Торий в ядрената енергетика: плюсове, минуси, капани. Какви са плюсовете и минусите на атомните електроцентрали

Финансова академия към правителството на Руската федерация

Председател " Икономическа география и регионална икономика”

КУРСОВА РАБОТА

„Перспективи за развитие на ядрената енергетика в Русия“

Отлично!

Студентска група NP1_2 Erovichenkov A.S.

Научен ръководител ст.н.с. Винокуров А.А.

Москва - 1997 г

Планирайте.

Въведение Ситуацията в енергийния комплекс на Русия

Ограничени източници на енергия

Най-важните фактори за развитието на ядрената енергетика

Плюсове и минуси на ядрената енергия

Ядрено гориво и енергийна база на Русия

Нови силови агрегати

Заключение Перспективи за развитие на ядрената енергетика в Русия

Предпоставки за развитие на ядрената енергетика

Русия беше, е и ще бъде една от водещите енергийни сили в света. И това е така не само защото в недрата на страната се намират 12% от световните запаси на въглища, 13% от петрола и 36% от световните запаси от природен газ, които са достатъчни за пълно задоволяване на собствените нужди и за износ в съседните страни. Русия се превърна в една от водещите енергийни сили в света, главно благодарение на създаването на уникален производствен, научен, технически и кадрови потенциал на горивно-енергийния комплекс (ТЕК).#1

Но икономическата криза от последните години значително засегна този комплекс. Производството на първични енергийни ресурси през 1993 г. е 82% от нивото от 1990 г. и продължава да намалява. Намаляването на потреблението на горива и енергия, дължащо се на общия икономически спад, временно облекчи задачата за осигуряване на страната с енергия, въпреки че в редица региони беше необходимо да се ограничи потреблението на енергия със сила. Липсата на необходимите инвестиции направи невъзможно през 90-те години на миналия век да се компенсира естественото извеждане от експлоатация на производствените мощности и да се обновят дълготрайните активи, чиято амортизация в сектора на горивото и енергетиката варира от 30-80%. В съответствие със стандартите за безопасност до половината от атомните електроцентрали се нуждаят от реконструкция.#9

Трябва да се отбележи, че през 1981-1985г. средногодишното влагане на мощности в електроенергетиката е 6 млн. kW годишно, а през 1995 г. - само 0,3 млн. kW. През 1995 г. Русия произвежда 860 милиарда kWh, а през 1996 г., поради намаляване на търсенето и износване на оборудването, инсталирано в електроцентралите, 840 милиарда kWh.

Производство на електроенергия в руски електроцентрали (милиарда kWh)

Таблица 1 #3

Делът на Русия в обема на световното производство на електроенергия през 1990 г. е 8,2%, а през 1995 г. намалява до 7,6%.

През 1993 г. Русия е на 13-то място в света по производство на електроенергия на глава от населението (6297 kWh).

През 1991-1996г Потреблението на електроенергия в Русия е намаляло с повече от 20%, включително 1% през 1996 г. През 1997 г. за първи път от 90-те години се очаква увеличение на производството на електроенергия.

В началото на 90-те години инсталираният енергиен капацитет на Русия надвишава 7% от световния. През 1995 г. инсталираната мощност на електроенергийната индустрия в Русия е 215,3 милиона kW, включително делът на топлоелектрическите централи - 70%, водноелектрическите централи - 20% и атомните електроцентрали - 10%.

През 1992-1995г В експлоатация са въведени 66 млн. kW генераторни мощности. Към момента 15 млн. kW съоръжения на ТЕЦ са изчерпали своя ресурс. През 2000 г. ще има 35 млн. kW такива мощности, а през 2005 г. - 55 млн. kW. До 2005 г. ВЕЦ блоковете с мощност 21 милиона kW (50% от мощността на руските ВЕЦ) ще достигнат експлоатационния си предел. В атомните електроцентрали през 2001-2005 г. Ще бъдат изведени от експлоатация 6 енергоблока с обща мощност 3,8 милиона kW.

Според експерти, в момента 40% от руските електроцентрали използват остаряло оборудване.Ако не се вземат мерки за модернизиране на оборудването за производство, тогава динамиката на стареенето му до 2010 г. ще изглежда така: (хиляди милиона kW)

Таблица 2 #3

При тези условия, за да се отговори на прогнозираното търсене на електроенергия и мощност, ще е необходима значителна реконструкция на съществуващи, а след това и изграждане на нови електроцентрали.Но какъв вид енергия е най-икономичен, безопасен и екологичен? Коя индустрия трябва да се финансира, за да се развива? Днес при избора на източник на електроенергия не може да не се отбележи значението на такъв фактор като ограничените източници на енергия.

Ограничени източници на енергия.

Сегашните нива на потребление на енергия са около 0,5 Q годишно, но нарастват експоненциално. По този начин през първото тримесечие на следващото хилядолетие се предвижда потреблението на енергия да бъде 1 Q годишно. Следователно, дори ако вземем предвид, че темпът на нарастване на потреблението на електроенергия ще намалее донякъде поради подобряването на енергоспестяващите технологии, запасите от енергийни суровини ще продължат максимум 100 години.

Ситуацията обаче се утежнява от несъответствието между структурата на запасите и потреблението на органични суровини. Така 80% от запасите от изкопаеми горива са въглища и лигнитни въглища и само 20% са нефт и газ, докато 8/10 от съвременното потребление на енергия е нефт и газ. Следователно времевата рамка е още по-тясна.

Алтернатива на изкопаемите горива и възобновяем източник на енергия е хидроенергия. Но дори и тук източникът на енергия е доста ограничен. Това се дължи на факта, че големите реки по правило са далеч от индустриалните центрове или капацитетът им е почти напълно използван. По този начин хидроенергията, която в момента осигурява около 10% от световното производство на енергия, няма да може значително да увеличи тази цифра.

Огромен потенциал слънчева енергия(около 10 Q средно на ден) теоретично може да задоволи всички енергийни нужди на света. Но ако припишем тази енергия на един квадратен метър от земната повърхност, тогава средната топлинна мощност ще бъде не повече от 200 W / m, или около 20 W / m електрическа мощност с ефективност на преобразуване в електричество от 10%. Това, очевидно, ограничава възможностите на слънчевата енергия при създаването на електроцентрали с голям капацитет (за станция с мощност от 1 милион kW, площта на слънчевите преобразуватели трябва да бъде около 100 km2). Фундаментални трудности възникват и при анализирането на възможностите за създаване на генератори с висока мощност, използващи вятърна енергия, приливи и отливи в океана, геотермална енергия, биогаз, растително гориво и др. Всичко това води до извода, че възможностите на разглежданите така наречени „възпроизводими” и относително екологични енергийни ресурси са ограничени, поне в относително близко бъдеще. Въпреки че ефектът от използването им при решаването на отделни проблеми на енергоснабдяването вече може да бъде доста впечатляващ, общият дял на възобновяемите ресурси през следващите 40-50 години няма да надвишава 15-20%.

Разбира се, има оптимизъм за възможностите термоядрена енергияи други ефективни начини за получаване на енергия, интензивно изследвани от науката, но при сегашния мащаб на производство на енергия, практическото развитие на тези възможни източници ще отнеме няколко десетилетия поради високата капиталова интензивност (до 30% от всички капиталови разходи в индустрията изискват енергия) и съответната инертност при изпълнението на проектите . Така че в дългосрочен план до средата на следващия век може да се съсредоточи върху значителен принос към световната енергия само онези нови източници, за които основните проблеми на масовото използване вече са решени днес и техническата база за индустриално развитие е налице. е създадена. Единственият конкурент тук на традиционните изкопаеми горива може да бъде само ядрена енергия, която вече осигурява около 20% от световното производство на електроенергия с развита суровинна и производствена база за по-нататъшното развитие на индустрията. #2

Най-важните фактори за развитието на ядрената енергетика

В един все по-конкурентен и многонационален глобален енергиен пазар, редица критични фактори ще повлияят не само на избора на вид енергия, но също така и на степента и характера на използването на различни енергийни източници. Тези фактори включват:

оптимално използване на наличните ресурси;

намаляване на общите разходи;

минимизиране на въздействието върху околната среда;

убедителна демонстрация на безопасност;

задоволяване на нуждите на националната и международната политика.

За ядрената енергия тези пет фактора определят бъдещия горивен цикъл и стратегии за реактори. Целта е да се оптимизират тези фактори.

Докато постигането на обществено одобрение не винаги е било включвано като критичен фактор, то всъщност е жизненоважен фактор за ядрената енергия. Обществеността и вземащите решения трябва да бъдат открито и достоверно образовани за реалните ползи от ядрената енергия. Следващата дискусия съдържа елементи на убедителен аргумент. Нарастващото нежелание на обществеността, особено в индустриализираните страни, да приеме пускането в експлоатация на нови промишлени инсталации засяга политиката в целия енергиен сектор и оказва влияние върху изпълнението на всички проекти за енергийни централи.

Максимално използване на ресурсите

Известните и вероятни запаси от уран трябва да осигурят достатъчна доставка на ядрено гориво в краткосрочен до средносрочен план, дори ако реакторите работят предимно с единични цикли, включващи погребване на отработеното гориво. Проблеми в доставките на гориво за ядрена енергия могат да възникнат едва до 2030 г., при условие че мощностите на ядрената енергия бъдат развити и увеличени дотогава. Тяхното решение ще изисква проучване и разработване на нови находища на уран в Русия, използване на натрупан оръжеен и енергиен плутоний и уран и развитие на ядрената енергия с използване на алтернативни видове ядрено гориво. Един тон оръжеен плутоний по отношение на калоричността на органичното гориво при „изгаряне“ в топлинни реактори в отворен горивен цикъл съответства на 2,5 милиарда кубически метра. м. природен газ. Приблизителната оценка показва, че общият енергиен потенциал на оръжейните суровини, с използването на реактори на бързи неутрони в парка на атомните електроцентрали, може да съответства на производството на 12-14 трилиона. киловатчаса електроенергия, т.е. 12-14 годишни мощности на нивото от 1993 г. и спестяват около 3,5 трилиона кубически метра природен газ в електроенергетиката. Въпреки това, тъй като търсенето на уран нараства и запасите му намаляват поради необходимостта да се задоволят нуждите от нарастващия капацитет на атомните електроцентрали, ще има икономическа необходимост от оптимално използване на уран по такъв начин, че цялата потенциална енергия съдържащи се в него за единица количество генерирана руда. Има различни начини да се постигне това по време на процеса на обогатяване и по време на оперативната фаза. В дългосрочен план ще е необходимо повторното използване на натрупаните делящи се материали в топлинни реактори и въвеждането на бързи реактори-размножители.

2. Постигане на максимална икономическа изгода

Тъй като разходите за гориво са сравнително ниски, от съществено значение за цялостната икономическа жизнеспособност на ядрената енергия е да се намалят общите разходи чрез намаляване на разходите за разработка, избор на място, строителство, експлоатация и първоначално финансиране. Премахването на несигурността и нестабилността в лицензионните изисквания, особено преди въвеждане в експлоатация, би позволило по-предсказуеми инвестиционни и финансови стратегии.

П инвестиционни нужди според резултатите от SIARE (милиарда долара)(СИАРЕ - Съвместно проучване на алтернативи за развитие на електроенергийната индустрия)

Таблица 3 #1

3. Постигнете максимална полза за околната среда

Въпреки че ядрената енергия има ясни предимства пред настоящите системи за изкопаеми горива по отношение на потреблението на гориво, емисиите и генерираните отпадъци, по-нататъшни мерки за смекчаване на свързаните с това екологични проблеми биха могли да имат значително въздействие върху обществените нагласи.

Сравнителни данни за гориво и отпадъци (тона на година за електроцентрала с мощност 1000 MW)

Таблица 4 #8

Тъй като общото въздействие на ядрения горивен цикъл върху човешкото здраве и околната среда е малко, вниманието ще бъде насочено към подобряване на практиките в областта на радиоактивните отпадъци. Това ще подпомогне целите за устойчиво развитие, като в същото време ще увеличи конкурентоспособността с други енергийни източници, които също трябва да се справят правилно с проблемите с отпадъците. Реакторните системи и горивните цикли могат да бъдат модифицирани, за да се сведе до минимум генерирането на отпадъци. Ще бъдат въведени проектни изисквания за намаляване на отпадъците и методи за намаляване на отпадъците, като например уплътняване.

4. Максимизиране на безопасността на реактора

Ядрената енергия като цяло има отлични показатели за безопасност, с 433 реактора в експлоатация средно повече от 20 години. Катастрофата в Чернобил обаче показа, че една много тежка ядрена авария може да доведе до радиоактивно замърсяване в национален и регионален мащаб. Въпреки че проблемите на безопасността и околната среда стават първостепенни за всички енергийни източници, мнозина възприемат ядрената енергия като особено и по своята същност опасна. Опасенията за безопасността, съчетани със свързаните с тях регулаторни изисквания, ще продължат да оказват силно влияние върху развитието на ядрената енергия в близко бъдеще. Ще бъдат приложени редица подходи за намаляване на реалните и потенциалните аварии в съоръженията. Изключително ефективни бариери (като двойни херметизации) ще намалят вероятността от значителни радиологични последици извън площадката от аварии до изключително ниско ниво, елиминирайки необходимостта от аварийни планове. Подобряването на целостта на корпуса под налягане на реактора и реакторните системи също ще намали вероятността от последствия на място. Вътрешната безопасност на структурите и процесите в инсталациите може да бъде подобрена чрез включване на пасивни функции за безопасност, а не на системи за активна защита. Като жизнеспособен вариант могат да се появят високотемпературни реактори с газово охлаждане, използващи керамично графитно гориво с висока топлоустойчивост и цялост, което намалява вероятността от изпускане на радиоактивен материал. #8

Плюсове и минуси на ядрената енергия

За 40 години развитие на ядрената енергетика в света са построени около 400 енергоблока в 26 страни по света с обща мощност от около 300 милиона kW. Основните предимства на ядрената енергия са високата крайна рентабилност и липсата на емисии на продукти от горенето в атмосферата (от тази гледна точка може да се счита за екологично чиста), основните недостатъци са потенциалната опасност от радиоактивно замърсяване на околната среда от продукти на делене на ядрено гориво по време на авария (като в Чернобил или в американската станция Trimile). Island) и проблемът с повторната преработка на отработеното ядрено гориво.

Нека първо да разгледаме ползите. Рентабилността на ядрената енергия се състои от няколко компонента. Една от тях е независимостта от транспортирането на гориво. Ако една електроцентрала с мощност от 1 милион kW изисква около 2 милиона тона еквивалент на гориво годишно. (или около 5 милиона нискокачествени въглища), тогава за блока ВВЕР-1000 ще е необходимо да се доставят не повече от 30 тона обогатен уран, което практически намалява разходите за транспортиране на гориво до нула (в електроцентрали на въглища , тези разходи възлизат на 50% от себестойността). Използването на ядрено гориво за производство на енергия не изисква кислород и не е придружено от постоянно отделяне на продукти от горенето, което съответно няма да изисква изграждането на съоръжения за почистване на емисиите в атмосферата. Градовете, разположени в близост до атомни електроцентрали, са основно екологични зелени градове във всички страни по света, а ако това не е така, то това се дължи на влиянието на други индустрии и съоръжения, разположени на същата територия. В това отношение ТЕЦ-овете рисуват съвсем различна картина. Анализът на екологичната ситуация в Русия показва, че топлоелектрическите централи представляват повече от 25% от всички вредни емисии в атмосферата. Около 60% от емисиите на ТЕЦ са в европейската част и Урал, където натоварването на околната среда значително надвишава лимита. Най-трудната екологична ситуация се е развила в районите на Урал, Централна и Волга, където натоварванията, създадени от изхвърлянето на сяра и азот на места надвишават критичните 2-2,5 пъти.

Недостатъците на ядрената енергия включват потенциалната опасност от радиоактивно замърсяване на околната среда по време на тежки аварии като Чернобил. Сега в атомните електроцентрали, използващи реактори от типа Чернобил (RBMK), са взети допълнителни мерки за безопасност, които според МААЕ (Международната агенция за атомна енергия) напълно изключват авария от такава тежест: тъй като проектният ресурс е изчерпан, такива реактори трябва да бъдат заменени с реактори от ново поколение с повишена сигурност. Въпреки това промяна в общественото мнение по отношение на безопасното използване на атомната енергия явно няма да се случи скоро. Проблемът с погребването на радиоактивни отпадъци е много остър за цялата световна общност. Сега вече има методи за остъкляване, битумизиране и циментиране на радиоактивни отпадъци от атомни електроцентрали, но са необходими територии за изграждане на гробища, където тези отпадъци ще бъдат поставени за вечно съхранение. Страните с малка територия и висока гъстота на населението изпитват сериозни трудности при решаването на този проблем. #2

Ядрено гориво и енергийна база на Русия.

Пускането през 1954 г. на първата атомна електроцентрала с мощност само 5000 kW е събитие от световно значение. Той постави началото на развитието на ядрената енергетика, която може да осигури на човечеството електрическа и топлинна енергия за дълъг период от време. В момента световният дял на електроенергията, генерирана от атомни електроцентрали, е сравнително малък, около 17%, но в редица страни достига 50-75%. В Съветския съюз беше създадена мощна атомна енергетика, която осигури гориво не само за своите атомни електроцентрали, но и за атомни електроцентрали в редица други страни. В момента АЕЦ в Русия, страните от ОНД и Източна Европа експлоатират 20 блока с реактори ВВЕР-1000, 26 блока с реактори ВВЕР-440, 15 блока с реактори РБМК и 2 блока с реактори на бързи неутрони. Доставката на ядрено гориво за тези реактори определя обема на промишленото производство на горивни пръти и горивни касети в Русия. Те се произвеждат в два завода: в Електростал - за реактори ВВЕР-440, РБМК и бързи неутрони; в Новосибирск - за реакторите ВВЕР-1000 Таблетките за горивни пръти ВВЕР-1000 и РБМК се доставят от завод, разположен в Казахстан (Уст-Каменогорск). #4

В момента от 15 атомни електроцентрали, построени в СССР, 9 са разположени на територията на Русия; инсталираната мощност на техните 29 енергоблока е 21 242 мегавата. Сред работещите енергоблокове 13 имат реактори ВВЕР (енергиен реактор с охлаждане под налягане, активната зона на който е разположена в метален или предварително напрегнат бетонов корпус, проектиран за общото налягане на топлоносителя), 11 реактора с блоков канал RMBC-1000 (RMBC - графитно-воден реактор. Охлаждащата течност в този реактор протича през тръби с горивни елементи вътре), 4 блока - EGP (водно-графитен канален реактор с кипяща охлаждаща течност) от 12 MW всеки са инсталирани в Bilibino APEC и друг енергиен блок е оборудван с реактор BN-600 на бързи неутрони. Трябва да се отбележи, че основният парк от последно поколение реактори под налягане беше разположен в Украйна (10 блока ВВЕР-1000 и 2 блока ВВЕР-440). #9

Нови силови агрегати.

Това десетилетие започва изграждането на ново поколение реактори с вода под налягане. Първият от тях ще бъдат блокове ВВЕР-640, чийто дизайн и параметри са съобразени с вътрешния и международния опит, както и блокове с подобрен реактор ВВЕР-1000 със значително подобрени показатели за безопасност. Главните енергоблокове ВВЕР-640 са разположени на площадките на Соснови Бор, Ленинградска област и Колската АЕЦ, а на базата на ВВЕР-1000 - на площадката на Нововоронежката АЕЦ.

Разработен е и проект за корпусен реактор със средна мощност VPBER-600 с интегрирана схема. Атомни електроцентрали с такива реактори могат да бъдат построени малко по-късно.

Посочените видове оборудване, при своевременно извършване на всички изследователски и експериментални работи, ще задоволят основните нужди на атомната енергетика за прогнозирания 15-20-годишен период.

Има предложения за продължаване на работата по графитно-водни канални реактори, преминаване към електрическа мощност от 800 мегавата и създаване на реактор, който не е по-нисък от реактора ВВЕР по отношение на безопасността. Такива реактори биха могли да заменят съществуващите реактори RBMK. В бъдеще е възможно изграждането на енергийни блокове със съвременни безопасни реактори на бързи неутрони BN-800. Тези реактори могат също да се използват за включване на енергиен и оръжеен плутоний в горивния цикъл, за разработване на технологии за изгаряне на актиниди (радиоактивни метални елементи, чиито всички изотопи са радиоактивни). #9

Перспективи за развитие на ядрената енергетика.

При разглеждането на въпроса за перспективите на ядрената енергетика в близко (до края на века) и далечно бъдеще е необходимо да се вземе предвид влиянието на много фактори: ограничеността на природните запаси от уран, високата цена на капитала изграждане на атомни електроцентрали в сравнение с топлоелектрически централи, негативно обществено мнение, което доведе до приемането в редица страни (САЩ, Германия, Швеция, Италия) на закони, ограничаващи правото на използване на редица технологии за ядрена енергия (напр. например използване на Pu и др.), което доведе до ограничаване на строителството на нови съоръжения и постепенно изтегляне на отработените без замяна с нови. В същото време наличието на голям запас от вече добит и обогатен уран, както и уран и плутоний, освободени по време на демонтажа на ядрени бойни глави, наличието на разширени технологии за развъждане (където горивото, разтоварено от реактора, съдържа повече делящи се изотопи отколкото беше заредено) премахване на проблема с ограничаването на запасите от природен уран, увеличаване на възможностите на ядрената енергия до 200-300 Q. Това надвишава ресурсите на органично гориво и прави възможно формирането на основата на световната енергетика за 200-300 години напред.

Но разширените технологии за размножаване (по-специално реакторите за размножаване на бързи неутрони) не са преминали на етапа на масово производство поради изоставането в областта на преработката и рециклирането (извличане на „полезен“ уран и плутоний от отработено гориво). А най-разпространените съвременни реактори с термични неутрони в света използват само 0,50,6% уран (главно делящият се изотоп U 238, чиято концентрация в естествения уран е 0,7%). При такава ниска ефективност на използването на уран енергийният потенциал на ядрената енергия се оценява само на 35 Q. Въпреки че това може да е приемливо за световната общност в краткосрочен план, като се има предвид вече установената връзка между ядрената и традиционната енергия и определянето на растежа темп на атомни електроцентрали по света. В допълнение, технологията за разширено възпроизвеждане създава значително допълнително екологично бреме. Днес за специалистите е съвсем ясно, че ядрената енергия по принцип е единственият реален и значим източник на електроенергия за човечеството в дългосрочен план, който не предизвиква такива негативни явления за планетата като парников ефект, киселинни дъждове и др. . Както знаете, днес енергията, базирана на изкопаеми горива, тоест изгарянето на въглища, нефт и газ, е в основата на производството на електроенергия в света.Желанието да се запазят изкопаемите горива, които също са ценни суровини, задължението да се определят ограничения за емисиите на CO; или намаляване на нивото им и ограничените перспективи за широкомащабно използване на енергия от възобновяеми източници сочат към необходимостта от увеличаване на приноса на ядрената енергия.

Имайки предвид всичко по-горе, можем да заключим, че перспективите за развитие на ядрената енергетика в света ще бъдат различни за различните региони и отделни страни, въз основа на нуждите и електроенергията, размера на територията, наличието на запаси от изкопаеми горива , възможността за привличане на финансови средства за изграждането и експлоатацията на такава доста скъпа технология, влиянието на общественото мнение в дадена страна и редица други причини. #2

Ще разгледаме отделно Перспективи за ядрената енергетика в Русия. Създаденият в Русия затворен научно-производствен комплекс от технологично свързани предприятия обхваща всички области, необходими за функционирането на ядрената индустрия, включително добив и преработка на руди, металургия, химия и радиохимия, машиностроене и приборостроене, строителен потенциал. Научният и инженерен потенциал на индустрията е уникален. Индустриалният и суровинният потенциал на индустрията вече дава възможност да се осигури работата на атомните електроцентрали в Русия и ОНД за много години напред, освен това се планира работа за включване на натрупания оръжеен уран и плутоний в горивен цикъл. Русия може да изнася естествен и обогатен уран на световния пазар, като се има предвид, че нивото на технологията за добив и преработка на уран в някои райони надвишава световното ниво, което позволява да се запазят позициите на световния пазар на уран в условията на глобална конкуренция.

Но по-нататъшното развитие на индустрията, без да се връща към нея обществено довериеневъзможен. За да направите това, въз основа на отвореността на индустрията, е необходимо да се формира положително обществено мнение и да се гарантира възможността за безопасна експлоатация на атомни електроцентрали под контрола на МААЕ. Като се вземат предвид икономическите трудности на Русия, индустрията скоро ще се съсредоточи върху безопасната експлоатация на съществуващите мощности с постепенна замяна на отработените блокове от първо поколение с най-модерните руски реактори (ВВЕР-1000, 500, 600) и ще настъпи леко увеличение на мощностите поради завършване на строителството на вече започнати заводи. В дългосрочен план Русия вероятно ще увеличи капацитета си при прехода към атомни електроцентрали от ново поколение, чието ниво на безопасност и икономическа ефективност ще осигури устойчиво развитие на индустрията в бъдеще.

В диалога на привържениците и противниците на ядрената енергетика е необходима пълна и точна информация за състоянието на индустрията както в отделна страна, така и в света, научно обосновани прогнози за развитието и търсенето на ядрена енергия. Само по пътя на откритост и осъзнатост могат да се постигнат приемливи резултати. Повече от 400 блока по света (според Информационната система за енергийни реактори на МААЕ в края на 1994 г. 432 атомни електроцентрали с обща мощност от около 340 GW са били в експлоатация в 30 страни) осигуряват значителна част от енергийните нужди на обществото. Милиони хора по света добиват уран, обогатяват го, създават оборудване и изграждат атомни електроцентрали, десетки хиляди учени работят в индустрията. Това е един от най-мощните отрасли на съвременната индустрия, който вече се превърна в неразделна част от нея. И въпреки че възходът на ядрената енергия сега отстъпва място на период на стабилизиране на капацитета, имайки предвид позициите, завоювани от ядрената енергия за 40 години, има надежда, че тя ще може да запази своя дял в световното производство на електроенергия в доста дългосрочен план , докато не се формира единен поглед в световната общност за необходимостта и мащаба на използването на ядрената енергия в света.

Списък на използваната литература:

# 1 „Ядрена енергия в алтернативни енергийни сценарии” Енергетика 1997 г. № 4

# 2 "Някои икономически аспекти на съвременното развитие на ядрената енергетика" Бюлетин на Московския държавен университет 1997 г. № 1

# 3 ”Състояние и перспективи за развитие на електроенергийната индустрия в Русия” БИКИ 1997 № 8

# 4 .Международен живот 1997 № 5, № 6

# 5 .ВЕК 1996 № 18, № 13

# 6 .Независимая газета 30.01.97

# 8 „Стратегия за ядрена енергия” Международен живот 1997 г. № 7

# 9 „За перспективите на ядрената енергетика в Русия“ юни 1995 г

Ядрената енергия (ядрена енергия) е клон на енергийната индустрия, занимаващ се с производство на електрическа и топлинна енергия чрез преобразуване на ядрена енергия.

Атомните електроцентрали (АЕЦ) са в основата на ядрената енергетика. Източникът на енергия в атомните електроцентрали е ядрен реактор, в който протича контролирана верижна реакция.

Опасността е свързана с проблеми с изхвърлянето на отпадъци, аварии, водещи до екологични и причинени от човека бедствия, както и възможността за използване на щети на тези съоръжения (заедно с други: водноелектрически централи, химически заводи и др.) с конвенционални оръжия или като в резултат на терористична атака като оръжие за масово унищожение. „Двойната употреба“ на предприятията за ядрена енергия, възможното изтичане (както разрешено, така и престъпно) на ядрено гориво от производството на електроенергия и използването му за производство на ядрени оръжия е постоянен източник на обществена загриженост, политически интриги и причини за военни действие.

Ядрената енергия е най-екологичната форма на енергия. Това е най-очевидно при запознаване с атомна електроцентрала в сравнение например с водноелектрическа централа или ТЕЦ.Основното предимство на атомната електроцентрала е нейната практическа независимост от източници на гориво поради малкото количество използвано гориво.В топлоелектрическата централа общите годишни емисии на вредни вещества, които включват серен диоксид, азотни оксиди, въглеродни оксиди, въглеводороди, алдехиди и летлива пепел.Такива емисии в атомните електроцентрали напълно липсват.Разходите за изграждане на атомна електроцентрала са приблизително на същото ниво като изграждането на топлоелектрическа централа или малко по-високо.При нормална работа на атомната електроцентрала изхвърлянията на радиоактивни елементи в околната среда са изключително незначителни. Средно те са 2-4 пъти по-малко, отколкото от ТЕЦ със същата мощност.Основният недостатък на атомните централи са тежките последствия от аварии.

Аварията в атомната електроцентрала в Чернобил, аварията в Чернобил - разрушаването на 26 април 1986 г. на четвъртия енергоблок на атомната електроцентрала в Чернобил, разположен на територията на Украинската ССР (сега Украйна). Разрушението е експлозивно, реакторът е напълно разрушен, голямо количество радиоактивни вещества са изхвърлени в околната среда.31 души са загинали през първите 3 месеца след аварията; дългосрочните ефекти от експозицията, идентифицирани през следващите 15 години, са причинили смъртта на 60 до 80 души. 134 души са пострадали от лъчева болест с различна тежест, повече от 115 хиляди души от 30-километровата зона са евакуирани. Бяха мобилизирани значителни ресурси за отстраняване на последствията, повече от 600 хиляди души участваха в ликвидирането на последствията от аварията.

В резултат на аварията около 5 милиона хектара земя бяха изтеглени от селскостопанския оборот, около атомната електроцентрала беше създадена 30-километрова забранителна зона, стотици малки населени места бяха унищожени и погребани (погребани с тежко оборудване).Радиоактивни вещества разпространява под формата на аерозоли, които постепенно се утаяват на земната повърхност.

RW-радиоактивни отпадъци - твърди, течни или газообразни продукти от ядрената енергетика и други индустрии, съдържащи радиоактивни изотопи.Най-опасната и трудна за погребване фракция е RW - всички радиоактивни и замърсени материали, генерирани в процеса на използване на радиоактивност от човека и не намиращи се по-нататък Към РАО се отнасят отработените топлоотделящи елементи (ТВЕ), конструкциите на АЕЦ по време на техния демонтаж и ремонт, части от медицински изделия с радиоактивност, работно облекло на служители на АЕЦ и др. изключена е възможността за изпускането им в околната среда.

Погребване на радиоактивни отпадъци в скали.

Към днешна дата е общопризнато (включително МААЕ), че най-ефективното и безопасно решение на проблема с окончателното погребване на радиоактивни отпадъци е тяхното погребване в хранилища на дълбочина най-малко 300-500 m в дълбоки геоложки образувания в съответствие с с принципа на многобариерната защита и задължителното превеждане на течните радиоактивни отпадъци в твърдо състояние.Опитът от подземните ядрени опити доказа, че при определен избор на геоложки структури няма изтичане на радионуклиди от подземното пространство в околен свят.

Повърхностно погребение.

МААЕ определя тази опция като погребване на радиоактивни отпадъци, със или без инженерни бариери, в:

1. Приповърхностни погребения на нивото на земята. Тези погребения са на или под повърхността, където защитното покритие е с дебелина приблизително няколко метра. Контейнерите за отпадъци се поставят във вградени складови камери, като при запълване на камерите се опаковат (пълнят). В крайна сметка те ще бъдат затворени и покрити с непроницаема преградна стена и почвен слой.

2.2. Повърхностни погребения в пещери под нивото на земята. За разлика от депонирането близо до повърхността на нивото на земята, където изкопаването се извършва от повърхността, плитките погребения изискват подземно изкопаване, но депото се намира на няколко десетки метра под повърхността и е достъпно през леко наклонена минна изработка.

Директно впръскване

Този подход се отнася до инжектирането на течни радиоактивни отпадъци директно в скално образувание дълбоко под земята, което е избрано поради неговите подходящи характеристики за задържане на отпадъците (т.е. всяко по-нататъшно движение след инжектирането е сведено до минимум).

Извозване на море.

Погребването в морето се отнася за радиоактивни отпадъци, транспортирани с кораби и изхвърлени в морето в опаковки, проектирани:

Да експлодират на дълбочина, което води до директно освобождаване и разпръскване на радиоактивен материал в морето, или

Да се ​​гмурнеш на дъното на морето и да го достигнеш непокътнат.

След известно време физическото задържане на контейнерите вече няма да работи и радиоактивните вещества ще се разпръснат и разредят в морето. По-нататъшното разреждане ще накара радиоактивните материали да мигрират далеч от мястото на изпускане под въздействието на течения.Методът за изхвърляне на ниско и средно активни отпадъци в морето се практикува от известно време.

Подобна информация.

Ядрената енергия се свързва най-вече с катастрофата в Чернобил през 1986 г. Тогава целият свят беше шокиран от последиците от експлозията на ядрен реактор, в резултат на което хиляди хора получиха сериозни здравословни проблеми или загинаха. Хиляди хектари замърсена територия, където е невъзможно да се живее, работи и отглеждат култури, или екологичен начин за получаване на енергия, който ще бъде стъпка към по-светло бъдеще за милиони хора?

Предимства на ядрената енергия

Изграждането на атомни електроцентрали остава рентабилно поради минималните разходи за производство на енергия. Както знаете, въглищата са необходими за работата на топлоелектрическите централи, а дневното им потребление е около милион тона. В допълнение към цената на въглищата се добавят разходите за транспорт на гориво, което също струва много. Що се отнася до атомните електроцентрали, това е обогатен уран, във връзка с което има спестявания на разходите за транспортиране на гориво и закупуването му.


Също така е невъзможно да не се отбележи екологичността на работата на атомните електроцентрали, тъй като дълго време се смяташе, че ядрената енергия ще сложи край на замърсяването на околната среда. Градовете, изградени около атомни електроцентрали, са екологични, тъй като работата на реакторите не е придружена от постоянно изпускане на вредни вещества в атмосферата, а използването на ядрено гориво не изисква кислород. В резултат на това екологичната катастрофа на градовете може да пострада само от изгорелите газове и работата на други промишлени съоръжения.

Икономията в този случай се дължи и на факта, че не е необходимо изграждане на пречиствателни съоръжения за намаляване на емисиите на продукти от горенето в околната среда. Проблемът със замърсяването на големите градове днес става все по-актуален, тъй като често нивото на замърсяване в градовете, където са изградени ТЕЦ, надвишава критичните показатели за замърсяване на въздуха със сяра, летлива пепел, алдехиди, въглеродни оксиди и азот с 2–2,5 пъти.

Катастрофата в Чернобил се превърна в голям урок за световната общност, във връзка с което може да се каже, че работата на атомните електроцентрали става все по-безопасна всяка година. На практика във всички атомни електроцентрали бяха инсталирани допълнителни мерки за безопасност, които значително намалиха възможността да се случи авария като тази в Чернобил. Реакторите от типа Чернобил РБМК бяха заменени с реактори от ново поколение с повишена безопасност.

Минуси на ядрената енергия

Основният недостатък на ядрената енергетика е споменът за това как преди почти 30 години се случи авария в реактор, експлозията на която се смяташе за невъзможна и практически нереалистична, което предизвика световна трагедия. Това се случи, защото аварията засегна не само СССР, но и целия свят - радиоактивен облак от сегашна Украйна тръгна първо към Беларус, след Франция, Италия и така стигна до САЩ.

Дори мисълта, че един ден това може да се повтори, кара много хора и учени да се противопоставят на изграждането на нови атомни електроцентрали. Между другото, катастрофата в Чернобил не се счита за единствената авария от този вид, събитията от аварията в Япония на Атомна електроцентрала Onagawaи Атомна електроцентрала Фукушима - 1където е възникнал пожар вследствие на силно земетресение. Той предизвика стопяването на ядрено гориво в реактора на блок №1, поради което започна изтичане на радиация. Това е следствие от евакуацията на населението, което живее на разстояние 10 км от гарите.

Заслужава да се припомни и една голяма авария, когато 4 души загинаха и над 200 души бяха ранени от гореща пара от турбината на трети реактор. Всеки ден, по вина на човека или в резултат на стихията, са възможни аварии в атомни електроцентрали, в резултат на които радиоактивните отпадъци ще навлязат в храната, водата и околната среда, отравяйки милиони хора. Именно това се счита за основния недостатък на ядрената енергия днес.

Освен това проблемът с погребването на радиоактивни отпадъци е много остър, необходими са големи площи за изграждане на гробища, което е голям проблем за малките държави. Въпреки факта, че отпадъците са битумни и скрити зад дебелината на желязо и цимент, никой не може да гарантира точно на всички, че те ще останат безопасни за хората в продължение на много години. Също така, не забравяйте, че погребването на радиоактивни отпадъци е много скъпо, поради спестяването на разходи за витрификация, изгаряне, уплътняване и циментиране на радиоактивни отпадъци е възможно тяхното изтичане. При стабилно финансиране и голяма територия на страната този проблем не съществува, но не всяка държава може да се похвали с това.

Заслужава да се отбележи също, че по време на експлоатацията на атомните електроцентрали, както във всяко производство, възникват аварии, което води до изпускане на радиоактивни отпадъци в атмосферата, земята и реките. Най-малките частици уран и други изотопи присъстват във въздуха на градовете, където са построени атомни електроцентрали, което причинява отравяне на околната среда.

заключения

Въпреки че ядрената енергия остава източник на замърсяване и възможни бедствия, трябва да се отбележи, че нейното развитие ще продължи, макар и само поради причината, че евтин начин за получаване на енергия, а находищата на въглеводородни горива постепенно се изчерпват. В умели ръце ядрената енергия наистина може да се превърне в безопасен и екологичен начин за генериране на енергия, но все пак си струва да се отбележи, че повечето бедствия са възникнали именно поради човека.

При проблемите, свързани с погребването на радиоактивни отпадъци, международното сътрудничество е много важно, тъй като само то може да осигури достатъчно финансиране за безопасното и дългосрочно погребване на радиоактивни отпадъци и отработено ядрено гориво.

Потреблението на енергия в света нараства много по-бързо от нейното производство, а индустриалното използване на нови обещаващи технологии в енергийния сектор по обективни причини ще започне не по-рано от 2030 г. Проблемът с недостига на изкопаеми енергийни ресурси става все по-остър. Силно ограничени са и възможностите за изграждане на нови водноелектрически централи. Не забравяйте за борбата с парниковия ефект, който налага ограничения върху изгарянето на петрол, газ и въглища в топлоелектрическите централи.

Решението на проблема може да бъде активното развитие на ядрената енергетика. В момента в света се очертава тенденция, наречена „ядрен ренесанс”. Дори аварията в атомната електроцентрала Фукушима не можа да повлияе на тази тенденция. Дори и най-сдържаните прогнози на МААЕ казват, че до 2030 г. на планетата могат да бъдат построени до 600 нови енергоблока (сега те са повече от 436). Увеличаването на дела на ядрената енергия в глобалния енергиен микс може да бъде повлияно от фактори като надеждност, приемлива цена в сравнение с други енергийни сектори, относително малко количество отпадъци и наличие на ресурси. Като се има предвид всичко по-горе, ще формулираме основните предимства и недостатъци на ядрената енергия:

Предимства на ядрената енергия

• 1. Огромна енергийна интензивност на използваното гориво. 1 килограм уран, обогатен до 4%, при пълно изгаряне освобождава енергия, еквивалентна на изгарянето на около 100 тона висококачествени въглища или 60 тона нефт.
• 2. Възможност за повторно използване на гориво (след регенерация). Делящият се материал (уран-235) може да се използва отново (за разлика от пепелта и шлаката от изкопаеми горива). С развитието на технологията за бързи неутронни реактори в бъдеще е възможен преход към затворен горивен цикъл, което означава пълна липса на отпадъци.
• 3. Ядрената енергия не допринася за създаването на парниковия ефект. Всяка година атомните електроцентрали в Европа избягват емисиите на 700 милиона тона CO 2 . Действащите атомни електроцентрали, например, в Русия предотвратяват изпускането на 210 милиона тона въглероден диоксид в атмосферата годишно. По този начин интензивното развитие на ядрената енергетика косвено може да се счита за един от методите за борба с глобалното затопляне.
• 4. Уранът е сравнително евтино гориво. Урановите залежи са доста разпространени в света.
• 5. Поддръжката на атомните електроцентрали е много важен процес, но не е необходимо да се извършва толкова често, колкото зареждането с гориво и поддръжката на традиционните електроцентрали.
• 6. Ядрените реактори и свързаните с тях периферни устройства могат да работят при липса на кислород. Това означава, че те могат да бъдат напълно изолирани и при необходимост поставени под земята или под вода без вентилационни системи.
• 7. Атомните електроцентрали, построени и експлоатирани с всички предпазни мерки, могат да помогнат на световната икономика да се отърве от прекомерната си зависимост от изкопаемите горива за производство на електроенергия.

Недостатъци на ядрената енергия

• 1. Добивът и обогатяването на уран може да изложи персонала, участващ в тези дейности, на радиоактивен прах, както и да доведе до изпускане на този прах във въздуха или водата.
• 2. Отпадъците от ядрените реактори остават радиоактивни в продължение на много години. Съществуващите и бъдещите методи за тяхното обезвреждане са свързани с технически, екологични и политически проблеми.
• 3. Въпреки че рискът от саботаж в атомните електроцентрали е нисък, потенциалните последици от саботажа - изпускането на радиоактивни материали в околната среда - са много сериозни. Тези рискове не могат да бъдат пренебрегнати.
• 4. Транспортирането на делящи се материали до електроцентрали за използване като гориво и транспортирането на радиоактивни отпадъци до местата за тяхното погребване (погребване) никога не може да бъде абсолютно безопасен бизнес. Последствията от пробив в сигурността могат да бъдат катастрофални.
• 5. Ядрените материали, попадащи в неподходящи ръце, могат да провокират ядрен тероризъм или изнудване.
• 6. Поради рисковите фактори, изброени по-горе, различни обществени организации се противопоставят на широкото използване на атомни електроцентрали. Това допринася за нарастването на предпазливото отношение в обществото към ядрената енергия като цяло, особено в Съединените щати.

Мисля, че на територията на страните от бившия Съветски съюз, когато става въпрос за атомни електроцентрали, много хора веднага имат в главите си миг на трагедията в Чернобил. Това не е толкова лесно да се забрави и бих искал да разбера принципа на работа на тези станции, както и да разбера техните плюсове и минуси.

Принципът на работа на атомна електроцентрала

Атомната електроцентрала е вид ядрена инсталация, пред която се цели производство на енергия, а впоследствие и на електроенергия. Като цяло четиридесетте години на миналия век могат да се считат за началото на ерата на атомните електроцентрали. В СССР бяха разработени различни проекти относно използването на атомната енергия не за военни цели, а за мирни цели. Една такава мирна цел беше производството на електричество. В края на 40-те години на миналия век започва първата работа, която да вдъхне живот на тази идея. Такива станции работят на воден реактор, от който се освобождава енергия и се прехвърля към различни охлаждащи течности. В процеса на всичко това се отделя пара, която се охлажда в кондензатора. И след това през генераторите токът отива в къщите на жителите на града.

Всички плюсове и минуси на атомните електроцентрали

Ще започна с най-основния и смел плюс - няма зависимост от голямо потребление на гориво. Освен това разходите за транспортиране на ядрено гориво ще бъдат изключително малки, за разлика от конвенционалното гориво. Искам да отбележа, че това е много важно за Русия, като се има предвид, че същите въглища се доставят от Сибир, а това е изключително скъпо.

Сега, от гледна точка на околната среда: количеството емисии в атмосферата годишно е приблизително 13 000 тона и колкото и голяма да изглежда тази цифра, в сравнение с други предприятия цифрата е доста малка. Други плюсове и минуси:

• използва се много вода, което влошава околната среда;
• производството на електроенергия е практически същото като цена като в топлоелектрическите централи;
• голям недостатък са ужасните последствия от катастрофи (има достатъчно примери).

Искам също да отбележа, че след като атомната централа спре да работи, тя трябва да бъде ликвидирана, а това може да струва почти една четвърт от цената на строителството. Въпреки всички недостатъци, атомните електроцентрали са доста разпространени в света.