Аяқталды: Студент гр. XXXXXX
Толық аты-жөні
Кіріспе
Өткен тәжірибе көрсеткендей, кейбір негізгі энергия көздері басқаларымен – ағаш көмірмен, көмірмен мұнаймен, мұнаймен газбен, химиялық отынмен атом энергиясымен алмастырылғанға дейін кемінде 80 жыл өтеді. Атом энергиясын игеру тарихы – алғашқы тәжірибелік тәжірибелерден бастап – 1939 ж. Уранның бөліну реакциясы ашылды.
Ғасырымыздың 30-жылдарында атақты ғалым И.В. Курчатов мүддесі үшін ядролық технология саласындағы ғылыми-практикалық жұмыстарды дамыту қажеттілігін негіздеді. ұлттық экономикаелдер.
1946 жылы Еуропа-Азия континентіндегі алғашқы ядролық реактор Ресейде салынып, іске қосылды. Уран өндіру өнеркәсібі құрылуда. Ядролық отын – уран-235 және плутоний-239 өндірісі ұйымдастырылып, радиоактивті изотоптар өндірісі жолға қойылды.
1954 жылы Обнинскіде дүние жүзіндегі бірінші атом электр станциясы жұмыс істей бастады, ал 3 жылдан кейін әлемдегі алғашқы атомдық кеме «Ленин» мұзжарғышы мұхитқа шықты.
1970 жылдан бастап әлемнің көптеген елдерінде атом энергетикасын дамытудың ауқымды бағдарламалары жүзеге асырылуда. Қазіргі уақытта дүние жүзінде жүздеген ядролық реакторлар жұмыс істейді.
Атом энергетикасы – белсенді дамып келе жатқан сала. Мұнайдың, газдың, көмірдің қоры бірте-бірте кеуіп бара жатқандықтан, ал уран жер бетінде кең таралған элемент болғандықтан, оның болашағы зор екені анық. Бірақ ядролық энергия адамдар үшін қауіптің жоғарылауымен байланысты екенін есте ұстаған жөн, бұл, атап айтқанда, ядролық реакторлардың бұзылуымен болған апаттардың өте жағымсыз салдарымен көрінеді.
Ядролық энергия қаншалықты қауіпті? Бұл сұрақ әсіресе елде жиі қойыла бастады соңғы уақытта, әсіресе Three Mile Island атом электр станцияларындағы апаттардан кейін және Чернобыль атом электр станциясы.
Ядролық энергияның ерекшеліктері
Энергия - бұл негіз. Өркениеттің барлық игілігі, адам қызметінің барлық материалдық салалары – киім жуудан Ай мен Марсты зерттеуге дейін – энергия шығынын қажет етеді. Және неғұрлым көп болса, соғұрлым көп.
Бүгінгі таңда атом энергиясы экономиканың көптеген салаларында кеңінен қолданылады. Атом электр станциялары бар қуатты суасты қайықтары мен жер үсті кемелері жасалуда. Бейбіт атом пайдалы қазбаларды іздеу үшін қолданылады. Биологияда жаппай қолдану, ауыл шаруашылығы, медицина, радиоактивті изотоптар ғарышты игеруде табылды.
Ресейде 9 атом электр станциясы (АЭС) бар және олардың барлығы дерлік елдің халық тығыз орналасқан еуропалық бөлігінде орналасқан. Бұл атом электр станцияларының 30 шақырымдық аймағында 4 миллионнан астам адам тұрады.
Атом электр станцияларының энергетикалық теңгерімдегі оң маңызы айқын. Өзінің жұмысы үшін гидроэнергетика үлкен су қоймаларын құруды талап етеді, олардың астында өзендердің жағалауындағы құнарлы жерлердің үлкен аумақтары су астында қалады. Олардағы су тоқырап, сапасын жоғалтады, бұл өз кезегінде сумен қамтамасыз ету, балық шаруашылығы және демалыс саласының мәселелерін қиындатады.
Жылу электр станциялары биосфераның жойылуына көп үлес қосады және табиғи ортаЖер. Олар қазірдің өзінде ондаған тонна органикалық отынды жойды. Оны өндіру үшін егіншіліктен және басқа жерлерден орасан зор жерлер алынады. Көмірді ашық әдіспен өндіретін жерлерде «ай ландшафттары» қалыптасады. Ал жанармай құрамындағы күлдің көбеюі ондаған миллион тоннаның ауаға шығуына басты себеп болып отыр. Дүние жүзіндегі барлық жылу электр станциялары жылына атмосфераға 250 миллион тоннаға дейін күл мен 60 миллион тоннаға жуық күкірт диоксиді шығарады.
Атом электр станциялары қазіргі әлемдік энергетика жүйесіндегі үшінші «кит» болып табылады. Атом электр станциясының технологиясы ғылыми-техникалық прогрестің басты жетістігі екені сөзсіз. Ақаусыз жұмыс кезінде атом электр станциялары іс жүзінде ластанбайды қоршаған орта, термиялық қоспағанда. Рас, атом электр станцияларының (және ядролық отын циклі кәсіпорындарының) жұмыс істеуі нәтижесінде ықтимал қауіп төндіретін радиоактивті қалдықтар түзіледі. Дегенмен, радиоактивті қалдықтардың көлемі өте аз, өте жинақы, сыртқа ағып кетпейтініне кепілдік беретін жағдайда сақтауға болады.
Атом электр станциялары кәдімгі жылу станцияларына қарағанда үнемді және ең бастысы дұрыс жұмыс істегенде таза энергия көзі болып табылады.
Сонымен бірге, атом энергетикасын экономиканың мүддесі үшін дамытқан кезде біз адамдардың қауіпсіздігі мен денсаулығын ұмытпауымыз керек, өйткені қателіктер апатты зардаптарға әкелуі мүмкін.
Жалпы алғанда, әлемнің 14 елінде атом электр станциялары іске қосылғалы бері күрделілік дәрежесі әртүрлі 150-ден астам оқыс оқиғалар мен апаттар орын алды. Олардың ішіндегі ең тәні: 1957 жылы - Виндскалейде (Англия), 1959 жылы - Санта-Сюзаннада (АҚШ), 1961 жылы - Айдахо-Фолста (АҚШ), 1979 жылы - Майл-Айлендте (АҚШ) Три атом электр станциясында. , 1986 жылы - Чернобыль атом электр станциясында (КСРО).
Бүгінгі таңда әлемдік электр энергиясының шамамен 17% атом электр станцияларынан (АЭС) келеді. Кейбір елдерде оның үлесі әлдеқайда жоғары. Мысалы, Швецияда ол барлық электр энергиясының жартысына жуығын, Францияда шамамен төрттен үш бөлігін құрайды. Жақында Қытайда қабылданған бағдарламаға сәйкес, атом электр станцияларының энергия үлесін бес-алты есеге арттыру жоспарлануда. Атом электр станциялары АҚШ пен Ресейде әлі шешуші болмаса да, айтарлықтай рөл атқарады.
Қырық жылдан астам уақыт бұрын, сол кезде ешкімге беймәлім Обнинск қаласында бірінші атом электр станциясы электр қуатын өндіргенде, атом энергиясы толығымен қауіпсіз және экологиялық таза болып көрінетін. Американдық атом электр станцияларының біріндегі апат, одан кейін Чернобыль апаты шын мәнінде атом энергетикасының үлкен қауіпке толы екенін көрсетті. Адамдар қорқады. Бүгінгі таңда қоғамның қарсылығы сонша, көптеген елдерде жаңа атом электр станцияларының құрылысы іс жүзінде тоқтап қалды. Жалғыз ерекшелік - атом энергетикасы дамуын жалғастыратын Шығыс Азия елдері - Жапония, Корея, Қытай.
Мықты жақтарын білетін мамандар мен әлсіз жақтарыреакторлар, ядролық қауіпті байсалдырақ қараңыз. Жинақталған тәжірибе мен жаңа технологиялар бақылаудан шығу ықтималдығы нөлге тең болмаса да, өте аз реакторлар салуға мүмкіндік береді. Заманауи ядролық кәсіпорындарда үй-жайлар мен реактор арналарындағы радиацияны қатаң бақылау қамтамасыз етілген: ауыстырылатын комбинезондар, арнайы аяқ киімдер, егер сізде радиоактивті «кірдің» аздаған іздері болса да ауа есігін ешқашан ашпайтын автоматты радиациялық детекторлар. . Мысалы, ең таза пластикалық едендер мен кең бөлмелердегі ауаны үздіксіз тазарту кез келген радиоактивті ластану туралы ойды да жоққа шығаратын Швециядағы атом электр станциясында.
Ядролық энергетиканың алдында сынақтар болды ядролық қару. Жерде және атмосферада ядролық және термоядролық бомбалар сынақтан өтті, олардың жарылыстары әлемді үрейлендірді. Сонымен қатар инженерлер дамып келе жатқан және ядролық реакторлар, алуға арналған электр энергиясы. Әскери бағыт – теңіз кемелеріне арналған реакторларды шығаруға басымдық берілді. Әскери ведомстволар реакторларды сүңгуір қайықтарда пайдалануды ерекше перспективалы деп санады: мұндай кемелердің әрекет ету ауқымы шексіз дерлік болады және жылдар бойы су астында қалуы мүмкін. Америкалықтар өздерінің күш-жігерін қысымды су реакторларын құруға шоғырландырды, онда қарапайым («жеңіл») су нейтронды реттегіш және салқындатқыш ретінде қызмет етеді және электр станциясының массасының бірлігіне үлкен қуатқа ие болды. Көлік реакторларының толық масштабты жерүсті тәжірибелік үлгілері салынды, оларда барлық жобалық шешімдер сынақтан өтті, басқару және қауіпсіздік жүйелері сынақтан өтті. ХХ ғасырдың 50-жылдарының ортасында. Бірінші атомдық сүңгуір қайық «Наутилус» Солтүстік Мұзды мұхит мұзының астында жүзді.
Осыған ұқсас жұмыстар біздің елімізде де жүргізілді, тек қысымды су реакторларымен бірге арналы графит реакторы жасалды (онда су сонымен қатар салқындатқыш және графит модератор қызметін атқарды). Дегенмен, қысымды су реакторымен салыстырғанда, графит реакторы төмен қуат тығыздығына ие. Сонымен қатар, мұндай реактордың маңызды артықшылығы болды - көлік қондырғыларынан негізінен салқындатқыш судың қысымы мен температурасымен ерекшеленетін өнеркәсіптік графит реакторларын салу мен пайдалануда айтарлықтай тәжірибе болды. Ал тәжірибеге ие болу даму жұмыстарына уақыт пен ақшаны үнемдеуді білдіреді. Көлік қондырғылары үшін графит реакторының жерүсті прототипін жасау кезінде оның пайдасыздығы айқын болды. Содан кейін оны атом энергиясына пайдалану туралы шешім қабылданды. АМ реакторы, дәлірек айтсақ, оның 5000 кВт турбогенераторы 1954 жылы 27 маусымда электр желісіне қосылып, КСРО-да әлемдегі алғашқы атом электр станциясы, атом электр станциясы іске қосылғанын бүкіл әлем білді.
Арналық графит реакторларымен қатар біздің елімізде, сондай-ақ АҚШ-та 20 ғасырдың 50-жылдарының ортасынан бастап. жылдарда қысымды су энергетикалық реакторларын (VVER) пайдалануға негізделген бағыт әзірленді. Олардың тән ерекшелігі- диаметрі 4,5 м және биіктігі 11 м болатын үлкен ғимарат жоғары қан қысымы- 160 атм дейін. Мұндай қаптамаларды өндіру және атом электр станциясы алаңына тасымалдау өте күрделі жұмыс. Америкалық фирмалар PWR реакторлары негізінде атом энергетикасын дамытуды бастаған, өзен жағаларында реакторлық кемелер шығаратын зауыттар салды, оларды атом электр станциясының құрылысы алаңына тасымалдауға арналған баржалар мен жүк көтергіштігі 1000 тонна крандарды салды. Бұл ойластырылған көзқарас Америка Құрама Штаттарына өз қажеттіліктерін қанағаттандыруға ғана емес, сонымен қатар 70-ші жылдары атом энергиясын өндірудің сыртқы нарығын жаулап алуға мүмкіндік берді. КСРО VVER реакторлары бар атом электр станцияларының өнеркәсіптік базасын соншалықты кең және жылдам дамыта алмады. Бастапқыда бір ғана Ижора зауыты жылына бір реакторлық ыдыс шығара алатын. Attommash ұшыру тек 70-ші жылдардың соңында өтті.
Отын элементтерін салқындату суы қайнау күйінде болатын RBMK реакторы (жоғары қуатты реактор, канал) арналы графит реакторларының дәйекті дамуының келесі кезеңі ретінде пайда болды: өнеркәсіптік графит реакторы, дүниежүзілік реактор. бірінші атом электр станциясы, Белоярск АЭС реакторлары. РБМК-дағы Ленинград АЭС-і өз жігерін көрсетті. Дәстүрлі болуына қарамастан автоматты жүйереттеуге байланысты операторға жанармай жанған сайын реакторды басқаруға жиі араласуға тура келді (ауысымына 200 ретке дейін). Бұл реактордың жұмысы кезінде 10 минуттық кезеңдегі тұрақсыздықтың дамуына әкелетін оң кері байланыстың пайда болуына немесе күшеюіне байланысты болды. Оң кері байланысы бар кез келген құрылғының қалыпты тұрақты жұмысы үшін сенімді автоматты басқару жүйесі қажет. Дегенмен, мұндай жүйенің істен шығуына байланысты әрқашан апат қаупі бар. Тұрақсыздық мәселесі Канадада да кездесті, 1971 жылы олар нейтронды реттегіштер ретінде ауыр су және салқындатқыш ретінде қайнаған жеңіл суы бар арналы реакторды іске қосқан кезде болды. Канадалық мамандар тағдырды азғыруға бел буып, қондырғыны жауып тастады. RBMK бейімделген жаңа автоматты басқару жүйесі салыстырмалы түрде тез әзірленді. Оны жүзеге асыру реактордың қолайлы тұрақтылығын қамтамасыз етті. КСРО-да РБМК реакторлары бар атом электр станцияларының сериялық құрылысы басталды (мұндай қондырғылар әлемнің ешбір жерінде пайдаланылмаған).
Жаңа реттеу жүйесі енгізілгеніне қарамастан, қорқынышты қауіп сақталуда. РБМК реакторы екі экстремалды күймен сипатталады: олардың бірінде реактор арналары қайнаған сумен, ал екіншісінде бумен толтырылады. Қайнаған сумен толтырылған кезде нейтрондардың көбейту коэффициенті бумен толтырылғаннан жоғары. Бұл жағдайда оң кері байланыс, онда қуаттың ұлғаюы арналарда будың қосымша мөлшерінің пайда болуын тудырады, бұл өз кезегінде нейтрондарды көбейту коэффициентінің жоғарылауына, демек, қуаттың одан әрі өсуіне әкеледі. Бұл RBMK құрастырылғаннан бері бұрыннан белгілі. Алайда, кейін ғана Чернобыль апатыМұқият талдау нәтижесінде жедел нейтрондардың көмегімен реакторды жеделдетуге болатыны белгілі болды. 1 сағат 23 минутта. 1986 жылы 26 сәуірде Чернобыль атом электр станциясының 4-ші блогының реакторы жарылды. Оның салдары өте қорқынышты.
Сонда атом энергетикасын дамыту қажет пе? Атом электр станцияларында және ACT (ядролық жылумен жабдықтау станциялары) энергия өндіру энергия өндірудің ең экологиялық таза тәсілі болып табылады. Энергия желден, күннен, жер асты жылуынан және т.б. атом энергиясын бірден және тез алмастыра алмайды. 21 ғасырдың басындағы АҚШ-тағы болжам бойынша. Энергияны өндірудің осындай әдістерінің барлығы дүние жүзінде өндірілетін энергияның 10%-нан аспайтын болады.
Көмір мен мазутпен жұмыс істейтін жылу электр станцияларынан үнемі бөлінетін миллиондаған тонна көмірқышқыл газының, азот оксиді мен күкірттің ластануынан планетамызды сақтап қалуға және орасан зор оттегінің жағуын тек газдың көмегімен ғана тоқтатуға болады. ядролық энергия. Бірақ бір шарт орындалса ғана: Чернобыль қайталанбауы керек. Ол үшін абсолютті сенімді энергетикалық реактор жасау қажет. Бірақ табиғатта мүлдем сенімді ештеңе жоқ, табиғат заңдарына қайшы келмейтін барлық процестер үлкен немесе аз ықтималдықпен жүреді; Ал ядролық энергетиканың қарсыластары мынандай уәж айтады: апат болуы екіталай, бірақ оның бүгін немесе ертең болмайтынына кепілдік жоқ. Бұл туралы ойлаған кезде мынаны ескеру қажет. Біріншіден, RBMK реакторының апатқа дейін жұмыс істеген күйінде жарылуы екіталай оқиға емес. Екіншіден, бұл тәсілмен бәріміз Жер бүгін немесе ертең үлкен астероидпен соқтығысады деп үнемі қорқынышпен өмір сүруіміз керек; Ірі апаттың ықтималдығы өте төмен реакторды мүлдем қауіпсіз деп санауға болатын сияқты.
КСРО-да VVER реакторлары бар (американдық PWR-ге ұқсас) атом электр станцияларын салу мен пайдаланудың көп жылдық тәжірибесі жинақталды, оның негізінде салыстырмалы түрде қысқа мерзімде неғұрлым қауіпсіз энергетикалық реактор жасауға болады. Төтенше жағдай кезінде уран ядроларының барлық радиоактивті ыдырау фрагменттері қоршау қабығында қалуы керек.
Халық саны көп дамыған елдер жақындап келе жатқандықтан жақын болашақта жасай алмайды экологиялық апаткәдімгі отынның кейбір қорлары болса да ядролық энергиясыз жұмыс істемейді. Қуатты үнемдеу режимі мәселені біраз уақытқа кейінге қалдыра алады, бірақ оны шеше алмайды. Сонымен қатар, көптеген сарапшылар біздің жағдайда тіпті уақытша нәтижеге қол жеткізу мүмкін емес деп санайды: энергиямен жабдықтау кәсіпорындарының тиімділігі экономикалық даму деңгейіне байланысты. Тіпті АҚШ-тың өнеркәсіпке энергияны көп қажет ететін өндірісті енгізу күнінен бастап 20-25 жыл өтті.
Ядролық энергетиканы дамытуда туындаған мәжбүрлі үзіліс VVER реакторының негізінде жеткілікті қауіпсіз қуатты реакторды әзірлеу үшін, сондай-ақ қауіпсіздігі бірдей деңгейде болуы керек баламалы қуат реакторларын әзірлеу үшін пайдаланылуы керек. экономикалық тиімділігі әлдеқайда жоғары. Жерасты VVER реакторы бар демонстрациялық атом электр станциясын оның экономикалық тиімділігі мен қауіпсіздігін тексеру үшін ең қолайлы жерде салған жөн.
Соңғы уақытта атом электр станцияларының әртүрлі жобалық шешімдері ұсынылды. Атап айтқанда, жинақы атом электр станциясын Санкт-Петербургтің «Малахит» теңіз инженерлік бюросының мамандары әзірлеген. Ұсынылып отырған станция энергетикалық ресурстар мәселесі өте өткір тұрған Калининград облысына арналған. Әзірлеушілер атом электр станциясында сұйық металды салқындатқышты (қорғасын мен висмут қорытпасы) пайдалануды қарастырды және онда болатын радиациялық қауіпті апаттардың, оның ішінде кез келген сыртқы әсерлердің болуын болдырмайды. Станция экологиялық таза және экономикалық жағынан тиімді. Оның барлық негізгі жабдықтары терең жер астына орналастырылуы керек - диаметрі 20 м болатын тау жыныстары арасында төселген бұл жер үсті құрылымдарының санын және иеліктен шығарылған жерді азайтуға мүмкіндік береді. Жобаланған атом электр станциясының құрылымы модульдік, бұл да өте маңызды. Калининград АЭС-тің жобалық қуаты 220 МВт құрайды, бірақ қажет болған жағдайда модульдер санын өзгерту арқылы оны бірнеше есе азайтуға немесе арттыруға болады.
ЯДРОЛЫҚ ЭНЕРГИЯ
жылу мен электр энергиясын өндіру үшін атом ядроларының бөліну реакциясын пайдалануға негізделген технология саласы. 1990 жылы атом электр станциялары (АЭС) дүние жүзіндегі электр энергиясының 16% өндірді. Мұндай электр станциялары 31 елде жұмыс істеді және тағы 6 елде салынды. Атом энергетикасы секторы Францияда, Бельгияда, Финляндияда, Швецияда, Болгарияда және Швейцарияда ең маңызды, яғни. табиғи энергия ресурстары жеткіліксіз өнеркәсібі дамыған елдерде. Бұл елдер электр энергиясының төрттен бірінен жартысына дейін атом электр станцияларынан өндіреді. Америка Құрама Штаттары атом электр станцияларынан электр энергиясының сегізден бір бөлігін ғана өндіреді, бірақ бұл оның әлемдік өндірісінің бестен бір бөлігін құрайды. Ядролық энергетика қызу пікірталас тақырыбы болып қала береді. Атом энергетикасын жақтаушылар мен қарсыластар оның қауіпсіздігін, сенімділігін бағалауда күрт ерекшеленеді. экономикалық тиімділік. Сонымен қатар, электр энергиясын өндіруден ядролық отынның ағуы және оны ядролық қаруды өндіру үшін пайдалануы туралы кең таралған болжамдар бар.
Ядролық отын айналымы.Атом энергетикасы – отын айналымын құрайтын көптеген өндірістік процестерді қамтитын күрделі сала. Реактордың түріне және циклдің соңғы кезеңі қалай өтетініне байланысты отын циклдерінің әртүрлі түрлері бар. Әдетте жанармай циклі келесі процестерден тұрады. Шахталарда уран кені өндіріледі. Уран диоксидін бөлу үшін руда ұсақталады, ал радиоактивті қалдықтар үйіндіге түседі. Алынған уран оксиді (сары торт) газ тәрізді қосылыс уран гексафторидіне айналады. Уран-235 концентрациясын арттыру үшін изотоптарды бөлу қондырғыларында уран гексафториді байытылады. Содан кейін байытылған уран қайтадан қатты уран диоксидіне айналады, одан отын түйіршіктері жасалады. Отын элементтері (отын элементтері) түйіршіктерден жиналады, олар атом электр станциясының ядролық реакторының өзегіне енгізу үшін жинақтарға біріктіріледі. Реактордан шығарылған пайдаланылған отынның радиация деңгейі жоғары және электр станциясының аумағында салқындағаннан кейін арнайы қоймаға жіберіледі.
Сондай-ақ қондырғыны пайдалану және жөндеу кезінде жинақталған төмен радиациялық қалдықтарды шығару қарастырылған. Қызмет ету мерзімі аяқталғаннан кейін реактордың өзі (реактордың құрамдас бөліктерін залалсыздандыру және кәдеге жарату) пайдаланудан шығарылуы керек. Отын айналымының әрбір кезеңі адамдардың қауіпсіздігін және қоршаған ортаны қорғауды қамтамасыз ету үшін реттеледі.Өнеркәсіптік ядролық реакторлар алғашында ядролық қаруы бар елдерде ғана жасалды. АҚШ, КСРО, Ұлыбритания және Франция ядролық реакторлардың әртүрлі нұсқаларын белсенді түрде зерттеді. Алайда, кейіннен ядролық энергетикада реакторлардың үш негізгі түрі басым бола бастады, олар негізінен отынмен, ядроның қажетті температурасын ұстап тұру үшін қолданылатын салқындатқышпен және ыдырау процесі кезінде бөлінетін нейтрондардың жылдамдығын төмендету үшін қолданылатын модератормен және тізбекті реакцияны сақтау үшін қажет. Олардың ішінде бірінші (және ең көп таралған) түрі - салқындатқыш және модератор қарапайым немесе «жеңіл» су (жеңіл су реакторы) болып табылатын байытылған уран реакторы. Жеңіл су реакторының екі негізгі түрі бар: турбиналарды айналдыратын бу тікелей өзекте түзілетін реактор (қайнау реакторы) және бу реакторға қосылған сыртқы немесе екінші контурда өндірілетін реактор. жылуалмастырғыштар мен бу генераторлары (су-су қуат реакторы - VVER) арқылы бірінші тізбек. Жеңіл су реакторын әзірлеу АҚШ Қарулы Күштерінің бағдарламалары бойынша басталды. Осылайша, 1950 жылдары General Electric және Westinghouse компаниялары АҚШ Әскери-теңіз күштерінің суасты қайықтары мен ұшақ тасығыштары үшін жеңіл су реакторларын жасады. Бұл компаниялар ядролық отынды қалпына келтіру және байыту технологияларын дамыту бойынша әскери бағдарламаларды жүзеге асыруға да қатысты. Сол онжылдықта Кеңес Одағы графит модераторы бар қайнаған су реакторын жасады. Практикалық қолдануды тапқан реактордың екінші түрі газбен салқындатылатын реактор (графит модераторы бар). Оның құрылуы ерте ядролық қару бағдарламаларымен де тығыз байланысты болды. 1940 жылдардың соңы – 1950 жылдардың басында Ұлыбритания мен Франция өздерінің жеке атом бомбалары, қару-жарақ деңгейіндегі плутонийді өте тиімді өндіретін және табиғи уранмен де жұмыс істей алатын газбен салқындатылған реакторларды дамытуға бағытталған. Коммерциялық табысқа қол жеткізген реактордың үшінші түрі - салқындатқышы да, модераторы да ауыр су, отыны да табиғи уран болатын реактор. Ядролық дәуірдің басында ауыр су реакторының ықтимал пайдасы бірқатар елдерде зерттелді. Алайда, мұндай реакторлардың өндірісі кейіннен Канадада шоғырланды, ішінара оның үлкен уран қорына байланысты.
Атом өнеркәсібінің дамуы.Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін бүкіл әлем бойынша электр энергетикасына ондаған миллиард доллар инвестицияланды. Бұл құрылыс буміне электр энергиясына сұраныстың тез өсуі, халық пен ұлттық табыстың өсуінен әлдеқайда озып кетті. Көмірмен жұмыс істейтін жылу электр станцияларына (ЖЭС) және аз дәрежеде мұнай мен газға, сондай-ақ су электр станцияларына басты назар аударылды. 1969 жылға дейін өнеркәсіптік үлгідегі атом электр станциялары болған жоқ. 1973 жылға қарай өнеркәсібі дамыған елдердің барлығы дерлік ауқымды гидроэнергетика ресурстарын таусылды. 1973 жылдан кейін энергия бағасының өсуі, электр энергиясына сұраныстың тез өсуі, сондай-ақ ұлттық энергетикалық сектордың тәуелсіздігін жоғалту мүмкіндігі туралы алаңдаушылықтың күшеюі - осының бәрі атом энергетикасы ретіндегі көзқарастың қалыптасуына ықпал етті. жақын болашақта тек нақты баламалы энергия көзі. 1973-1974 жылдардағы араб мұнай эмбаргосы атом энергетикасын дамытуға тапсырыстар мен оптимистік болжамдардың қосымша толқынын тудырды. Бірақ бәрі келесі жылыбұл болжамдарға өзіндік түзетулер енгізді. Бір жағынан, атом энергетикасы үкіметтерде, уран өнеркәсібінде, ғылыми-зерттеу зертханаларында және ықпалды энергетикалық компаниялар арасында қолдаушыларға ие болды. Екінші жағынан, халықтың мүддесін, қоршаған ортаның тазалығын, тұтынушылардың құқығын қорғайтын топтарды біріктірген күшті оппозиция пайда болды. Бүгінгі күнге дейін жалғасып келе жатқан пікірталас негізінен отын айналымының әртүрлі кезеңдерінің қоршаған ортаға тигізетін зиянды әсерлеріне, реактордағы апаттардың ықтималдылығына және олардың ықтимал салдарына, реакторларды салу мен пайдалануды ұйымдастыруға, реакторларды пайдаланудың қолайлы нұсқаларына арналды. ядролық қалдықтарды кәдеге жарату, атом электр станцияларында диверсиялар мен лаңкестік әрекеттер жасау мүмкіндігі, сондай-ақ ядролық қаруды таратпау саласындағы ұлттық және халықаралық күш-жігерді көбейту мәселелері.
Қауіпсіздік мәселелері. 1970 және 1980 жылдардағы Чернобыль апаты және басқа да ядролық реактордағы апаттар, басқалармен қатар, мұндай апаттардың жиі болжау мүмкін емес екенін көрсетті. Мысалы, Чернобыльда 4-ші энергоблоктың реакторы белгісіз себептермен оның жоспарлы тоқтауы кезінде орын алған электр қуатының күрт көтерілуі салдарынан қатты зақымданған. Реактор бетон қабықшасында болды және апаттық салқындату жүйесімен және басқа заманауи қауіпсіздік жүйелерімен жабдықталған. Бірақ реакторды өшірген кезде қуаттың күрт секіруі мүмкін және мұндай секіруден кейін реакторда пайда болған сутегі газы ауамен араласып, реактор ғимаратын қирататындай жарылып кетеді деген ешкімнің ойына да келмеген. Апат салдарынан 30-дан астам адам қаза тапты, Киев пен көршілес облыстардың 200 мыңнан астам тұрғыны үлкен дозада радиация алып, Киевтің су құбыры ластанған. Апат аймағының солтүстігінде – тікелей радиациялық бұлт жолында – Беларусь, Украина және Батыс Ресей экологиясы үшін өмірлік маңызы бар кең байтақ Припять батпақтары орналасқан. Америка Құрама Штаттарында ядролық реакторларды салу және пайдалану объектілері құрылысты баяулататын, жобалау және пайдалану стандарттарына көптеген өзгерістер енгізуге және шығындар мен қуат шығындарын арттыруға мәжбүрлейтін көптеген қауіпсіздік мәселелеріне тап болды. Бұл қиындықтардың екі негізгі көзі болған сияқты. Соның бірі – бұл жаңа энергетика саласында білім мен тәжірибенің аздығы. Екіншісі – ядролық реакторлар технологиясының дамуы, оның барысында жаңа мәселелер туындайды. Бірақ ескілері де қалады, мысалы, бу генераторының құбырларының коррозиясы және қайнаған су реакторының құбырларының жарылуы. Салқындату сұйықтығы ағынының кенеттен өзгеруінен туындаған зақым сияқты басқа қауіпсіздік мәселелері толық шешілмеген.
Ядролық энергияның экономикасы.Атом энергетикасына инвестиция, электр энергиясын өндірудің басқа салаларына инвестициялау сияқты, екі шарт орындалса, экономикалық негізделеді: бір киловатт-сағаттың құны ең арзан балама өндіру әдісінен аспауы және электр энергиясына күтілетін сұраныстың жеткілікті жоғары болуы. өндірілген энергия өз құнынан асатын бағамен сатылуы мүмкін. 1970 жылдардың басында әлемдік экономикалық перспективалар атом энергетикасы үшін өте қолайлы болып көрінді: электр энергиясына деген сұраныс та, негізгі отын түрлері – көмір мен мұнай бағасы да қарқынды өсті. Атом электр стансасын салу құнына келетін болсақ, сарапшылардың барлығы дерлік оның тұрақты болатынына немесе тіпті құлдырай бастайтынына сенімді болды. Алайда, 1980 жылдардың басында бұл бағалаулардың қате екені белгілі болды: электр энергиясына сұраныстың өсуі тоқтады, табиғи отынның бағасы бұдан былай өсіп қана қоймай, тіпті төмендей бастады, атом электр станцияларының құрылысы әлдеқайда көп болды. ең пессимистік болжамда күтілгеннен қымбат. Нәтижесінде атом энергетикасы барлық жерде күрделі экономикалық қиындықтар кезеңіне аяқ басты және ол ең қарқынды дамып, пайда болған елде – АҚШ-та аса күрделі болып шықты. Егер сіз орындасаңыз салыстырмалы талдауАҚШ-тағы атом энергетикасының экономикасы осы саланың неліктен бәсекеге қабілеттілігін жоғалтқаны белгілі болды. 1970 жылдардың басынан бастап атом электр станциясының құны күрт өсті. Кәдімгі жылу электр станциясының шығындары тікелей және жанама күрделі салымдардан, отын шығындарынан, пайдалану шығындарынан және техникалық қызмет көрсету шығындарынан тұрады. Көмірмен жұмыс істейтін жылу электр станциясының қызмет ету мерзімі ішінде отын барлық шығындардың орташа 50-60% құрайды. АЭС жағдайында күрделі салымдар басым, барлық шығындардың шамамен 70% құрайды. Жаңа атомдық реакторлардың күрделі шығындары орташа алғанда олардың бүкіл қызмет ету мерзімі ішінде көмірмен жұмыс істейтін жылу электр станциялары үшін отын шығындарынан айтарлықтай асып түседі, бұл атом электр станциялары жағдайында отынды үнемдеудің артықшылығын жоққа шығарады.
Атом энергетикасының келешегі.Атом энергетикасын дамытудың қауіпсіз және үнемді жолдарын іздеуді жалғастыру қажеттігін алға тартып отырғандардың арасында екі негізгі бағытты бөліп көрсетуге болады. Біріншіні жақтаушылар барлық күш-жігерді халықтың ядролық технологиялар қауіпсіздігіне деген сенімсіздігін жоюға жұмылдыру керек деп есептейді. Ол үшін қазіргі жеңіл су реакторларына қарағанда қауіпсіз жаңа реакторларды жасау қажет. Мұнда реакторлардың екі түрі қызықтырады: «технологиялық тұрғыдан өте қауіпсіз» реактор және «модульдік» жоғары температуралы газбен салқындатылған реактор. Модульдік газбен салқындатылған реактордың прототипі Германияда, сондай-ақ АҚШ пен Жапонияда жасалған. Жеңіл су реакторынан айырмашылығы, модульдік газбен салқындатылатын реактордың конструкциясы оның жұмысының қауіпсіздігі пассивті түрде - операторлардың тікелей әрекеттерінсіз немесе электрлік немесе механикалық жүйеқорғау. Технологиялық тұрғыдан өте қауіпсіз реакторлар да пассивті қорғаныс жүйесін пайдаланады. Идеясы Швецияда ұсынылған мұндай реактор, шамасы, жобалау сатысынан асып кетпеген сияқты. Бірақ ол модульдік газбен салқындатылған реакторға қарағанда оның әлеуетті артықшылықтарын көретіндер арасында Құрама Штаттарда айтарлықтай қолдау тапты. Бірақ екі нұсқаның да болашағы белгісіз шығындарға, даму қиындықтарына және атом энергетикасының даулы болашағына байланысты белгісіз. Басқа мектептің жақтаушылары дамыған елдерге жаңа электр станцияларына мұқтаж болғанша жаңа реакторлық технологияларды әзірлеуге аз ғана уақыт қалды деп есептейді. Олардың пікірінше, бірінші кезекте атом энергетикасына инвестиция тартуды ынталандыру керек. Бірақ атом энергетикасын дамытудың осы екі болашағынан басқа мүлде басқа көзқарас пайда болды. Ол жеткізілетін энергияны, жаңартылатын энергия ресурстарын (күн батареялары және т.б.) және энергияны үнемдеуді неғұрлым толық пайдалануға үміт артады. Бұл көзқарасты жақтаушылардың пікірінше, дамыған елдер үнемді жарық көздерін, тұрмыстық электр құрылғыларын, жылыту жабдықтарын және кондиционерлерді дамытуға көшетін болса, онда үнемделген электр энергиясы барлық қолданыстағы атом электр станцияларынсыз жұмыс істеуге жеткілікті болады. Электр энергиясын тұтынудың байқалған айтарлықтай төмендеуі тиімділік электр энергиясына сұранысты шектеудің маңызды факторы болуы мүмкін екенін көрсетеді. Осылайша, атом энергетикасы әлі де тиімділік, қауіпсіздік және қоғамдық ізгілік сынынан өткен жоқ. Оның болашағы қазір атом электр станцияларының құрылысы мен жұмысына бақылаудың қаншалықты тиімді және сенімді жүзеге асырылатынына, сондай-ақ радиоактивті қалдықтарды көму проблемасы сияқты басқа да бірқатар проблемалардың қаншалықты сәтті шешілетініне байланысты. Атом энергетикасының болашағы да оның күшті бәсекелестері – көмірмен жұмыс істейтін жылу электр станцияларының, энергия үнемдейтін жаңа технологиялар мен жаңартылатын энергия ресурстарының өміршеңдігі мен кеңеюіне байланысты.
Сондай-ақ қараңыз
ЯДРЫҢ БӨЛІНУІ;
ӨНДІРІСТІК ҚАЛДЫҚТАРДЫ ҚАЙТА ӨҢДЕУ.
ӘДЕБИЕТ
Дементьев Б.А. Ядролық энергетикалық реакторлар. М., 1984 Жылу және атом электр станциялары. Анықтамалық, кітап. 3. М., 1985 Синев Н.М. Атом энергетикасының экономикасы: Ядролық отын экономикасының технологиясының негіздері. Атом электр станцияларының экономикасы. М., 1987 Самойлов О.Б., Усинин Г.Б., Бахметьев А.М. Атом электр станцияларының қауіпсіздігі. М., 1989 ж
Collier энциклопедиясы. - Ашық қоғам. 2000 .
Басқа сөздіктерде «ядролық энергия» деген не екенін қараңыз:
ядролық энергия- Атом энергиясын электрлендіру және жылыту мақсатында пайдаланатын энергетика саласы. Ғылым мен техника саласы ретінде атом энергиясын электр және жылу энергиясына айналдыру әдістері мен құралдарын әзірлейді. )