Torij u nuklearnoj energiji: prednosti, mane, zamke. Koje su prednosti i mane nuklearnih elektrana

Financijska akademija pri Vladi Ruske Federacije

Odjel “ Ekonomska geografija i regionalna ekonomija”

NASTAVNI RAD

“Izgledi za razvoj nuklearne energije u Rusiji”

Sjajno!

Student grupe NP1_2 Erovichenkov A.S.

Znanstveni voditelj izv. prof. Vinokurov A.A.

Moskva - 1997

Plan.

Uvod Stanje u ruskom energetskom kompleksu

Ograničeni izvori energije

Najvažniji čimbenici razvoja nuklearne energije

Za i protiv nuklearne energije

Nuklearno gorivo i energetska baza Rusije

Novi agregati

Zaključak Izgledi za razvoj nuklearne energije u Rusiji

Preduvjeti za razvoj nuklearne energije

Rusija je bila, jest i bit će jedna od vodećih energetskih sila u svijetu. I to ne samo zato što se u dubinama zemlje nalazi 12% svjetskih rezervi ugljena, 13% svjetskih rezervi nafte i 36% svjetskih rezervi prirodnog plina, što je dovoljno za potpuno podmirenje vlastitih potreba i za izvoz u susjedne zemlje. Rusija je postala jedna od vodećih svjetskih energetskih sila, prvenstveno zahvaljujući stvaranju jedinstvenog proizvodnog, znanstvenog, tehničkog i kadrovskog potencijala gorivno-energetskog kompleksa (FEC).#1

No, gospodarska kriza posljednjih godina znatno je pogodila ovaj kompleks. Proizvodnja primarnih energenata u 1993. godini iznosila je 82% u odnosu na 1990. godinu i nastavila je padati. Smanjenje potrošnje goriva i energije, uzrokovano općom gospodarskom krizom, privremeno je olakšalo opskrbu zemlje energijom, iako je u nizu regija bilo potrebno ograničiti potrošnju energije. Nedostatak potrebnih investicija nije omogućio 90-ih godina da se nadoknadi prirodno povlačenje proizvodnih kapaciteta i obnovi dugotrajna imovina čija se istrošenost u sektoru goriva i energije kreće od 30-80%. U skladu sa sigurnosnim standardima, do polovice nuklearnih elektrana zahtijeva rekonstrukciju.#9

Treba napomenuti da je 1981.-1985. prosječno godišnje puštanje u pogon snage u elektroprivredi iznosilo je 6 milijuna kW godišnje, a 1995. godine samo 0,3 milijuna kW. Godine 1995. Rusija je proizvela 860 milijardi kW/sat, a 1996. godine, zbog smanjenja potražnje i dotrajalosti opreme instalirane u elektranama, 840 milijardi kW/sat.

Proizvodnja električne energije u elektranama u Rusiji (milijardi kWh)

Tablica 1 #3

Udio Rusije u svjetskoj proizvodnji električne energije iznosio je 1990. 8,2%, a 1995. smanjio se na 7,6%.

Godine 1993. Rusija je bila na 13. mjestu u svijetu po proizvodnji električne energije po stanovniku (6297 kWh).

Godine 1991.-1996 Potrošnja električne energije u Rusiji smanjena je za više od 20%, uključujući 1% u 1996. U 1997. godini, prvi put nakon 90-ih, očekuje se povećanje proizvodnje električne energije.

Početkom 90-ih ruski instalirani energetski kapacitet premašio je 7% svjetskih. Godine 1995. instalirani kapacitet ruske elektroprivrede iznosio je 215,3 milijuna kW, uključujući udio termoelektrana - 70%, hidroelektrana - 20% i nuklearnih elektrana - 10%.

Godine 1992.-1995. Pušteno je u pogon 66 milijuna kW proizvodnih kapaciteta. Trenutačno je 15 milijuna kW opreme termoelektrane na isteku radnog vijeka. Već 2000. godine takvi će kapaciteti iznositi 35 milijuna kW, a 2005. godine 55 milijuna kW. Do 2005. godine hidroelektrane snage 21 milijun kW (50% kapaciteta ruskih hidroelektrana) dosegnut će svoj maksimalni vijek trajanja. U nuklearnim elektranama 2001.-2005. Bit će stavljeno izvan pogona 6 agregata ukupne snage 3,8 milijuna kW.

Prema stručnjacima, trenutno 40% ruskih elektrana koristi zastarjelu opremu. Ako se ne poduzmu mjere za ažuriranje opreme za proizvodnju, dinamika njenog starenja do 2010. izgledat će ovako: (tisuću milijuna kW)

Tablica 2 #3

U tim uvjetima, za zadovoljenje projektiranih potreba za električnom energijom i snagom bit će potrebna značajna rekonstrukcija postojećih, a potom i izgradnja novih elektrana. Ali koja vrsta energije je najekonomičnija, najsigurnija i ekološki prihvatljivija? Za razvoj koje industrije treba izdvojiti dugotrajnu imovinu? Danas, pri odabiru izvora električne energije, ne može se ne primijetiti važnost takvog čimbenika kao što su ograničeni izvori energije.

Ograničeni izvori energije.

Trenutne stope potrošnje energije su oko 0,5 Q godišnje, ali eksponencijalno rastu. Tako se u prvom tromjesečju sljedećeg tisućljeća predviđa potrošnja energije od 1 Q godišnje. Posljedično, čak i ako uzmemo u obzir da će se stopa rasta potrošnje električne energije donekle smanjiti zbog poboljšanja tehnologija za uštedu energije, zalihe energetskih sirovina trajat će najviše 100 godina.

No, situaciju dodatno pogoršava neusklađenost strukture zaliha i potrošnje organskih sirovina. Tako 80% rezervi fosilnih goriva dolazi iz ugljena i lignita, a samo 20% iz nafte i plina, dok 8/10 moderne potrošnje energije dolazi iz nafte i plina. Time se vremenski okvir dodatno sužava.

Alternativa fosilnim gorivima i obnovljivi izvor energije je hidroenergija. Međutim, i ovdje je izvor energije prilično ograničen. To je zbog činjenice da su velike rijeke, u pravilu, vrlo udaljene od industrijskih središta ili je njihov kapacitet gotovo u potpunosti iskorišten. Dakle, hidroenergija, koja trenutno daje oko 10% svjetske proizvodnje energije, neće moći značajno povećati tu brojku.

Ogroman potencijal solarna energija(oko 10 Q prosječno dnevno) bi teoretski mogla zadovoljiti sve svjetske energetske potrebe. Ali ako tu energiju pripišemo jednom kvadratnom metru Zemljine površine, tada prosječna toplinska snaga neće biti veća od 200 W/m, odnosno oko 20 W/m električne snage s učinkovitošću pretvorbe u električnu energiju od 10%. To očito ograničava mogućnosti solarne energije pri stvaranju elektrana velike snage (za stanicu kapaciteta 1 milijun kW, površina solarnih pretvarača trebala bi biti oko 100 km). Temeljne poteškoće nastaju i pri analizi mogućnosti stvaranja generatora velike snage korištenjem energije vjetra, oceanskih plima, geotermalne energije, bioplina, biljnog goriva itd. Sve to navodi na zaključak da su mogućnosti razmatranih tzv. „obnovljivih“ i relativno ekološki prihvatljivih izvora energije ograničene, barem u relativno bliskoj budućnosti. Iako je učinak njihove uporabe u rješavanju pojedinačnih problema opskrbe energijom već sada vrlo impresivan, ukupni udio obnovljivih izvora u sljedećih 40-50 godina neće premašiti 15-20%.

Naravno, postoji optimizam u pogledu mogućnosti termonuklearna energija i druge učinkovite metode dobivanja energije, koje znanost intenzivno proučava, ali s trenutnim razmjerom proizvodnje energije, praktični razvoj ovih mogućih izvora zahtijevat će nekoliko desetljeća zbog visoke kapitalne intenzivnosti (do 30% svih kapitalnih troškova u industriji zahtijevaju energija) i pripadajuća inercija u realizaciji projekata . Dakle, u budućnosti, do sredine sljedećeg stoljeća, možemo se fokusirati na značajan doprinos svjetskom energetskom sektoru samo iz onih novih izvora za koje su već riješeni temeljni problemi masovne uporabe i tehnička osnova za industrijski razvoj. je stvoreno. Jedini konkurent tradicionalnom organskom gorivu ovdje može biti samo nuklearna energija, koja već sada osigurava oko 20% globalne proizvodnje električne energije s razvijenom sirovinskom i proizvodnom bazom za daljnji razvoj industrije. #2

Najvažniji čimbenici razvoja nuklearne energije

Na sve konkurentnijem i multinacionalnom globalnom energetskom tržištu, niz kritičnih čimbenika utjecat će ne samo na izbor vrste energije, već i na opseg i prirodu korištenja različitih izvora energije. Ti čimbenici uključuju:

optimalno korištenje raspoloživih resursa;

smanjenje ukupnih troškova;

minimiziranje utjecaja na okoliš;

uvjerljiva demonstracija sigurnosti;

ispunjavanje potreba nacionalne i međunarodne politike.

Za nuklearnu energiju ovih pet čimbenika određuje budući ciklus goriva i strategije reaktora. Cilj je optimizirati te faktore.

Iako postizanje javnog prihvaćanja nije uvijek uključeno kao kritičan čimbenik, ono je zapravo ključno za nuklearnu energiju. Javnosti i donositeljima odluka potrebno je otvoreno i pouzdano priopćiti stvarne prednosti nuklearne energije. Sljedeća rasprava sadrži elemente uvjerljivog argumenta. Sve veća nevoljkost javnosti, posebno u industrijaliziranim zemljama, da prihvate uvođenje novih industrijskih instalacija utječe na politike u cijelom energetskom sektoru i utječe na provedbu svih projekata energetskih instalacija.

Maksimalna iskorištenost resursa

Poznate i vjerojatne rezerve urana trebale bi osigurati dostatnu opskrbu nuklearnim gorivom u kratkom do srednjem roku, čak i ako reaktori rade prvenstveno na jednokratnim ciklusima koji uključuju odlaganje istrošenog goriva. Problemi u opskrbi gorivom za nuklearnu energiju mogli bi se pojaviti tek do 2030. godine, pod uvjetom da se do tada razviju i povećaju kapaciteti nuklearne energije. Za njihovo rješavanje bit će potrebno istraživanje i razvoj novih nalazišta urana u Rusiji, korištenje akumuliranog plutonija i urana prihvatljivog za oružje i energetskog kvaliteta te razvoj nuklearne energije korištenjem alternativnih vrsta nuklearnog goriva. Jedna tona plutonija za oružje u smislu kalorijskog ekvivalenta organskog goriva kada se "spaljuje" u toplinskim reaktorima u otvorenom ciklusu goriva odgovara 2,5 milijardi kubičnih metara. m prirodnog plina. Gruba procjena pokazuje da ukupni energetski potencijal sirovina za oružje, uz korištenje brzih neutronskih reaktora u parku nuklearnih elektrana, može odgovarati proizvodnji od 12-14 trilijuna. kilovatsati električne energije, odnosno 12-14 godišnjih proizvodnja na razini iz 1993. godine, te uštedjeti oko 3,5 trilijuna prostornih metara prirodnog plina u elektroprivredi. Međutim, kako potražnja za uranom raste i njegove rezerve se smanjuju, zbog potrebe zadovoljenja potreba rastućih nuklearnih elektrana, pojavit će se ekonomska potreba za optimalnim korištenjem urana na način da se sva potencijalna energija sadržana u njemu proizvedene po jedinici količine rude. Postoje različiti načini da se to postigne tijekom procesa obogaćivanja i tijekom operativne faze. Dugoročno će biti potrebna ponovna uporaba akumuliranih fisijskih materijala u toplinskim reaktorima i uvođenje brzih oplodnih reaktora.

2. Ostvarivanje maksimalne ekonomske koristi

Budući da su troškovi goriva relativno niski, smanjenje ukupnih troškova smanjenjem troškova razvoja, smještaja, izgradnje, rada i početnog financiranja ključno je za ukupnu ekonomsku održivost nuklearne energije. Uklanjanje neizvjesnosti i varijabilnosti zahtjeva za licenciranje, osobito prije puštanja u rad, omogućilo bi predvidljivije kapitalne investicije i strategije financiranja.

P investicijske potrebe prema rezultatima SIARE (milijarde dolara)(SIARE - Zajednička studija alternativa za razvoj električne energije)

Tablica 3 #1

3. Postizanje maksimalne koristi za okoliš

Iako nuklearna energija ima jasne prednosti u odnosu na sadašnje sustave fosilnih goriva u pogledu potrošnje goriva, emisija i proizvedenog otpada, daljnje mjere za ublažavanje povezanih pitanja okoliša mogle bi imati značajan utjecaj na stavove javnosti.

Usporedni podaci za gorivo i otpad (tone godišnje za elektranu od 1000 MW)

Tablica 4 #8

Budući da je ukupni utjecaj nuklearnog gorivnog ciklusa na ljudsko zdravlje i okoliš mali, pozornost će se usmjeriti na poboljšane prakse u području radioaktivnog otpada. Time bi se podržali ciljevi održivog razvoja, dok bi se u isto vrijeme povećala konkurentnost s drugim izvorima energije, koji također moraju na pravi način rješavati pitanja otpada. Moguće je izvršiti promjene u reaktorskim sustavima i ciklusima goriva kako bi se smanjilo stvaranje otpada. Uvest će se projektni zahtjevi za smanjenje otpada i tehnike smanjenja otpada kao što je zbijanje.

4. Maksimiziranje sigurnosti reaktora

Nuklearna energija općenito ima izvrsnu sigurnosnu evidenciju, s 433 reaktora u pogonu koji prosječno rade više od 20 godina. Međutim, katastrofa u Černobilu pokazala je da vrlo teška nuklearna nesreća može dovesti do radioaktivne kontaminacije na nacionalnoj i regionalnoj razini. Iako pitanja sigurnosti i okoliša postaju kritična za sve izvore energije, mnogi doživljavaju nuklearnu energiju kao posebno i inherentno nesigurnu. Briga o sigurnosti, zajedno s povezanim regulatornim zahtjevima, i dalje će imati snažan utjecaj na razvoj nuklearne energije u bliskoj budućnosti. Provest će se niz pristupa kako bi se smanjio opseg stvarnih i potencijalnih nesreća na postrojenjima. Izuzetno učinkovite barijere (kao što su dvostruki kontejnmenti) smanjit će vjerojatnost značajnih radioloških posljedica od nesreća izvan lokacije na izuzetno niske razine, eliminirajući potrebu za planovima za slučaj opasnosti. Poboljšanje integriteta reaktorske posude i reaktorskih sustava također će smanjiti vjerojatnost posljedica na licu mjesta. Inherentna sigurnost struktura i procesa postrojenja može se poboljšati ugradnjom pasivnih sigurnosnih značajki umjesto aktivnih zaštitnih sustava. Visokotemperaturni reaktori hlađeni plinom koji koriste gorivo od keramičkog grafita s visokom toplinskom otpornošću i cjelovitošću, smanjujući vjerojatnost ispuštanja radioaktivnog materijala, mogu se pojaviti kao održiva opcija. #8

Za i protiv nuklearne energije

Tijekom 40 godina razvoja nuklearne energetike u svijetu izgrađeno je oko 400 blokova u 26 zemalja s ukupnim energetskim kapacitetom od oko 300 milijuna kW. Glavne prednosti nuklearne energije su visoka konačna isplativost i odsutnost emisija produkata izgaranja u atmosferu (s tog gledišta može se smatrati ekološki prihvatljivom), glavni nedostaci su potencijalna opasnost od radioaktivnog onečišćenja okoliš s fisijskim produktima nuklearnog goriva u nesreći (kao što je Černobil ili na američkoj postaji Trimile Island) i problem ponovne obrade rabljenog nuklearnog goriva.

Pogledajmo prvo prednosti. Profitabilnost nuklearne energije sastoji se od nekoliko komponenti. Jedan od njih je neovisnost o transportu goriva. Ako je za elektranu snage 1 milijun kW potrebno oko 2 milijuna t.e. (ili oko 5 milijuna niskokvalitetnog ugljena), tada će za jedinicu VVER-1000 biti potrebno isporučiti ne više od 30 tona obogaćenog urana, što praktički smanjuje troškove prijevoza goriva na nulu (u postajama na ugljen ti troškovi iznose do 50% cijene). Korištenje nuklearnog goriva za proizvodnju energije ne zahtijeva kisik i nije popraćeno stalnim emisijama produkata izgaranja, što, sukladno tome, neće zahtijevati izgradnju postrojenja za pročišćavanje emisija u atmosferu. Gradovi koji se nalaze u blizini nuklearnih elektrana uglavnom su ekološki prihvatljivi zeleni gradovi u svim zemljama svijeta, a ako to nije slučaj, onda je to zbog utjecaja drugih industrija i objekata koji se nalaze na istom području. U tom pogledu TE daju sasvim drugačiju sliku. Analiza stanja okoliša u Rusiji pokazuje da termoelektrane čine više od 25% svih štetnih emisija u atmosferu. Oko 60% emisija iz termoelektrana događa se u europskom dijelu i na Uralu, gdje opterećenje okoliša znatno premašuje maksimalnu granicu. Najteža ekološka situacija razvila se u regijama Ural, Središnja i Volga, gdje opterećenja stvorena taloženjem sumpora i dušika na nekim mjestima premašuju kritične za 2-2,5 puta.

Nedostaci nuklearne energije uključuju potencijalnu opasnost od radioaktivnog onečišćenja okoliša u slučaju teških nesreća poput Černobila. Sada su u nuklearnim elektranama koje koriste reaktore černobilskog tipa (RBMK) poduzete dodatne sigurnosne mjere koje, prema zaključku IAEA (Međunarodne agencije za atomsku energiju), u potpunosti isključuju nesreću takve težine: kao projektirani životni vijek iscrpljen, takve reaktore treba zamijeniti reaktorima nove generacije povećane sigurnosti. Ipak, preokret u javnom mnijenju o sigurnom korištenju nuklearne energije prema svemu sudeći neće se dogoditi skoro. Problem odlaganja radioaktivnog otpada vrlo je akutan za cijelu svjetsku zajednicu. Sada već postoje metode za ostakljivanje, bitumenizaciju i cementaciju radioaktivnog otpada iz nuklearnih elektrana, ali su potrebne površine za izgradnju grobišta gdje će se taj otpad odlagati za vječno skladištenje. Zemlje s malim teritorijem i velikom gustoćom naseljenosti imaju ozbiljne poteškoće u rješavanju ovog problema. #2

Nuklearno gorivo i energetska baza Rusije.

Puštanje u rad prve nuklearne elektrane 1954. godine, snage samo 5000 kW, postalo je događaj od globalne važnosti. Označio je početak razvoja nuklearne energije, koja može dugoročno opskrbljivati ​​čovječanstvo električnom i toplinskom energijom. Trenutačno je globalni udio električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama relativno malen i iznosi oko 17 posto, ali u nizu zemalja doseže 50-75 posto. U Sovjetskom Savezu stvorena je snažna industrija nuklearne energije, koja je opskrbljivala gorivom ne samo svoje nuklearne elektrane, već i nuklearne elektrane u nizu drugih zemalja. Trenutačno nuklearne elektrane u Rusiji, zemljama ZND-a i istočnoj Europi imaju 20 jedinica s reaktorima VVER-1000, 26 jedinica s reaktorima VVER-440, 15 jedinica s reaktorima RBMK i 2 jedinice s reaktorima na brze neutrone. Opskrba nuklearnim gorivom za te reaktore određuje obujam industrijske proizvodnje gorivih šipki i gorivih sklopova u Rusiji. Proizvode se u dvije tvornice: u Elektrostalu - za reaktore VVER-440, RBMK i brze neutrone; u Novosibirsku - za reaktore VVER-1000 Pelete za gorivne elemente VVER-1000 i RBMK isporučuje tvornica u Kazahstanu (Ust-Kamenogorsk). #4

Trenutno se od 15 nuklearnih elektrana izgrađenih u SSSR-u, 9 nalazi na ruskom teritoriju; instalirana snaga njihovih 29 agregata je 21.242 megavata. Među operativnim energetskim jedinicama, 13 ima VVER brodske reaktore (vodni energetski reaktor pod tlakom, čija se jezgra nalazi u metalnom ili prednapetom betonskom kućištu dizajniranom za puni tlak rashladnog sredstva), 11 blok kanalnih reaktora RMBK-1000 (RMBK - grafit- vodeni reaktor bez izdržljivog kućišta, rashladna tekućina u ovom reaktoru teče kroz cijevi s gorivim elementima), 4 jedinice - EGP (vodno-grafitni kanalni reaktor s kipućom rashladnom tekućinom) od po 12 megavata ugrađene su u Bilibino APEC i opremljena je još jedna energetska jedinica. s reaktorom BN-600. Treba napomenuti da je glavna flota tlačnih reaktora najnovije generacije bila smještena u Ukrajini (10 jedinica VVER-1000 i 2 jedinice VVER-440). #9

Novi agregati.

U ovom desetljeću počinje izgradnja nove generacije blokova s ​​tlačnovodnim reaktorima. Prvi od njih bit će jedinice VVER-640, čiji dizajn i parametri uzimaju u obzir domaće i svjetsko iskustvo, kao i jedinice s poboljšanim reaktorom VVER-1000 sa značajno poboljšanim sigurnosnim pokazateljima. Glavne energetske jedinice VVER-640 nalaze se na lokacijama Sosnovy Bor, Lenjingradska oblast i NE Kola, a na bazi VVER-1000 - na lokaciji Novovoronješka NE.

Izrađen je i projekt tlačne posude reaktora srednje snage VPBER-600 s integralnim izgledom. Nuklearne elektrane s takvim reaktorima moći će se graditi nešto kasnije.

Navedene vrste opreme, uz pravovremenu provedbu svih istraživačkih i eksperimentalnih radova, osigurat će osnovne potrebe nuklearne energije za predviđeno 15-20-godišnje razdoblje.

Postoje prijedlozi za nastavak rada na reaktorima grafitno-vodenog kanala, prijelaz na električnu snagu od 800 megavata i stvaranje reaktora koji po sigurnosti nije inferioran reaktoru VVER. Takvi bi reaktori mogli zamijeniti postojeće RBMK reaktore. U budućnosti je moguće graditi energetske blokove s modernim sigurnim reaktorima na brze neutrone BN-800. Ovi se reaktori također mogu koristiti za uključivanje energetskog i oružnog plutonija u ciklus goriva i za razvoj tehnologija za spaljivanje aktinoida (radioaktivnih metalnih elemenata, čiji su svi izotopi radioaktivni). #9

Perspektive razvoja nuklearne energije.

Kada se razmatraju izgledi za nuklearnu energiju u bliskoj (prije kraja stoljeća) i dalekoj budućnosti, potrebno je uzeti u obzir utjecaj mnogih čimbenika: ograničene rezerve prirodnog urana, visoke troškove kapitalne izgradnje nuklearne elektrane. postrojenja u usporedbi s termoelektranama, negativno javno mnijenje, što je dovelo do usvajanja u nizu zemalja (SAD, Njemačka, Švedska, Italija) zakona koji ograničavaju pravo industrije nuklearne energije na korištenje niza tehnologija (na primjer, korištenje Pu, itd.), što je dovelo do ograničavanja izgradnje novih kapaciteta i postupnog povlačenja istrošenih bez zamjene novima. Istodobno, prisutnost velike rezerve već iskopanog i obogaćenog urana, kao i urana i plutonija koji se oslobađaju tijekom rastavljanja nuklearnih bojevih glava, prisutnost naprednih tehnologija uzgoja (gdje gorivo iskrcano iz reaktora sadrži više fisibilnih izotopa) nego što je bilo napunjeno) uklanja problem ograničenja prirodnih rezervi urana, povećavajući mogućnosti nuklearne energije na 200-300 Q. To premašuje resurse organskog goriva i omogućuje stvaranje temelja svjetske energije za 200-300 godina. .

Ali napredne tehnologije uzgoja (osobito brzi reaktori za razmnožavanje) nisu prešle u fazu masovne proizvodnje zbog zaostajanja u području ponovne obrade i recikliranja (vađenje "korisnog" urana i plutonija iz istrošenog goriva). A najčešći suvremeni reaktori s toplinskim neutronima u svijetu koriste samo 0,50,6% urana (uglavnom fisijski izotop U 238, čija je koncentracija u prirodnom uranu 0,7%). Uz tako nisku učinkovitost korištenja urana, energetske mogućnosti nuklearne energije procjenjuju se na samo 35 Q. Iako bi ovo moglo biti prihvatljivo za svjetsku zajednicu u bliskoj budućnosti, uzimajući u obzir već uspostavljen odnos između nuklearne i tradicionalne energije i određivanje stopa rasta nuklearnih elektrana u cijelom svijetu. Osim toga, tehnologija proširene reprodukcije stvara značajno dodatno opterećenje okoliša. .Danas je stručnjacima posve jasno da je nuklearna energija, u načelu, jedini pravi i značajan izvor opskrbe čovječanstva električnom energijom na dugi rok, koji ne uzrokuje takve negativne pojave za planet kao što su efekt staklenika, kisele kiše itd. Kao što je poznato, danas je energija bazirana na fosilnim gorivima, odnosno izgaranju ugljena, nafte i plina, osnova za proizvodnju električne energije u svijetu. Želja za očuvanjem organskih goriva, koja su također vrijedna sirovina obveza postavljanja ograničenja za emisije CO; ili smanjiti njihove razine i ograničeni izgledi za široku upotrebu obnovljivih izvora energije ukazuju na potrebu povećanja doprinosa nuklearne energije.

Uzimajući u obzir sve navedeno, možemo zaključiti da će izgledi za razvoj nuklearne energije u svijetu biti različiti za različite regije i pojedine zemlje, na temelju potreba i električne energije, veličine teritorija, dostupnosti fosilnih goriva. rezerve goriva, mogućnost privlačenja financijskih sredstava za izgradnju i rad takve prilično skupe tehnologije, utjecaj javnog mnijenja u određenoj zemlji i niz drugih razloga. #2

Razmotrimo odvojeno izgledi za nuklearnu energiju u Rusiji. Zatvoreni istraživačko-proizvodni kompleks tehnološki povezanih poduzeća stvorenih u Rusiji pokriva sva područja potrebna za funkcioniranje nuklearne industrije, uključujući rudarstvo i preradu ruda, metalurgiju, kemiju i radiokemiju, strojarstvo i instrumentogradnju te građevinski potencijal. Znanstveni, inženjerski i tehnički potencijal industrije je jedinstven. Industrijski i sirovinski potencijal industrije omogućuje da se osigura rad nuklearnih elektrana u Rusiji i ZND-u u narednim godinama; osim toga, planira se raditi na uključivanju akumuliranog urana i plutonija u ciklus goriva . Rusija može izvoziti prirodni i obogaćeni uran na svjetsko tržište, s obzirom da razina tehnologije rudarenja i prerade urana u nekim područjima premašuje svjetsku, što joj omogućuje da zadrži svoju poziciju na svjetskom tržištu urana u uvjetima globalne konkurencije.

Ali daljnji razvoj industrije bez povratka na njega javno povjerenje nemoguće. Za to je potrebno formirati pozitivno javno mnijenje temeljeno na otvorenosti industrije i osigurati mogućnost sigurnog rada nuklearnih elektrana pod kontrolom IAEA. S obzirom na gospodarske poteškoće Rusije, industrija će se u bliskoj budućnosti usredotočiti na siguran rad postojećih kapaciteta uz postupnu zamjenu istrošenih jedinica prve generacije najnaprednijim ruskim reaktorima (VVER-1000, 500, 600), te blagim povećanjem u kapacitetu dogodit će se zbog završetka izgradnje već započetih postrojenja. Dugoročno gledano, Rusija će vjerojatno vidjeti povećanje kapaciteta kroz prijelaz na nove generacije nuklearnih elektrana, čija će razina sigurnosti i ekonomski pokazatelji osigurati održivi razvoj industrije u budućnosti.

Dijalog između pobornika i protivnika nuklearne energije zahtijeva potpune i točne informacije o stanju u industriji u pojedinoj zemlji iu svijetu, znanstveno utemeljene prognoze razvoja i potreba za nuklearnom energijom. Samo kroz transparentnost i svijest mogu se postići prihvatljivi rezultati. Više od 400 jedinica diljem svijeta (prema IAEA Power Reactor Information System krajem 1994. radile su 432 nuklearne elektrane u 30 zemalja s ukupnim kapacitetom od približno 340 GW) osigurava značajan udio energetskih potreba društva. Milijuni ljudi diljem svijeta iskopavaju uran, obogaćuju ga, stvaraju opremu i grade nuklearne elektrane, deseci tisuća znanstvenika rade u industriji. Riječ je o jednoj od najmoćnijih grana moderne industrije koja je već postala njezin sastavni dio. I premda uspon nuklearne energije sada zamjenjuje razdoblje stabilizacije kapaciteta, s obzirom na pozicije koje je nuklearna energija stekla tijekom 40 godina, postoji nada da će uspjeti zadržati svoj udio u globalnoj proizvodnji električne energije prilično dugo vremena dok se u svjetskoj zajednici ne formira zajednički stav o potrebi i razmjerima korištenja nuklearne energije u svijetu.

Popis korištene literature:

# 1 “Nuklearna energija u alternativnim energetskim scenarijima” Energy 1997 br. 4

# 2 “Neki ekonomski aspekti suvremenog razvoja nuklearne energije” Vestnik MSU 1997 br. 1

# 3 “Stanje i izgledi za razvoj ruske elektroenergetike” BIKI 1997 br. 8

# 4 .Međunarodni poslovi 1997 br.5,br.6

# 5 .VEK 1996 br. 18, br. 13

# 6 .Nezavisimaya Gazeta 30.01.97

# 8 “Strategija nuklearne energije” Međunarodni poslovi 1997 br. 7

# 9 “O izgledima nuklearne energije u Rusiji” lipanj 1995

Nuklearna energija (Atomska energija) je grana energetike koja se bavi proizvodnjom električne i toplinske energije pretvorbom nuklearne energije.

Temelj nuklearne energije su nuklearne elektrane (NE). Izvor energije u nuklearnoj elektrani je nuklearni reaktor u kojem se odvija kontrolirana lančana reakcija.

Opasnost je povezana s problemima zbrinjavanja otpada, nesrećama koje dovode do ekoloških katastrofa i katastrofa uzrokovanih ljudskim djelovanjem, kao i mogućnošću korištenja oštećenja ovih objekata (uz ostale: hidroelektrane, kemijska postrojenja itd.) konvencionalnim oružjem ili kao rezultat terorističkog napada – kao oružje za masovno uništenje. „Dvostruka uporaba” poduzeća za nuklearnu energiju, moguće curenje (i sankcionirano i kazneno) nuklearnog goriva iz proizvodnje električne energije i njegova uporaba za proizvodnju nuklearnog oružja stalan je izvor javne zabrinutosti, političkih intriga i razloga za vojne akcijski.

Nuklearna energija je ekološki najprihvatljivija vrsta energije. To je najočiglednije u usporedbi s npr. hidroelektranama ili termoelektranama njihova je praktična neovisnost o izvorima goriva zbog male količine goriva termoelektrane, ukupne godišnje emisije štetnih tvari, koje uključuju dušikove okside, ugljikovodike, aldehide i leteći pepeo, u potpunosti izostaju. Troškovi izgradnje nuklearne elektrane su približno na istoj razini kao kod izgradnje termoelektrana, ili nešto više. Tijekom normalnog rada nuklearne elektrane, emisije radioaktivnih elemenata u okoliš su izrazito neznatne. U prosjeku su 2-4 puta manje nego iz termoelektrana iste snage. Glavni nedostatak nuklearnih elektrana su teške posljedice havarija.

Nesreća u nuklearnoj elektrani Černobil, černobilska nesreća - uništenje 26. travnja 1986. četvrte jedinice nuklearne elektrane Černobil, smještene na području Ukrajinske SSR (danas Ukrajina). Razaranje je bilo eksplozivno, reaktor je potpuno uništen, a velika količina radioaktivnih tvari ispuštena je u okoliš. U prva 3 mjeseca nakon nesreće umrla je 31 osoba. dugoročni učinci zračenja, utvrđeni tijekom sljedećih 15 godina, uzrokovali su smrt 60 do 80 ljudi. 134 osobe su pretrpjele radijacijsku bolest različite težine, više od 115 tisuća ljudi evakuirano je iz zone od 30 kilometara. Za otklanjanje posljedica mobilizirana su značajna sredstva; u otklanjanju posljedica nesreće sudjelovalo je više od 600 tisuća ljudi.

Kao rezultat nesreće, oko 5 milijuna hektara zemlje povučeno je iz poljoprivredne upotrebe, oko nuklearne elektrane stvorena je zona isključenja od 30 kilometara, stotine malih naselja su uništene i zatrpane (zatrpane teškom radioaktivnom opremom). širio u obliku aerosola, koji se postupno taložio na površini zemlje.

RW - radioaktivni otpad - kruti, tekući ili plinoviti proizvodi nuklearne energije i drugih industrija koji sadrže radioaktivne izotope je najopasniji dio koji se najteže zbrinjava - svi radioaktivni i kontaminirani materijali koji nastaju tijekom korištenja radioaktivnosti od strane ljudi i ne nalaze se dalje. RAO uključuje istrošene gorivne elemente nuklearnih elektrana (gorivne šipke), objekte NEK tijekom njihove demontaže i popravka, radioaktivne dijelove medicinskih uređaja, radnu odjeću zaposlenika NEK i sl. RAO se mora skladištiti ili zakopati na način da se isključena je mogućnost njihovog ispuštanja u okoliš.

Odlaganje radioaktivnog otpada u stijenama.

Danas je općepriznato (uključujući i IAEA) da je najučinkovitije i najsigurnije rješenje problema konačnog zbrinjavanja radioaktivnog otpada njegovo odlaganje u odlagalištima na dubini od najmanje 300-500 m u dubokim geološkim formacijama u skladu s princip zaštite od više barijera i obveznog prijenosa tekućeg radioaktivnog otpada u skrućeno stanje. Iskustva u provođenju podzemnih nuklearnih pokusa dokazala su da uz određeni izbor geoloških struktura ne dolazi do istjecanja radionuklida iz podzemnog prostora u okoliš.

Površinski ukop.

IAEA definira ovu opciju kao odlaganje radioaktivnog otpada, sa ili bez projektiranih barijera, u:

1. Pripovršinski ukopi u razini tla. Ti se ukopi nalaze na površini ili ispod nje, gdje je zaštitni premaz debljine otprilike nekoliko metara. Spremnici za otpad postavljaju se u izgrađene skladišne ​​komore, a kada su komore pune, pune se (zatrpavaju). Na kraju će se zatvoriti i prekriti nepropusnom barijerom i gornjim slojem zemlje.

2.2. Površinski ukopi u pećinama ispod razine zemlje. Za razliku od pripovršinskog zakapanja u razini tla, gdje se iskapanje vrši s površine, plitko zakopavanje zahtijeva podzemno iskapanje, ali se odlagalište nalazi nekoliko desetaka metara ispod površine zemlje i dostupno je kroz blago nakošeni otvor rudnika.

Izravno ubrizgavanje

Ovaj pristup uključuje ubrizgavanje tekućeg radioaktivnog otpada izravno u stijensku formaciju duboko pod zemljom koja je odabrana zbog svojih odgovarajućih karakteristika zadržavanja otpada (to jest, minimiziranje daljnjeg kretanja nakon ubrizgavanja).

Odvoz na moru.

Odlaganje u more odnosi se na radioaktivni otpad koji se prevozi brodovima i ispušta u more u pakiranjima namijenjenim:

Eksplodirati na dubini što rezultira izravnim oslobađanjem i raspršivanjem radioaktivnog materijala u more, ili

Zaroniti do morskog dna i doći do njega netaknutog.

Nakon nekog vremena, fizičko zadržavanje kontejnera više neće biti učinkovito, a radioaktivne tvari će se raspršiti i razrijediti u more. Daljnje razrjeđivanje uzrokovat će migraciju radioaktivnih tvari dalje od mjesta ispuštanja zbog utjecaja struja. Metoda odlaganja nisko i srednje radioaktivnog otpada u moru prakticira se već neko vrijeme.

Povezane informacije.

Nuklearna energija uglavnom se povezuje s katastrofom u Černobilu koja se dogodila 1986. godine. Tada je cijeli svijet bio šokiran posljedicama eksplozije nuklearnog reaktora, od koje su tisuće ljudi imale ozbiljne zdravstvene probleme ili umrle. Tisuće hektara zagađenog područja na kojem je nemoguće živjeti, raditi i uzgajati usjeve ili ekološki način proizvodnje energije koji će biti korak prema svjetlijoj budućnosti za milijune ljudi?

Prednosti nuklearne energije

Izgradnja nuklearnih elektrana ostaje isplativa zbog minimalnih troškova proizvodnje energije. Kao što znate, termoelektrane za rad trebaju ugljen, a njegova dnevna potrošnja je oko milijun tona. Trošku ugljena pridodaju se i troškovi transporta goriva, koji također dosta košta. Što se tiče nuklearnih elektrana, radi se o obogaćenom uranu, pa se stoga štedi na troškovima transporta goriva i na njegovoj kupnji.


Također je nemoguće ne primijetiti ekološku prihvatljivost rada nuklearnih elektrana, jer se dugo vremena vjerovalo da će nuklearna energija stati na kraj zagađivanju okoliša. Gradovi koji se grade oko nuklearnih elektrana ekološki su prihvatljivi jer rad reaktora nije popraćen stalnim ispuštanjem štetnih tvari u atmosferu, a za korištenje nuklearnog goriva nije potreban kisik. Kao rezultat toga, ekološka katastrofa gradova može patiti samo od ispušnih plinova i rada drugih industrijskih objekata.

Uštede u ovom slučaju nastaju i zbog činjenice da nema potrebe za izgradnjom postrojenja za pročišćavanje kako bi se smanjile emisije produkata izgaranja u okoliš. Problem onečišćenja u velikim gradovima danas postaje sve urgentniji, jer često razina onečišćenja u gradovima u kojima su izgrađene termoelektrane premašuje 2 - 2,5 puta kritične pokazatelje onečišćenja zraka sumporom, letećim pepelom, aldehidima, ugljikom oksidi i dušik.

Katastrofa u Černobilu postala je velika lekcija za svjetsku zajednicu, u vezi s kojom se može reći da je rad nuklearnih elektrana svake godine sve sigurniji. U gotovo svim nuklearnim elektranama ugrađene su dodatne sigurnosne mjere koje su uvelike smanjile mogućnost da se dogodi nesreća slična černobilskoj. Reaktori poput černobilskog RBMK zamijenjeni su reaktorima nove generacije s povećanom sigurnošću.

Nedostaci nuklearne energije

Najvažniji nedostatak nuklearne energije je sjećanje na to kako se prije gotovo 30 godina dogodila nesreća na reaktoru čija se eksplozija smatrala nemogućom i praktički nerealnom, što je postalo uzrokom svjetske tragedije. Dogodilo se to tako jer je nesreća pogodila ne samo SSSR, već i cijeli svijet - radioaktivni oblak s područja današnje Ukrajine krenuo je prvo prema Bjelorusiji, nakon Francuske, Italije i tako stigao do SAD-a.

Već sama pomisao da bi se to jednog dana moglo ponoviti razlog je što se mnogi ljudi i znanstvenici protive izgradnji novih nuklearnih elektrana. Usput, černobilska katastrofa se ne smatra jedinom nesrećom ove vrste; Nuklearna elektrana Onagawa I NEK Fukushima – 1, gdje je uslijed snažnog potresa izbio požar. To je izazvalo taljenje nuklearnog goriva u reaktoru bloka br. 1, što je izazvalo curenje radijacije. To je bila posljedica evakuacije stanovništva koje je živjelo 10 km od postaja.

Vrijedno je prisjetiti se i velike nesreće u , kada je vruća para iz turbine trećeg reaktora usmrtila 4 osobe, a ozlijedila preko 200 osoba. Svakodnevno, ljudskom krivnjom ili djelovanjem stihije, moguće su nesreće u nuklearnim elektranama, uslijed kojih radioaktivni otpad dospije u hranu, vodu i okoliš, trujući milijune ljudi. To je ono što se danas smatra najvažnijim nedostatkom nuklearne energije.

Osim toga, problem odlaganja radioaktivnog otpada je vrlo akutan, izgradnja grobišta zahtijeva velike površine, što je veliki problem za male zemlje. Unatoč činjenici da je otpad bitumeniziran i skriven iza slojeva željeza i cementa, nitko ne može svima sa sigurnošću jamčiti da će ostati siguran za ljude dugi niz godina. Također, ne zaboravite da je zbrinjavanje radioaktivnog otpada vrlo skupo, zbog uštede u troškovima za ostakljivanje, sagorijevanje, sabijanje i cementiranje radioaktivnog otpada, moguća su curenja. Uz stabilno financiranje i veliki teritorij zemlje, ovaj problem ne postoji, ali ne može se svaka država pohvaliti time.

Također valja napomenuti da se tijekom rada nuklearne elektrane, kao iu svakoj proizvodnji, događaju akcidentne situacije, što uzrokuje ispuštanje radioaktivnog otpada u atmosferu, tlo i rijeke. Sićušne čestice urana i drugih izotopa prisutne su u zraku gradova u kojima se grade nuklearne elektrane, što uzrokuje trovanje okoliša.

zaključke

Iako je nuklearna energija i dalje izvor zagađenja i mogućih katastrofa, ipak treba napomenuti da će se njen razvoj nastaviti, makar samo zato što jeftin način za dobivanje energije, a nalazišta goriva ugljikovodika postupno se iscrpljuju. U pravim rukama nuklearna energija doista može postati siguran i ekološki prihvatljiv način proizvodnje energije, no ipak je vrijedno napomenuti da su većinu katastrofa uzrokovali ljudi.

U problemima zbrinjavanja radioaktivnog otpada vrlo je važna međunarodna suradnja jer samo ona može osigurati dostatna sredstva za sigurno i dugoročno zbrinjavanje radijacijskog otpada i iskorištenog nuklearnog goriva.

Potrošnja energije u svijetu raste znatno brže od njezine proizvodnje, a industrijska uporaba novih obećavajućih tehnologija u energetskom sektoru, iz objektivnih razloga, počet će tek 2030. Problem nedostatka fosilnih izvora energije postaje sve akutniji. Vrlo su ograničene i mogućnosti izgradnje novih hidroelektrana. Ne treba zaboraviti ni na borbu protiv efekta staklenika koji nameće ograničenja za izgaranje nafte, plina i ugljena u termoelektranama.

Rješenje problema mogao bi biti aktivni razvoj nuklearne energije. Trenutno se u svijetu pojavio trend koji se naziva “nuklearna renesansa”. Čak ni nesreća u nuklearnoj elektrani Fukushima nije mogla utjecati na ovaj trend. Čak i najkonzervativnije prognoze IAEA govore da bi do 2030. godine na planetu moglo biti izgrađeno do 600 novih energetskih jedinica (trenutačno ih je više od 436). Na povećanje udjela nuklearne energije u globalnoj energetskoj bilanci mogu utjecati čimbenici kao što su pouzdanost, prihvatljiva razina troškova u usporedbi s drugim energetskim sektorima, relativno mala količina otpada i dostupnost resursa. Uzimajući u obzir sve gore navedeno, formuliramo glavne prednosti i nedostatke nuklearne energije:

Prednosti nuklearne energije

• 1. Ogroman energetski intenzitet korištenog goriva. 1 kilogram urana obogaćenog na 4%, kada potpuno sagori, oslobađa energiju ekvivalentnu sagorijevanju približno 100 tona visokokvalitetnog ugljena ili 60 tona nafte.
• 2. Mogućnost ponovne uporabe goriva (nakon regeneracije). Fisijski materijal (uran-235) može se ponovno koristiti (za razliku od pepela i šljake fosilnih goriva). S razvojem tehnologije brzih neutronskih reaktora, u budućnosti je moguć prijelaz na zatvoreni ciklus goriva, što znači potpuni izostanak otpada.
• 3. Nuklearna energija ne doprinosi efektu staklenika. Svake godine nuklearne elektrane u Europi izbjegnu emisiju od 700 milijuna tona CO 2 . Radne nuklearne elektrane, primjerice, u Rusiji, godišnje sprječavaju ispuštanje 210 milijuna tona ugljičnog dioksida u atmosferu. Stoga se intenzivan razvoj nuklearne energije neizravno može smatrati jednim od načina borbe protiv globalnog zatopljenja.
• 4. Uran je relativno jeftino gorivo. Ležišta urana prilično su raširena u svijetu.
• 5. Održavanje nuklearnih elektrana vrlo je važan proces, ali ga nije potrebno provoditi tako često kao punjenje goriva i održavanje tradicionalnih elektrana.
• 6. Nuklearni reaktori i povezani periferni uređaji mogu raditi bez kisika. To znači da se mogu potpuno izolirati i po potrebi postaviti pod zemlju ili pod vodu bez ventilacijskih sustava.
• 7. Nuklearne elektrane, izgrađene i upravljane na siguran način, mogu pomoći globalnom gospodarstvu da se odmakne od prevelikog oslanjanja na fosilna goriva za električnu energiju.

Nedostaci nuklearne energije

• 1. Eksploatacija i obogaćivanje urana može izložiti osoblje uključeno u ove aktivnosti radioaktivnoj prašini i može dovesti do ispuštanja te prašine u zrak ili vodu.
• 2. Otpad nuklearnih reaktora ostaje radioaktivan mnogo godina. Postojeće i obećavajuće metode njihova zbrinjavanja povezane su s tehničkim, ekološkim i političkim problemima.
• 3. Iako je rizik od sabotaže u nuklearnim elektranama mali, njezine potencijalne posljedice - ispuštanje radioaktivnih materijala u okoliš - vrlo su ozbiljne. Takvi se rizici ne mogu zanemariti.
• 4. Prijevoz fisijskih materijala do elektrana za korištenje kao gorivo i prijevoz radioaktivnog otpada do odlagališta nikada ne može biti potpuno siguran. Posljedice proboja sigurnosti mogu biti katastrofalne.
• 5. Fisijski nuklearni materijali koji padnu u pogrešne ruke mogu izazvati nuklearni terorizam ili ucjenu.
• 6. Zbog gore navedenih čimbenika rizika, razne javne organizacije opiru se širokoj uporabi nuklearnih elektrana. To pridonosi rastućem oprezu društva prema nuklearnoj energiji općenito, posebice u Sjedinjenim Državama.

Mislim da u zemljama bivšeg Sovjetskog Saveza, kada je riječ o nuklearnim elektranama, mnogima odmah prođe pomisao na tragediju u Černobilu. To nije tako lako zaboraviti i želio bih razumjeti princip rada ovih stanica, kao i saznati njihove prednosti i nedostatke.

Princip rada nuklearne elektrane

Nuklearna elektrana je vrsta nuklearnog postrojenja čiji je cilj proizvodnja energije, a potom i električne energije. Općenito, četrdesete godine prošlog stoljeća mogu se smatrati početkom ere nuklearnih elektrana. U SSSR-u su razvijeni različiti projekti koji se odnose na korištenje atomske energije ne u vojne, već u miroljubive svrhe. Jedna od tih miroljubivih svrha bila je proizvodnja električne energije. U kasnim 40-ima, prvi radovi su počeli oživljavati ovu ideju. Takve stanice rade na vodenom reaktoru, iz kojeg se energija oslobađa i prenosi na različite rashladne tekućine. Tijekom ovog procesa oslobađa se para koja se hladi u kondenzatoru. A onda struja ide kroz generatore do domova stanovnika grada.

Sve prednosti i mane nuklearnih elektrana

Započet ću s najosnovnijom i najhrabrijom prednošću - nema ovisnosti o velikoj potrošnji goriva. Osim toga, troškovi transporta nuklearnog goriva bit će iznimno niski, za razliku od konvencionalnog goriva. Napominjem da je to vrlo važno za Rusiju, s obzirom da se naš ugljen doprema iz Sibira, a to je izuzetno skupo.

Sada s ekološke točke gledišta: količina emisija u atmosferu godišnje je približno 13.000 tona i, koliko god ta brojka izgledala velika, u usporedbi s drugim poduzećima, brojka je prilično mala. Druge prednosti i mane:

• koristi se puno vode, što pogoršava okoliš;
• proizvodnja električne energije gotovo je jednaka trošku kao u termoelektranama;
• veliki nedostatak su strašne posljedice nesreća (primjera ima dosta).

Napominjem i da se nuklearna elektrana nakon prestanka rada mora likvidirati, a to može koštati gotovo četvrtinu cijene izgradnje. Unatoč svim nedostacima, nuklearne elektrane prilično su česte u svijetu.