ökad vetenskaplig och teknisk förståelse för processerna och möjliga konsekvenser, fanns det ett behov av att revidera de tekniska kraven, vilket orsakade en ökning av kapitalinvesteringar och driftskostnader.

Ett allvarligt slag mot kärnkraftsutvecklingen drabbades av en allvarlig olycka vid kärnkraftverket Three Mile Island i USA 1979, liksom vid ett antal andra anläggningar, vilket ledde till en radikal översyn av säkerhetskraven, skärpningar av befintliga bestämmelser och en översyn av kärnkraftverksutvecklingsprogram runt om i världen orsakade enorma moraliska och materiella skador på kärnenergiindustrin. I USA, som var ledande inom kärnenergi, upphörde beställningarna för byggande av kärnkraftverk 1979, och deras konstruktion i andra länder minskade också.

Den allvarliga olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl i Ukraina 1986 kvalificerade sig på den internationella skalan av kärnkraftsincidenter som en olycka av högsta sjunde nivå och orsakade en miljökatastrof över ett stort territorium, förlust av människoliv, fördrivning av hundratusentals människor människor, undergrävde världssamfundets förtroende för kärnenergi.

"Tragedin i Tjernobyl är en varning. Och inte bara inom kärnenergi”, sa akademikern V.A. Legasov, medlem av regeringskommissionen, förste vice akademiker A.P. Alexandrov, som ledde Institute of Atomic Energy uppkallat efter I.V. Kurchatova.

I många länder avbröts program för utveckling av kärnenergi, och i ett antal länder övergavs tidigare planerade planer för dess utveckling helt.

Trots detta producerade kärnkraftverk i 37 länder år 2000 16 % av den globala elproduktionen.

Oöverträffade ansträngningar som gjorts för att säkerställa säkerheten vid drift av kärnkraftverk gjorde det möjligt i början av 2000-talet. återställa allmänhetens förtroende för kärnenergi. Det är dags för en "renässans" i dess utveckling.

Förutom hög ekonomisk effektivitet och konkurrenskraft, tillgång på bränsleresurser, tillförlitlighet och säkerhet är en av de viktiga faktorerna att kärnenergi är en av de mest miljövänliga elkällorna, även om problemet med slutförvaring av använt bränsle kvarstår.

Behovet av reproduktion (uppfödning) av kärnbränsle har blivit uppenbart, d.v.s. konstruktion av snabba neutronreaktorer (uppfödare), införande av bearbetning av det resulterande bränslet. Utvecklingen av detta område hade allvarliga ekonomiska incitament och framtidsutsikter och genomfördes i många länder.

I Sovjetunionen började det första experimentella arbetet med industriell användning av snabba neutronreaktorer

1949, och från mitten av 1950-talet påbörjades driftsättningen av en serie experimentreaktorer BR-1, BR-5, BOR-60 (1969), 1973 ett dubbelfunktionellt kärnkraftverk med en reaktoreffekt på 350 MW för elproduktion och avsaltning av havsvatten 1980 lanserades industrireaktorn BN-600 med en kapacitet på 600 MW.

Ett omfattande utvecklingsprogram inom detta område genomfördes i USA. Åren 1966–1972 Försöksreaktorn Enrico Fermi l byggdes och 1980 togs världens största forskningsreaktor, FFTF med en kapacitet på 400 MW, i drift. I Tyskland började den första reaktorn fungera 1974, men högeffektsreaktorn SNR-2, som byggdes, togs aldrig i drift. I Frankrike lanserades Phenix-reaktorn med en kapacitet på 250 MW 1973 och 1986 lanserades Superphenix-reaktorn med en kapacitet på 1242 MW. Japan tog i drift den experimentella Joyo-reaktorn 1977 och 280 MW Monju-reaktorn 1994.

I samband med den miljökris som världssamfundet gick in i 2000-talet med kan kärnkraften ge ett betydande bidrag till att säkerställa tillförlitlig kraftförsörjning och minska utsläppen av växthusgaser och föroreningar till miljön.

Kärnenergin uppfyller bäst de internationellt accepterade principerna för hållbar utveckling, vars ett av de viktigaste kraven är tillgången på tillräckliga bränsle- och energiresurser med stabil förbrukning på lång sikt.

I enlighet med prognoser baserade på beräkningar och modellering av samhälls- och världsekonomins utveckling under 2000-talet kommer elkraftindustrins dominerande roll att bestå. Till 2030 kommer den globala elproduktionen, enligt Internationella energiorganets (IEA) prognos, att mer än fördubblas och överstiga 30 biljoner. kWh, och enligt prognoser från Internationella atomenergiorganet (IAEA), i samband med kärnenergins "renässans" kommer dess andel att öka till 25 % av den globala elproduktionen, och över 100 nya reaktorer kommer att byggas i världen under de kommande 15 åren, och kraftkraftverken för kärnkraft kommer att öka från 370 miljoner kW 2006 till 679 miljoner kW 2030.

För närvarande utvecklar länder med en hög andel av den totala elvolymen aktivt kärnenergi, inklusive USA, Japan, Sydkorea och Finland. Frankrike, genom att omorientera landets elkraftindustri till kärnkraft och fortsätta att utveckla den, löste energiproblemet framgångsrikt under många decennier. Kärnkraftverkens andel av elproduktionen i detta land når 80 %. Utvecklingsländer med en fortfarande obetydlig andel kärnkraftsproduktion bygger kärnkraftverk i hög takt. Således tillkännagav Indien sin avsikt på lång sikt att bygga ett kärnkraftverk med en kapacitet på 40 miljoner kW, och Kina - mer än 100 miljoner kW.

Av de 29 kärnkraftverksenheter som byggdes 2006 var 15 belägna i Asien. Turkiet, Egypten, Jordanien, Chile, Thailand, Vietnam, Azerbajdzjan, Polen, Georgien, Vitryssland och andra länder planerar att ta kärnkraftverk i drift för första gången.

Ytterligare utveckling av kärnenergi planeras av Ryssland, som planerar att bygga ett kärnkraftverk med en kapacitet på 40 miljoner kW till 2030. I Ukraina, i enlighet med Ukrainas energistrategi för perioden fram till 2030, är det planerat att öka kärnkraftverkens produktion till 219 miljarder kWh, bibehålla den på nivån 50 % av den totala produktionen, och öka kärnkraftverkens kapacitet med nästan 2 gånger, vilket ger den till 29,5 miljoner kW, med en installerad kapacitetsutnyttjandefaktor (IUR) på 85 %, inklusive genom driftsättning av nya enheter med en kapacitet på 1–1,5 miljoner kW och förlängning av livslängden för befintlig kärnkraft anläggningsenheter (i Ukraina uppgick kapaciteten hos kärnkraftverken 2006 till 13,8 miljoner kW med en produktion av 90,2 miljarder kWh el, eller cirka 48,7 % av den totala produktionen).

Arbete som pågår i många länder för att ytterligare förbättra termiska och snabba neutronreaktorer kommer att ytterligare förbättra deras tillförlitlighet, ekonomiska effektivitet och miljösäkerhet. I detta avseende blir internationellt samarbete viktigt. Således, med genomförandet i framtiden av det internationella projektet GT MSR (gasturbin modulär solkyld reaktor), som kännetecknas av en hög nivå av säkerhet och konkurrenskraft, minimering av radioaktivt avfall, kan effektiviteten öka. upp till 50%.

Den utbredda användningen i framtiden av en tvåkomponentstruktur av kärnenergi, inklusive kärnkraftverk med termiska neutronreaktorer och snabba neutronreaktorer som reproducerar kärnbränsle, kommer att öka effektiviteten i användningen av naturligt uran och minska nivån av ackumulering av radioaktivt avfall.

Det bör noteras den viktigaste rollen i utvecklingen av kärnenergi i kärnbränslecykeln (NFC), som faktiskt är dess systembildande faktor. Detta orsakas av följande omständigheter:

Kärnbränslecykeln måste förses med alla nödvändiga strukturella, tekniska och designmässiga lösningar för säker och effektiv drift.
Kärnbränslecykeln är en förutsättning för kärnenergins sociala acceptans och ekonomiska effektivitet och dess utbredda användning;
utvecklingen av kärnbränslecykeln kommer att leda till behovet av att kombinera uppgifterna att säkerställa den erforderliga säkerhetsnivån för kärnkraftverk som genererar elektricitet och minimera riskerna förknippade med produktion av kärnbränsle, inklusive uranbrytning, transport, upparbetning av använt kärnbränsle (SNF) och bortskaffande av radioaktivt avfall (ett enhetligt system med säkerhetskrav) ;
en kraftig ökning av produktionen och användningen av uran (det inledande skedet av kärnbränslecykeln) leder till en ökning av risken för att naturliga långlivade radionuklider kommer in i miljön, vilket kräver ökad effektivitet i bränsleanvändningen, minskar mängden avfall och stänga bränslecykeln.

Den ekonomiska effektiviteten hos ett kärnkraftverk beror direkt på bränslecykeln, inklusive att minska tiden för bränslepåfyllning och öka prestandaegenskaperna hos bränslepatroner (FA). Därför är det viktigt att vidareutveckla och förbättra kärnbränslecykeln med en hög utnyttjandegrad av kärnbränsle och skapandet av en sluten bränslecykel med lågt avfall.

Ukrainas energistrategi sörjer för utvecklingen av den nationella bränslecykeln. Således bör uranproduktionen öka från 0,8 tusen ton till 6,4 tusen ton år 2030, inhemsk produktion av zirkonium, zirkoniumlegeringar och komponenter för bränslepatroner kommer att utvecklas ytterligare, och i framtiden skapas en sluten bränslecykel, såväl som deltagande. i internationellt samarbete för produktion av kärnbränsle. Ukrainas företagsdeltagande planeras i skapandet av anläggningar för produktion av bränsleelement för VVER-reaktorer och i skapandet av det internationella centret för urananrikning i Ryssland, och Ukrainas inträde i den internationella kärnbränslebanken som föreslagits av USA.

Försörjningen av bränsle till kärnenergi är av yttersta vikt för utsikterna för dess utveckling. Den nuvarande efterfrågan på naturligt uran i världen är cirka 60 tusen ton, med totala reserver på cirka 16 miljoner ton.

På 2000-talet Kärnenergins roll kommer att öka kraftigt för att säkerställa den ökande produktionen av el i världen med hjälp av mer avancerad teknik. Ännu har kärnkraften ingen seriös konkurrent på lång sikt. För att förverkliga sin utveckling i stor skala måste den, som redan nämnts, ha följande egenskaper: hög effektivitet, tillgång på resurser, energiredundans, säkerhet, acceptabel miljöpåverkan. De tre första kraven kan uppfyllas med en tvåkomponentsstruktur av kärnkraft, bestående av termiska och snabba reaktorer. Med en sådan struktur är det möjligt att avsevärt öka effektiviteten av att använda naturligt uran, minska dess produktion och begränsa nivån av radoninträde i biosfären. Sätt att uppnå den nödvändiga säkerhetsnivån och minska kapitalkostnaderna för båda typerna av reaktorer är redan kända för att genomföra dem. När samhället inser behovet av ytterligare utveckling av kärnenergi kommer tekniken för en tvåkomponentsstruktur faktiskt att vara förberedd, även om mycket fortfarande återstår att göra när det gäller att optimera kärnkraftverk och strukturen i industrin, inklusive bränsle kretsloppsföretag.

Nivån på miljöpåverkan bestäms främst av mängden radionuklider i bränslecykeln (uran, plutonium) och i lagringsanläggningar (Np, Am, Cm, fissionsprodukter).

Risken från exponering för kortlivade isotoper, till exempel 1 1 I och 9 0 Sr, l 7 Cs, kan reduceras till en acceptabel nivå genom att öka säkerheten för kärnkraftverk, lagringsanläggningar och bränslecykelföretag. Acceptansen av en sådan risk kan bevisas i praktiken. Men det är svårt att bevisa och omöjligt att påvisa tillförlitligheten av bortskaffande av långlivade aktinider och fissionsprodukter under miljontals år.

Utan tvekan kan vi inte överge sökandet efter sätt att på ett tillförlitligt sätt omhänderta radioaktivt avfall, men det är nödvändigt att utveckla möjligheten att använda aktinider för att generera energi, d.v.s. stänga bränslecykeln inte bara för uran och plutonium, utan också för aktinider (Np, Am, Cm, etc.). Transmutation av farliga långlivade fissionsprodukter i ett system av termiska neutronreaktorer kommer att komplicera kärnkraftens struktur på grund av ytterligare tekniska processer för produktion och bearbetning av kärnbränsle eller kommer att öka antalet typer av kärnkraftverk. Införandet av Np, Am, Cm, andra aktinider och klyvningsprodukter i reaktorbränsle kommer att komplicera deras konstruktion, kräva utveckling av nya typer av kärnbränsle och kommer att påverka säkerheten negativt.

I detta avseende övervägs möjligheten att skapa en kärnenergistruktur med tre komponenter, bestående av termiska och snabba reaktorer och reaktorer för förbränning av Np, Am, Cm och andra aktinider och transmutation av vissa fissionsprodukter.

De viktigaste problemen är bearbetning och slutförvaring av radioaktivt avfall, som kan omvandlas till kärnbränsle.

Under 2000-talets första hälft kommer mänskligheten att behöva göra ett vetenskapligt och tekniskt genombrott mot utvecklingen av nya typer av energi, inklusive elektronkärnenergi med hjälp av laddade partikelacceleratorer, och i framtiden termonukleär, vilket kräver förenade krafter och internationellt samarbete.

Tianwan NPP är det största när det gäller enhetskapacitet för kraftenheter bland alla kärnkraftverk som för närvarande byggs i Kina. Dess översiktsplan ger möjlighet att bygga fyra kraftenheter med en kapacitet på 1000 MW vardera. Stationen ligger mellan Peking och Shanghai vid Gula havets stränder. Byggnadsarbetet på platsen påbörjades 1998. Kärnkraftverkets första kraftaggregat med den vattenkylda vattenreaktorn VVER-1000/428 och K-1000-60/3000-turbinen, som sjösattes i maj 2006, togs i drift den 2 juni 2007, och den andra enhet av samma typ togs i drift den 12 september 2007. För närvarande fungerar båda kraftenheterna i kärnkraftverket stabilt med 100 % effekt och levererar el till den kinesiska provinsen Jiangsu. Det är planerat att bygga den tredje och fjärde kraftenheten i Tianwan NPP.

Enligt nivån på den vetenskapliga och tekniska utvecklingen rysk kärnkraftär en av de bästa i världen. Företag har enorma möjligheter att lösa vardagliga eller storskaliga problem. Experter förutspår en lovande framtid inom detta område, eftersom Ryska federationen har stora reserver av malm för energiproduktion.

En kort historia om utvecklingen av kärnenergi i Ryssland

Kärnkraftsindustrin går tillbaka till Sovjetunionens tid, då det var planerat att genomföra ett av författarens projekt för att skapa sprängämnen från uranämne. Sommaren 1945 testades atomvapen framgångsrikt i USA och 1949 användes RDS-1-atombomben för första gången på testplatsen i Semipalatinsk. Ytterligare utveckling av kärnenergi i Ryssland var följande:

Forsknings- och produktionsteam har arbetat i många år för att uppnå en hög nivå inom atomvapen, och de kommer inte att stanna där. Senare kommer du att lära dig om utsikterna inom detta område fram till 2035.

Drift av kärnkraftverk i Ryssland: kort beskrivning

För närvarande finns det 10 kärnkraftverk i drift. Funktionerna hos var och en av dem kommer att diskuteras nedan.

nr 1 och nr 2 med en AMB-reaktor;
nr 3 med en BN-600 reaktor.

Genererar upp till 10 % av den totala volymen elektrisk energi. För närvarande är många system i Sverdlovsk i långsiktigt bevarandeläge, och endast BN-600-kraftenheten är i drift. Beloyarsk NPP ligger i Zarechny.

Bilibinos kärnkraftverk är den enda källan som levererar värme till staden Bilbino och har en kapacitet på 48 MW. Stationen genererar cirka 80 % av energin och uppfyller alla krav för installation av utrustning:

maximal användarvänlighet;
ökad driftsäkerhet;
skydd mot mekanisk skada;
minsta mängd installationsarbete.

Systemet har en viktig fördel: om enhetens drift oväntat avbryts skadas den inte. Stationen ligger i Chukotka autonoma Okrug, 4,5 km bort, avståndet till Anadyr är 610 km.

Hur är tillståndet för kärnkraft idag?

Idag finns det mer än 200 företag vars specialister outtröttligt arbetar med perfektion kärnkraft i Ryssland. Därför går vi med tillförsikt framåt i denna riktning: vi utvecklar nya reaktormodeller och utökar successivt produktionen. Enligt medlemmar i World Nuclear Association är Rysslands styrka utvecklingen av snabba neuronteknologier.

Ryska teknologier, av vilka många utvecklades av Rosatom, är högt värderade utomlands för sin relativt låga kostnad och säkerhet. Följaktligen har vi en ganska stor potential inom kärnkraftsindustrin.

Ryska federationen tillhandahåller många tjänster relaterade till verksamheten i fråga till sina utländska partners. Dessa inkluderar:

konstruktion av kärnkraftsenheter med hänsyn till säkerhetsregler;
leverans av kärnbränsle;
produktion av använda objekt;
utbildning av internationell personal;
bistånd vid utveckling av vetenskapligt arbete och nuklearmedicin.

Ryssland bygger ett stort antal kraftenheter utomlands. Projekt som Bushehr eller Kudankulam, skapade för iranska och indiska kärnkraftverk, var framgångsrika. De har möjliggjort skapandet av rena, säkra och effektiva energikällor.

Vilka problem relaterade till kärnkraftsindustrin har uppstått i Ryssland?

Under 2011 kollapsade metallkonstruktioner (som vägde cirka 1 200 ton) vid LNPP-2, som var under uppbyggnad. Under tillsynsuppdragets gång upptäcktes leveransen av ocertifierade beslag och därför vidtogs följande åtgärder:

utdömande av böter på JSC GMZ-Khimmash på ett belopp av 30 tusen rubel;
utföra beräkningar och utföra arbeten som syftar till att förstärka armering.

Enligt Rostechnadzor är huvudorsaken till överträdelsen den otillräckliga kvalifikationsnivån för GMZ-Khimmash-specialister. Dålig kunskap om kraven i federala bestämmelser, tillverkningsteknik för sådan utrustning och designdokumentation har lett till att många sådana organisationer har förlorat sina licenser.

Vid kärnkraftverket i Kalinin har reaktorernas termiska effektnivå ökat. En sådan händelse är ytterst oönskad, eftersom det finns risk för en olycka med allvarliga strålningskonsekvenser.

Långtidsstudier gjorda i främmande länder har visat att närhet till kärnkraftverk leder till en ökning av leukemi. Av denna anledning fanns det i Ryssland många avslag på effektiva, men mycket farliga projekt.

Utsikter för kärnkraftverk i Ryssland

Prognoserna för den framtida användningen av kärnenergi är motsägelsefulla och tvetydiga. De flesta av dem är överens om att i mitten av 2000-talet kommer behovet att öka på grund av den oundvikliga befolkningsökningen.

Ryska federationens energiministerium tillkännagav Rysslands energistrategi för perioden fram till 2035 (information mottogs 2014). Det strategiska målet för kärnenergi inkluderar:

Med hänsyn till den etablerade strategin är det planerat att lösa följande uppgifter i framtiden:

förbättra systemet för produktion, cirkulation och bortskaffande av bränsle och råvaror;
utveckla riktade program för att säkerställa förnyelse, hållbarhet och ökad effektivitet hos den befintliga bränslebasen;
genomföra de mest effektiva projekten med en hög nivå av säkerhet och tillförlitlighet;
öka exporten av kärnteknik.

Statligt stöd för massproduktion av kärnkraftsenheter är grunden för framgångsrik marknadsföring av varor utomlands och Rysslands höga anseende på den internationella marknaden.

Vad hindrar utvecklingen av kärnenergi i Ryssland?

Utvecklingen av kärnenergi i Ryska federationen står inför vissa svårigheter. Här är de viktigaste:

I Ryssland är kärnkraft en av de viktiga sektorerna i ekonomin. Ett framgångsrikt genomförande av de projekt som utvecklas kan bidra till att utveckla andra branscher, men det kräver mycket ansträngning.

Kärnenergi är en av grenarna inom energibranschen. Elproduktionen baseras på den värme som frigörs vid klyvning av tunga radioaktiva metallkärnor. De mest använda bränslena är isotoper av plutonium-239 och uran-235, som sönderfaller i speciella kärnreaktorer.

Enligt statistik för 2014 producerar kärnkraft cirka 11 % av all el i världen. De tre bästa länderna när det gäller kärnkraftsproduktion är USA, Frankrike och Ryssland.

Denna typ av energiproduktion används i de fall där landets egna naturresurser inte tillåter produktion av energi i de volymer som krävs. Men det finns fortfarande debatt kring denna energisektor. Den ekonomiska effektiviteten och säkerheten i produktionen ifrågasätts på grund av farligt avfall och eventuella läckage av uran och plutonium till produktionen av kärnvapen.

Utveckling av kärnenergi

Kärnkraft genererades första gången 1951. I delstaten Idaho, i USA, har forskare byggt en stabilt fungerande reaktor med en kapacitet på 100 kilowatt. Under efterkrigstidens förödelse och den snabba ökningen av elförbrukningen fick kärnkraften särskild relevans. Därför, tre år senare, 1954, började kraftenheten i staden Obninsk att fungera, och en och en halv månad efter lanseringen började den producerade energin strömma in i Mosenergo-nätverket.

Efter detta tog byggandet och lanseringen av kärnkraftverk en snabb takt:

1956 - kärnkraftverket Calder Hall-1 med en kapacitet på 50 MW började fungera i Storbritannien;
1957 - lansering av kärnkraftverket Shippingport i USA (60 megawatt);
1959 - Marcoule-stationen med en kapacitet på 37 MW öppnas nära Avignon i Frankrike.

Början av utvecklingen av kärnenergi i Sovjetunionen präglades av byggandet och lanseringen av det sibiriska kärnkraftverket med en kapacitet på 100 MW. Utvecklingstakten för kärnkraftsindustrin vid den tiden ökade: 1964 lanserades de första enheterna av kärnkraftverken Beloyarsk och Novovoronezh med en kapacitet på 100 respektive 240 MW. Under perioden 1956 till 1964 byggde Sovjetunionen 25 kärnkraftsanläggningar runt om i världen.

Sedan, 1973, lanserades den första högeffektsenheten i Leningrads kärnkraftverk med en kapacitet på 1000 MW. Ett år tidigare började ett kärnkraftverk arbeta i staden Shevcheko (nuvarande Aktau), i Kazakstan. Energin den producerar användes för att avsalta vattnet i Kaspiska havet.

I början av 70-talet av 1900-talet motiverades den snabba utvecklingen av kärnenergi av ett antal skäl:

frånvaro av outnyttjade vattenkraftresurser;
tillväxt i elförbrukning och energikostnader;
handelsembargo på energiförsörjning från arabländer;
förväntad minskning av kostnaderna för att bygga kärnkraftverk.

Men på 80-talet av samma århundrade visade sig situationen vara dess motsats: efterfrågan på el stabiliserades, liksom kostnaden för naturligt bränsle. Och kostnaden för att bygga ett kärnkraftverk har tvärtom ökat. Dessa faktorer har skapat allvarliga hinder för utvecklingen av denna industrisektor.

Olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl 1986 skapade allvarliga problem i utvecklingen av kärnkraften. En storskalig konstgjord katastrof tvingade hela världen att tänka på säkerheten för den fredliga atomen. Samtidigt har en period av stagnation börjat inom hela kärnenergibranschen.

Början av 2000-talet markerade återupplivandet av rysk kärnkraft. Mellan 2001 och 2004 togs tre nya kraftaggregat i drift.

I mars 2004, enligt presidentdekretet, bildades Federal Atomic Energy Agency. Och tre år senare ersattes han av det statliga företaget Rosatom

I sin nuvarande form är rysk kärnenergi ett kraftfullt komplex av mer än 350 företag, vars personal närmar sig 230 tusen. Bolaget ligger på andra plats i världen när det gäller kärnbränslereserver och kärnkraftsproduktionsvolymer. Industrin utvecklas aktivt; byggandet av 9 kärnkraftsenheter pågår för närvarande i enlighet med moderna säkerhetsstandarder.

Kärnenergiindustrin

Kärnenergi i det moderna Ryssland är ett komplext komplex som består av flera industrier:

brytning och anrikning av uran - huvudbränslet för kärnreaktorer;
ett komplex av företag för produktion av uran- och plutoniumisotoper;
kärnenergiföretag själva, som utför uppgifter för konstruktion, konstruktion och drift av kärnkraftverk;
produktion av kärnkraftverk.

Forskningsinstitut är indirekt relaterade till kärnenergi, där de utvecklar och förbättrar elproduktionsteknik. Samtidigt hanterar sådana institutioner problem med kärnvapen, säkerhet och skeppsbyggnad.

Kärnkraft i Ryssland

Ryssland har full-cykel kärnteknik - från att bryta uranmalm till att generera elektricitet vid kärnkraftverk. Kärnenergikomplexet omfattar 10 drivande kraftverk med 35 drivande kraftenheter. Bygget av 6 kärnkraftverk pågår också aktivt och planer på att bygga ytterligare 8 är under utarbetande.

Det mesta av den energi som genereras av ryska kärnkraftverk används direkt för att möta befolkningens behov. Men vissa stationer, till exempel Beloyarskaya och Leningradskaya, förser närliggande bosättningar med varmt vatten. Rosatom utvecklar aktivt ett kärnvärmeverk som gör det möjligt att billigt värma de utvalda regionerna i landet.

Kärnenergi i länder runt om i världen

Förstaplatsen när det gäller kärnenergiproduktion upptas av USA med 104 kärnreaktorer med en kapacitet på 798 miljarder kilowattimmar per år. Andra plats är Frankrike, där 58 reaktorer finns. Bakom ligger Ryssland med 35 kraftenheter. Sydkorea och Kina rundar de fem bästa. Varje land har 23 reaktorer, bara Kina är näst efter Korea när det gäller mängden producerad kärnkraft - 123 miljarder kWh/år mot 149 miljarder kWh/år.

Idag kommer cirka 17 % av den globala elproduktionen från kärnkraftverk (NPP). I vissa länder är dess andel mycket högre. Till exempel i Sverige utgör den ungefär hälften av all el, i Frankrike – ungefär tre fjärdedelar. Nyligen, enligt ett program som antagits i Kina, planeras bidraget från energi från kärnkraftverk att ökas fem till sex gånger. Kärnkraftverk spelar en märkbar, om än inte avgörande, roll i USA och Ryssland.

För mer än fyrtio år sedan, när det första kärnkraftverket producerade elektricitet i den föga kända staden Obninsk vid den tiden, verkade det för många som att kärnkraften var helt säker och miljövänlig. Olyckan vid ett av de amerikanska kärnkraftverken, och sedan katastrofen i Tjernobyl, visade att kärnkraft i själva verket är förenat med stor fara. Folk är rädda. Det offentliga motståndet idag är sådant att byggandet av nya kärnkraftverk i de flesta länder praktiskt taget har stoppats. De enda undantagen är de östasiatiska länderna - Japan, Korea, Kina, där kärnkraften fortsätter att utvecklas.

Specialister som är väl medvetna om reaktorernas styrkor och svagheter ser med lugnare ögon på kärnkraftsfarorna. Den samlade erfarenheten och nya teknologierna gör det möjligt att bygga reaktorer vars sannolikhet att gå utom kontroll, även om det inte är noll, är extremt liten. Vid moderna kärnkraftsföretag säkerställs den strängaste kontrollen av strålning i lokalerna och i reaktorkanalerna: utbytbara overaller, speciella skor, automatiska strålningsdetektorer som aldrig öppnar luftslussdörrarna om du har små spår av radioaktiv "smuts" på du. Till exempel vid ett kärnkraftverk i Sverige, där de renaste plastgolven och kontinuerlig luftrening i rymliga rum verkar utesluta ens tanken på någon märkbar radioaktiv förorening.

Kärnenergi föregicks av kärnvapenprov. Kärn- och termonukleära bomber testades på marken och i atmosfären, vars explosioner förskräckte världen. Samtidigt utvecklade ingenjörer också kärnreaktorer utformade för att producera elektrisk energi. Prioritet gavs till den militära riktningen - produktionen av reaktorer för örlogsfartyg. Militäravdelningarna såg användningen av reaktorer på ubåtar som särskilt lovande: sådana fartyg skulle ha ett nästan obegränsat aktionsområde och kunde stå under vatten i flera år. Amerikanerna koncentrerade sina ansträngningar på att skapa tryckvattenreaktorer, där vanligt (”lätt”) vatten fungerade som neutronmoderator och kylvätska och som hade stor effekt per massenhet av kraftverket. Fullskaliga markbaserade prototyper av transportreaktorer byggdes på vilka alla designlösningar testades och kontroll- och säkerhetssystem testades. I mitten av 50-talet av XX-talet. Den första kärnkraftsdrivna ubåten, Nautilus, seglade under Ishavets is.

Liknande arbete utfördes i vårt land, endast tillsammans med tryckvattenreaktorer utvecklades en kanalgrafitreaktor (i vilken vatten också tjänade som kylmedel och grafit som moderator). Men jämfört med en tryckvattenreaktor har en grafitreaktor en låg effekttäthet. Samtidigt hade en sådan reaktor en viktig fördel - det fanns redan stor erfarenhet av konstruktion och drift av industriella grafitreaktorer, som skilde sig från transportanläggningar främst i kylvattnets tryck och temperatur. Och att ha erfarenhet innebar att man sparade tid och pengar på utvecklingsarbete. När man skapade en markbaserad prototyp av en grafitreaktor för transportinstallationer blev dess meningslöshet uppenbar. Och sedan bestämde man sig för att använda den för kärnkraft. AM-reaktorn, eller snarare dess 5000 kW turbogenerator, kopplades till det elektriska nätet den 27 juni 1954 och hela världen fick veta att världens första kärnkraftverk, ett kärnkraftverk, hade lanserats i Sovjetunionen.

Tillsammans med kanalgrafitreaktorer i vårt land, såväl som i USA, sedan mitten av 50-talet av 1900-talet. år utvecklades en riktning baserad på användningen av tryckvattenreaktorer (VVER). Deras karakteristiska egenskap är en enorm kropp med en diameter på 4,5 m och en höjd på 11 m, designad för högt tryck - upp till 160 atm. Tillverkning och transport av sådana höljen till kärnkraftverksplatsen är en extremt svår uppgift. Amerikanska företag, efter att ha börjat utveckla kärnenergi baserad på PWR-reaktorer, byggde fabriker på flodstränder för produktion av reaktorfartyg, byggde pråmar för att transportera dem till platsen för kärnkraftverksbyggande och kranar med en lyftkapacitet på 1000 ton. Detta genomtänkta tillvägagångssätt gjorde det möjligt för USA inte bara att tillfredsställa sina egna behov, utan också att fånga den utländska marknaden för kärnenergiproduktion på 70-talet. Sovjetunionen kunde inte utveckla den industriella basen för kärnkraftverk med VVER-reaktorer så brett och snabbt. I början kunde endast en Izhora-anläggning producera ett reaktorkärl per år. Lanseringen av Attommash skedde först i slutet av 70-talet.

RBMK-reaktorn (högeffektsreaktor, kanal), där vattnet som kyler bränsleelementen är i kokande tillstånd, dök upp som nästa steg i den sekventiella utvecklingen av kanalgrafitreaktorer: en industriell grafitreaktor, en reaktor av världens första kärnkraftverket, reaktorer i kärnkraftverket Beloyarsk. Leningrad NPP vid RBMK visade sitt humör. Trots närvaron av ett traditionellt automatiskt styrsystem var operatören tvungen att ingripa i kontrollen av reaktorn allt oftare när bränslet brann ut (upp till 200 gånger per skift). Detta berodde på uppkomsten eller intensifieringen av positiv feedback under driften av reaktorn, vilket ledde till utvecklingen av instabilitet med en period på 10 minuter. För normal stabil drift av alla enheter med positiv feedback krävs ett pålitligt automatiskt kontrollsystem. Det finns dock alltid en risk för en olycka på grund av fel på ett sådant system. Problemet med instabilitet stötte man även på i Kanada, när man 1971 lanserade en kanalreaktor med tungt vatten som neutronmoderatorer och kokande lätt vatten som kylvätska. Kanadensiska specialister bestämde sig för att inte fresta ödet och stängde installationen. Ett nytt automatiskt styrsystem anpassat till RBMK utvecklades relativt snabbt. Dess genomförande säkerställde acceptabel stabilitet för reaktorn. I Sovjetunionen började seriebyggen av kärnkraftverk med RBMK-reaktorer (sådana anläggningar användes inte någonstans i världen).

Trots införandet av ett nytt regelsystem kvarstår ett fruktansvärt hot. RBMK-reaktorn kännetecknas av två extrema tillstånd: i en av dem är reaktorkanalerna fyllda med kokande vatten och i den andra med ånga. Neunär den är fylld med kokande vatten är större än när den är fylld med ånga. Under detta tillstånd uppstår en positiv återkoppling, där en ökning av effekten orsakar uppkomsten av en ytterligare mängd ånga i kanalerna, vilket i sin tur leder till en ökning av neutronmultiplikationsfaktorn och därför till en ytterligare ökning av effekten. Detta har varit känt under lång tid, sedan designen av RBMK. Men först efter Tjernobyl-katastrofen, som ett resultat av en grundlig analys, blev det klart att det var möjligt att accelerera en reaktor med hjälp av snabba neutroner. Vid 1 timme 23 minuter. Den 26 april 1986 exploderade reaktorn i det fjärde blocket av kärnkraftverket i Tjernobyl. Dess konsekvenser är fruktansvärda.

Så är det nödvändigt att utveckla kärnkraft? Energiproduktion vid kärnkraftverk och ACT (nuclear heat supply plants) är det mest miljövänliga sättet att producera energi. Energi från vind, sol, underjordisk värme etc. kan inte omedelbart och snabbt ersätta kärnkraften. Enligt prognosen i USA i början av 2000-talet. Alla sådana metoder för energiproduktion kommer inte att stå för mer än 10 % av den energi som genereras i världen.

Det är möjligt att rädda vår planet från föroreningar av miljontals ton koldioxid, kväveoxid och svavel, som ständigt släpps ut från värmekraftverk som drivs med kol och eldningsolja, och att sluta förbränna enorma mängder syre endast med hjälp av kärnenergi. Men bara om ett villkor är uppfyllt: Tjernobyl får inte hända igen. För att göra detta är det nödvändigt att skapa en absolut pålitlig energireaktor. Men i naturen finns inget absolut tillförlitligt alla processer som inte motsäger naturlagarna sker med större eller mindre sannolikhet. Och motståndare till kärnenergi argumenterar ungefär så här: en olycka är osannolik, men det finns inga garantier för att det inte kommer att hända idag eller imorgon. När du tänker på detta måste du tänka på följande. För det första är explosionen av RBMK-reaktorn i det tillstånd där den drevs före olyckan inte på något sätt en osannolik händelse. För det andra, med detta tillvägagångssätt måste vi alla leva i ständig rädsla för att jorden kommer att kollidera med en stor asteroid idag eller imorgon. Sannolikheten för en sådan händelse är inte heller noll. Det verkar som att en reaktor för vilken sannolikheten för en stor olycka är ganska låg kan anses vara absolut säker.

Sovjetunionen har samlat många års erfarenhet av konstruktion och drift av kärnkraftverk med VVER-reaktorer (liknande amerikanska PWR), på grundval av vilka en säkrare kraftreaktor kan skapas på relativt kort tid. Så att i händelse av en nödsituation måste alla radioaktiva klyvningsfragment av urankärnor förbli inom inneslutningshöljet

På grund av den annalkande miljökatastrofen kommer utvecklade länder med stor befolkning inte att kunna klara sig utan kärnkraft inom överskådlig framtid, även med vissa reserver av konventionella bränslen. Energisparläget kan bara skjuta upp problemet ett tag, men inte lösa det. Dessutom tror många experter att det under våra förhållanden inte kommer att vara möjligt att uppnå ens en tillfällig effekt: energiförsörjningsföretagens effektivitet beror på graden av ekonomisk utveckling. Till och med USA tog 20-25 år från datumet för införandet av energiintensiv produktion i industrin.

Den påtvingade paus som har uppstått i utvecklingen av kärnenergi bör användas för att utveckla en ganska säker kraftreaktor baserad på VVER-reaktorn, samt att utveckla alternativa kraftreaktorer, vars säkerhet bör vara på samma nivå, och den ekonomiska effektiviteten är mycket högre. Det är tillrådligt att bygga ett demonstrationskärnkraftverk med en underjordisk VVER-reaktor på den mest bekväma platsen för att testa dess ekonomiska effektivitet och säkerhet.

Nyligen har olika designlösningar för kärnkraftverk föreslagits. I synnerhet utvecklades det kompakta kärnkraftverket av specialister från St. Petersburg Marine Engineering Bureau "Malachite". Den föreslagna stationen är avsedd för Kaliningrad-regionen, där problemet med energiresurser är ganska akut. Utvecklarna har sörjt för användning av flytande metallkylvätska (en legering av bly och vismut) i kärnkraftverket och utesluter möjligheten att strålningsfarliga olyckor inträffar där, inklusive under yttre påverkan. Stationen är miljövänlig och ekonomiskt effektiv. All dess huvudsakliga utrustning är tänkt att placeras djupt under jorden - i en tunnel med en diameter på 20 m läggs bland stenar. Detta gör det möjligt att minimera antalet ovanjordiska strukturer och området med alienerad mark. Strukturen på det designade kärnkraftverket är modulärt, vilket också är mycket viktigt. Konstruktionskapaciteten för kärnkraftverket i Kaliningrad är 220 MW, men den kan minskas eller ökas flera gånger efter behov genom att ändra antalet moduler.