Dokončené: Študent gr. XXXXXXX
Celé meno
Úvod
Doterajšie skúsenosti ukazujú, že kým sa niektoré hlavné zdroje energie nahradia inými – prejde minimálne 80 rokov – drevo sa nahradí uhlím, uhlie ropou, ropa plynom, chemické palivá sa nahradia jadrovou energiou. História ovládania atómovej energie - od prvých experimentálnych experimentov - siaha asi 60 rokov dozadu, keď v roku 1939. Bola objavená štiepna reakcia uránu.
V 30. rokoch nášho storočia známy vedec I.V. Kurčatov zdôvodnil potrebu rozvoja vedeckej a praktickej práce v oblasti jadrovej techniky v záujme o národného hospodárstva krajín.
V roku 1946 bol v Rusku postavený a spustený prvý jadrový reaktor na európsko-ázijskom kontinente. Vytvára sa priemysel ťažby uránu. Organizovala sa výroba jadrového paliva - uránu-235 a plutónia-239 a zaviedla sa výroba rádioaktívnych izotopov.
V roku 1954 začala v Obninsku fungovať prvá jadrová elektráreň na svete a o 3 roky neskôr vplávala do oceánu prvá loď na svete s jadrovým pohonom, ľadoborec Lenin.
Od roku 1970 sa v mnohých krajinách sveta realizujú rozsiahle programy rozvoja jadrovej energie. V súčasnosti sú po celom svete v prevádzke stovky jadrových reaktorov.
Jadrová energetika je aktívne sa rozvíjajúce odvetvie. Je zrejmé, že má predurčenú veľkú budúcnosť, keďže zásoby ropy, plynu, uhlia postupne vysychajú a urán je na Zemi pomerne bežným prvkom. Malo by sa však pamätať na to, že jadrová energia je spojená so zvýšeným nebezpečenstvom pre ľudí, čo sa prejavuje najmä v mimoriadne nepriaznivých následkoch havárií so zničením jadrových reaktorov.
Aká nebezpečná je jadrová energia? Táto otázka sa začala klásť obzvlášť často v v poslednej dobe, najmä po haváriách v jadrových elektrárňach Three Mile Island a Černobyľská jadrová elektráreň.
Vlastnosti jadrovej energie
Energia je základ. Všetky výhody civilizácie, všetky materiálne sféry ľudskej činnosti – od prania bielizne až po objavovanie Mesiaca a Marsu – si vyžadujú spotrebu energie. A čím ďalej, tým viac.
V súčasnosti sa atómová energia široko používa v mnohých odvetviach hospodárstva. Stavajú sa výkonné ponorky a hladinové lode s jadrovými elektrárňami. Pokojný atóm sa používa na hľadanie minerálov. Masívne uplatnenie v biológii, poľnohospodárstvo, medicína, rádioaktívne izotopy boli nájdené pri prieskume vesmíru.
V Rusku je 9 jadrových elektrární (JE) a takmer všetky sa nachádzajú v husto obývanej európskej časti krajiny. V 30-kilometrovej zóne týchto jadrových elektrární žije viac ako 4 milióny ľudí.
Pozitívny význam jadrových elektrární v energetickej bilancii je zrejmý. Vodná energia si pre svoju prácu vyžaduje vytvorenie veľkých nádrží, pod ktorými sú zaplavené veľké plochy úrodnej pôdy pozdĺž brehov riek. Voda v nich stagnuje a stráca svoju kvalitu, čo následne zhoršuje problémy so zásobovaním vodou, rybolovom a odvetvím voľného času.
Tepelné elektrárne najviac prispievajú k ničeniu biosféry a prírodné prostredie Zem. Zničili už mnoho desiatok ton organického paliva. Na jeho vyťaženie sa z poľnohospodárstva a iných oblastí odoberajú obrovské plochy pôdy. V oblastiach povrchovej ťažby uhlia sa vytvárajú „mesačné krajiny“. A práve zvýšený obsah popola v palive je hlavným dôvodom uvoľnenia desiatok miliónov ton do ovzdušia. Všetky tepelné elektrárne na svete vypúšťajú do atmosféry ročne až 250 miliónov ton popola a asi 60 miliónov ton oxidu siričitého.
Jadrové elektrárne sú treťou „veľrybou“ v modernom svetovom energetickom systéme. Technológia jadrových elektrární je nepochybne veľkým úspechom vedecko-technického pokroku. Počas bezproblémovej prevádzky jadrové elektrárne neprodukujú prakticky žiadne znečistenie životné prostredie, okrem term. Je pravda, že v dôsledku prevádzky jadrových elektrární (a podnikov jadrového palivového cyklu) vzniká rádioaktívny odpad, ktorý predstavuje potenciálne nebezpečenstvo. Objem rádioaktívneho odpadu je však veľmi malý, je veľmi kompaktný a možno ho skladovať v podmienkach, ktoré zaručujú, že nevytečú.
Jadrové elektrárne sú ekonomickejšie ako klasické tepelné stanice a čo je najdôležitejšie, pri správnej prevádzke sú čistými zdrojmi energie.
Zároveň pri rozvoji jadrovej energie v záujme hospodárstva nesmieme zabúdať na bezpečnosť a zdravie ľudí, pretože chyby môžu viesť ku katastrofálnym následkom.
Celkovo sa od spustenia prevádzky jadrových elektrární v 14 krajinách sveta stalo viac ako 150 incidentov a nehôd rôzneho stupňa zložitosti. Najtypickejšie z nich: v roku 1957 - vo Windscale (Anglicko), v roku 1959 - v Santa Suzanne (USA), v roku 1961 - v Idaho Falls (USA), v roku 1979 - v jadrovej elektrárni Tri - Mile Island (USA) , v roku 1986 - v jadrovej elektrárni v Černobyle (ZSSR).
V súčasnosti približne 17 % celosvetovej výroby elektriny pochádza z jadrových elektrární (JE). V niektorých krajinách je jeho podiel oveľa vyšší. Napríklad vo Švédsku tvorí asi polovicu všetkej elektriny, vo Francúzsku asi tri štvrtiny. Nedávno sa podľa programu prijatého v Číne plánuje päť až šesťnásobné zvýšenie príspevku energie z jadrových elektrární. V USA a Rusku zohrávajú jadrové elektrárne značnú, aj keď zatiaľ nie rozhodujúcu úlohu.
Pred viac ako štyridsiatimi rokmi, keď prvá jadrová elektráreň vyrábala elektrinu v vtedy málo známom mestečku Obninsk, sa mnohým zdalo, že jadrová energia je úplne bezpečná a ekologická. Nehoda v jednej z amerických jadrových elektrární a potom katastrofa v Černobyle ukázali, že jadrová energia je v skutočnosti plná veľkého nebezpečenstva. Ľudia majú strach. Odpor verejnosti je dnes taký, že výstavba nových jadrových elektrární sa vo väčšine krajín prakticky zastavila. Výnimkou sú len východoázijské krajiny – Japonsko, Kórea, Čína, kde sa jadrová energetika naďalej rozvíja.
Špecialisti, ktorí poznajú silné stránky a slabiny reaktory, pozerajte sa na jadrové nebezpečenstvo pokojnejšie. Nahromadené skúsenosti a nové technológie umožňujú stavať reaktory, ktorých pravdepodobnosť, že sa vymknú kontrole, aj keď nie nulová, je extrémne malá. V moderných jadrových podnikoch je zabezpečená najprísnejšia kontrola radiácie v priestoroch a v kanáloch reaktora: vymeniteľné kombinézy, špeciálna obuv, automatické detektory žiarenia, ktoré nikdy neotvoria dvere vzduchovej komory, ak máte na sebe čo i len malé stopy rádioaktívnej „nečistoty“. . Napríklad v jadrovej elektrárni vo Švédsku, kde sa zdá, že najčistejšie plastové podlahy a nepretržité čistenie vzduchu v priestranných miestnostiach vylučujú čo i len pomyslenie na akúkoľvek nápadnú rádioaktívnu kontamináciu.
Jadrovej energetike predchádzali testy jadrové zbrane. Na zemi a v atmosfére sa testovali jadrové a termonukleárne bomby, ktorých výbuchy zdesili svet. Inžinieri zároveň vyvíjali a jadrové reaktory, určený na prijatie elektrickej energie. Prednosť dostal vojenský smer – výroba reaktorov pre námorné lode. Vojenské oddelenia považovali použitie reaktorov na ponorkách za obzvlášť sľubné: takéto plavidlá by mali takmer neobmedzený rozsah činnosti a mohli zostať pod vodou roky. Američania sústredili svoje úsilie na vytvorenie tlakovodných reaktorov, v ktorých obyčajná („ľahká“) voda slúžila ako moderátor neutrónov a chladivo a ktoré mali veľký výkon na jednotku hmotnosti elektrárne. Boli postavené plnohodnotné pozemné prototypy transportných reaktorov, na ktorých sa testovali všetky konštrukčné riešenia a testovali sa riadiace a bezpečnostné systémy. V polovici 50-tych rokov XX storočia. Prvá ponorka s jadrovým pohonom, Nautilus, sa plavila pod ľadom Severného ľadového oceánu.
Podobné práce sa robili aj u nás, len spolu s tlakovodnými reaktormi bol vyvinutý kanálový grafitový reaktor (v ktorom voda slúžila aj ako chladivo a grafit ako moderátor). Avšak v porovnaní s tlakovodným reaktorom má grafitový reaktor nízku hustotu výkonu. Zároveň mal takýto reaktor dôležitú výhodu - už existovali značné skúsenosti s konštrukciou a prevádzkou priemyselných grafitových reaktorov, ktoré sa od transportných zariadení líšili najmä tlakom a teplotou chladiacej vody. A mať skúsenosti znamenalo ušetriť čas a peniaze na vývojové práce. Pri vytváraní pozemného prototypu grafitového reaktora pre dopravné zariadenia sa ukázala jeho zbytočnosť. A potom sa rozhodlo o jeho využití na jadrovú energiu. Reaktor AM, respektíve jeho 5000 kW turbogenerátor bol pripojený do elektrickej siete 27. júna 1954 a celý svet sa dozvedel, že v ZSSR bola spustená prvá jadrová elektráreň na svete, jadrová elektráreň.
Spolu s kanálovými grafitovými reaktormi u nás, ako aj v USA, od polovice 50. rokov 20. storočia. rokov sa vyvinul smer založený na využívaní tlakovodných energetických reaktorov (VVER). ich charakteristický znak- obrovská budova s priemerom 4,5 m a výškou 11 m, určená pre vysoký krvný tlak- až 160 atm. Výroba a preprava takýchto obalov do areálu jadrovej elektrárne je mimoriadne náročná úloha. Americké firmy, ktoré začali s vývojom jadrovej energie založenej na reaktoroch PWR, postavili na brehoch riek továrne na výrobu reaktorových nádob, postavili člny na ich prepravu na miesto výstavby jadrovej elektrárne a žeriavy s nosnosťou 1000 ton. Tento premyslený prístup umožnil Spojeným štátom nielen uspokojiť svoje vlastné potreby, ale aj podmaniť si zahraničný trh výroby jadrovej energie v 70. rokoch. ZSSR nedokázal tak široko a rýchlo vybudovať priemyselnú základňu pre jadrové elektrárne s reaktormi VVER. Na začiatku len jeden závod v Ižore mohol vyrábať jednu reaktorovú nádobu ročne. Spustenie Attommash sa uskutočnilo až koncom 70-tych rokov.
Reaktor RBMK (vysokovýkonný reaktor, kanál), v ktorom je voda ochladzujúca palivové články vo vare, sa objavil ako ďalší stupeň v postupnom vývoji kanálových grafitových reaktorov: priemyselný grafitový reaktor, reaktor svetovej prvá jadrová elektráreň, reaktory Belojarskej JE. Leningradská JE v RBMK ukázala svoj temperament. Napriek prítomnosti tradičných automatický systém regulácie, musel operátor zasahovať do riadenia reaktora čoraz častejšie, ako dohorelo palivo (až 200-krát za zmenu). Bolo to spôsobené vznikom alebo zintenzívnením pozitívnej spätnej väzby počas prevádzky reaktora, čo viedlo k rozvoju nestability s periódou 10 minút. Pre normálnu stabilnú prevádzku akéhokoľvek zariadenia s pozitívnou spätnou väzbou je potrebný spoľahlivý automatický riadiaci systém. Vždy však existuje nebezpečenstvo nehody v dôsledku zlyhania takéhoto systému. S problémom nestability sa stretli aj v Kanade, keď v roku 1971 spustili kanálový reaktor s ťažkou vodou ako moderátormi neutrónov a vriacou ľahkou vodou ako chladivom. Kanadskí špecialisti sa rozhodli nepokúšať osud a inštaláciu uzavreli. Pomerne rýchlo bol vyvinutý nový automatický riadiaci systém prispôsobený RBMK. Jeho realizácia zabezpečila prijateľnú stabilitu reaktora. V ZSSR sa začala sériová výstavba jadrových elektrární s reaktormi RBMK (takéto elektrárne sa nepoužívali nikde na svete).
Napriek zavedeniu nového regulačného systému zostáva strašná hrozba. Reaktor RBMK sa vyznačuje dvoma extrémnymi stavmi: v jednom z nich sú kanály reaktora naplnené vriacou vodou a v druhom parou. Koeficient násobenia neutrónov pri naplnení vriacou vodou je väčší ako pri naplnení parou. Za tejto podmienky pozitívne spätná väzba, v ktorom zvýšenie výkonu spôsobuje objavenie sa dodatočného množstva pary v kanáloch, čo následne vedie k zvýšeniu multiplikačného faktora neutrónov, a teda k ďalšiemu zvýšeniu výkonu. To je známe už dlho, od návrhu RBMK. Avšak až po Černobyľská katastrofa Ako výsledok dôkladnej analýzy sa ukázalo, že je možné urýchliť reaktor pomocou rýchlych neutrónov. O 1 hodinu 23 minút. 26. apríla 1986 vybuchol reaktor 4. bloku jadrovej elektrárne v Černobyle. Jeho následky sú hrozné.
Je teda potrebné rozvíjať jadrovú energetiku? Výroba energie v jadrových elektrárňach a ACT (jadrových teplárňach) je najekologickejším spôsobom výroby energie. Energia z vetra, slnka, podzemného tepla atď. nemôže okamžite a rýchlo nahradiť jadrovú energiu. Podľa predpovede v USA na začiatku 21. storočia. Všetky takéto spôsoby výroby energie nebudú predstavovať viac ako 10 % energie vyrobenej na celom svete.
Našu planétu je možné zachrániť pred znečistením miliónmi ton oxidu uhličitého, oxidov dusíka a síry, ktoré neustále vypúšťajú tepelné elektrárne na uhlie a vykurovací olej, a prestať spaľovať obrovské množstvá kyslíka iba pomocou jadrovej energie. Ale len ak je splnená jedna podmienka: Černobyľ sa už nesmie opakovať. Na to je potrebné vytvoriť absolútne spoľahlivý energetický reaktor. Ale v prírode nie je nič absolútne spoľahlivé, všetky procesy, ktoré nie sú v rozpore s prírodnými zákonmi, sa vyskytujú s väčšou alebo menšou pravdepodobnosťou. A odporcovia jadrovej energie argumentujú asi takto: nehoda je nepravdepodobná, ale neexistujú žiadne záruky, že sa to nestane dnes alebo zajtra. Keď o tom premýšľate, musíte zvážiť nasledujúce. Po prvé, výbuch reaktora RBMK v stave, v akom bol prevádzkovaný pred haváriou, nie je v žiadnom prípade nepravdepodobnou udalosťou. Po druhé, s týmto prístupom musíme všetci žiť v neustálom strachu, že Zem sa dnes alebo zajtra zrazí s veľkým asteroidom, pravdepodobnosť takejto udalosti tiež nie je nulová. Zdá sa, že reaktor, u ktorého je pravdepodobnosť veľkej havárie dosť nízka, možno považovať za absolútne bezpečný.
ZSSR nazbieral dlhoročné skúsenosti s výstavbou a prevádzkou jadrových elektrární s reaktormi VVER (obdoba amerických PWR), na základe ktorých možno v relatívne krátkom čase vytvoriť bezpečnejší energetický reaktor. tak, že v prípade núdze musia všetky rádioaktívne štiepne fragmenty jadier uránu zostať v obale
Vyspelé krajiny s veľkým počtom obyvateľov to v dohľadnej dobe vzhľadom na blížiace sa obdobie nebudú môcť ekologická katastrofa zaobísť sa bez jadrovej energie aj s určitými zásobami konvenčných palív. Režim úspory energie môže problém len na chvíľu odložiť, no nevyriešiť. Okrem toho sa mnohí odborníci domnievajú, že v našich podmienkach nebude možné dosiahnuť ani dočasný efekt: efektívnosť podnikov dodávajúcich energiu závisí od úrovne ekonomického rozvoja. Aj USA trvalo 20-25 rokov od dátumu zavedenia energeticky náročnej výroby do priemyslu.
Nútená pauza, ktorá nastala vo vývoji jadrovej energetiky, by sa mala využiť na vývoj celkom bezpečného energetického reaktora na báze reaktora VVER, ako aj na vývoj alternatívnych energetických reaktorov, ktorých bezpečnosť by mala byť na rovnakej úrovni, resp. ekonomická efektívnosť je oveľa vyššia. Demonštračnú jadrovú elektráreň s podzemným reaktorom VVER je vhodné postaviť na najvhodnejšom mieste, aby sa otestovala jej ekonomická efektívnosť a bezpečnosť.
Nedávno boli navrhnuté rôzne konštrukčné riešenia pre jadrové elektrárne. Najmä kompaktná jadrová elektráreň bola vyvinutá špecialistami z Petrohradského Marine Engineering Bureau "Malachite". Navrhovaná stanica je určená pre Kaliningradskú oblasť, kde je problém energetických zdrojov dosť akútny. Vývojári zabezpečili použitie tekutého kovového chladiva (zliatina olova a bizmutu) v jadrovej elektrárni a vylúčili možnosť výskytu nehôd nebezpečných pre žiarenie, a to aj pod akýmikoľvek vonkajšími vplyvmi. Stanica je ekologická a ekonomicky efektívna. Všetky jeho hlavné zariadenia majú byť umiestnené hlboko pod zemou - v tuneli s priemerom 20 m položeným medzi skalami, čo umožňuje minimalizovať počet nadzemných stavieb a rozlohu odcudzenej pôdy. Štruktúra projektovanej jadrovej elektrárne je modulárna, čo je tiež veľmi dôležité. Projektovaná kapacita kaliningradskej JE je 220 MW, ale možno ju podľa potreby niekoľkokrát znížiť alebo zvýšiť zmenou počtu modulov.
JADROVÁ ENERGIA
oblasť technológie založená na využití štiepnej reakcie atómových jadier na výrobu tepla a elektriny. V roku 1990 jadrové elektrárne (JE) vyrobili 16 % svetovej elektriny. Takéto elektrárne fungovali v 31 krajinách a boli postavené v ďalších 6 krajinách. Sektor jadrovej energetiky je najvýznamnejší vo Francúzsku, Belgicku, Fínsku, Švédsku, Bulharsku a Švajčiarsku, t.j. v tých priemyselných krajinách, kde sú nedostatočné prírodné zdroje energie. Tieto krajiny vyrábajú štvrtinu až polovicu svojej elektriny z jadrových elektrární. Spojené štáty americké vyrábajú len osminu elektriny z jadrových elektrární, no je to asi jedna pätina ich celosvetovej produkcie. Jadrová energia zostáva predmetom búrlivých diskusií. Priaznivci a odporcovia jadrovej energie sa výrazne líšia v hodnotení jej bezpečnosti, spoľahlivosti a ekonomická efektívnosť. Okrem toho sa šíria špekulácie o možnom úniku jadrového paliva pri výrobe elektriny a jeho využití na výrobu jadrových zbraní.
Cyklus jadrového paliva. Jadrová energetika je komplexný priemysel, ktorý zahŕňa mnoho priemyselných procesov, ktoré spolu tvoria palivový cyklus. Existujú rôzne typy palivových cyklov v závislosti od typu reaktora a od toho, ako prebieha konečná fáza cyklu. Palivový cyklus sa zvyčajne skladá z nasledujúcich procesov. V baniach sa ťaží uránová ruda. Ruda sa rozdrví, aby sa oddelil oxid uraničitý, a rádioaktívny odpad ide na skládku. Výsledný oxid uránu (žltý koláč) sa premení na hexafluorid uránu, plynnú zlúčeninu. Na zvýšenie koncentrácie uránu-235 sa v závodoch na separáciu izotopov obohacuje hexafluorid uránu. Obohatený urán sa potom premení späť na pevný oxid uraničitý, z ktorého sa vyrábajú palivové pelety. Z peliet sa zbierajú palivové články (palivové články), ktoré sa spájajú do zostáv na vloženie do aktívnej zóny jadrového reaktora jadrovej elektrárne. Vyhorené palivo vyvezené z reaktora má vysokú úroveň radiácie a po ochladení na území elektrárne sa posiela do špeciálneho skladu.
Zabezpečuje sa aj odstraňovanie nízkoaktívneho radiačného odpadu nahromadeného počas prevádzky a údržby zariadenia. Po skončení životnosti musí byť samotný reaktor vyradený z prevádzky (s dekontamináciou a likvidáciou komponentov reaktora). Každá fáza palivového cyklu je regulovaná tak, aby bola zaistená bezpečnosť ľudí a ochrana životného prostredia. Priemyselné jadrové reaktory sa spočiatku vyvíjali len v krajinách s jadrovými zbraňami. USA, ZSSR, Veľká Británia a Francúzsko aktívne skúmali rôzne možnosti pre jadrové reaktory. Následne však v jadrovej energetike začali dominovať tri hlavné typy reaktorov, ktoré sa líšili najmä palivom, chladivom používaným na udržanie požadovanej teploty aktívnej zóny a moderátorom slúžiacim na zníženie rýchlosti neutrónov uvoľňovaných pri procese rozpadu a potrebné na udržanie reťazovej reakcie. Medzi nimi je prvým (a najbežnejším) typom reaktor na obohatený urán, v ktorom je chladivo aj moderátor obyčajná alebo „ľahká“ voda (ľahkovodný reaktor). Existujú dva hlavné typy ľahkovodných reaktorov: reaktor, v ktorom sa para, ktorá roztáča turbíny, vytvára priamo v aktívnej zóne (varný reaktor), a reaktor, v ktorom sa para vytvára vo vonkajšom alebo druhom okruhu pripojenom k prvý okruh výmenníkmi tepla a parogenerátormi (vodo-vodný energetický reaktor - VVER). Vývoj ľahkovodného reaktora sa začal v rámci programov ozbrojených síl USA. V 50. rokoch teda General Electric a Westinghouse vyvinuli ľahkovodné reaktory pre ponorky a lietadlové lode amerického námorníctva. Tieto spoločnosti sa podieľali aj na realizácii vojenských programov vývoja technológií na regeneráciu a obohacovanie jadrového paliva. V tom istom desaťročí Sovietsky zväz vyvinul varný reaktor s grafitovým moderátorom. Druhým typom reaktora, ktorý našiel praktické uplatnenie, je plynom chladený reaktor (s grafitovým moderátorom). Jeho vytvorenie tiež úzko súviselo s ranými programami jadrových zbraní. Koncom 40-tych a začiatkom 50-tych rokov sa Veľká Británia a Francúzsko snažili vytvoriť svoj vlastný atómové bomby, zameraná na vývoj plynom chladených reaktorov, ktoré pomerne efektívne produkujú plutónium zbrojnej kvality a dokážu fungovať aj s prírodným uránom. Tretím typom reaktora, ktorý zaznamenal komerčný úspech, je reaktor, v ktorom je chladivom aj moderátorom ťažká voda a palivom je tiež prírodný urán. Na začiatku jadrového veku sa v mnohých krajinách skúmali potenciálne výhody ťažkovodného reaktora. Výroba takýchto reaktorov sa však potom sústredila predovšetkým v Kanade, čiastočne kvôli jej obrovským zásobám uránu.
Rozvoj jadrového priemyslu. Po druhej svetovej vojne sa do elektroenergetiky na celom svete investovali desiatky miliárd dolárov. Tento stavebný boom bol poháňaný rýchlo rastúcim dopytom po elektrine, ďaleko prevyšujúcim rast populácie a národného dôchodku. Hlavný dôraz sa kládol na tepelné elektrárne (TPP) na uhlie a v menšej miere na ropu a plyn, ako aj vodné elektrárne. Pred rokom 1969 neexistovali jadrové elektrárne priemyselného typu. Do roku 1973 takmer všetky priemyselné krajiny vyčerpali zdroje veľkej vodnej energie. Rast cien energií po roku 1973, prudký nárast dopytu po elektrickej energii, ako aj rastúce obavy z možnosti straty nezávislosti národného energetického sektora – to všetko prispelo k vytvoreniu pohľadu na jadrovú energetiku ako na jediný skutočný alternatívny zdroj energie v dohľadnej budúcnosti. Arabské ropné embargo z rokov 1973-1974 vyvolalo ďalšiu vlnu objednávok a optimistických predpovedí rozvoja jadrovej energetiky. Ale všetci budúci rok urobil vlastné úpravy týchto prognóz. Na jednej strane mala jadrová energetika svojich priaznivcov vo vládach, v uránovom priemysle, výskumných laboratóriách a medzi vplyvnými energetickými spoločnosťami. Na druhej strane vznikla silná opozícia, ktorá spájala skupiny obhajujúce záujmy obyvateľov, čistotu životného prostredia a práva spotrebiteľov. Diskusia, ktorá trvá dodnes, sa sústredila najmä na škodlivé vplyvy jednotlivých fáz palivového cyklu na životné prostredie, pravdepodobnosť havárií reaktorov a ich možné následky, organizáciu výstavby a prevádzky reaktorov, prijateľné možnosti pre zneškodňovanie jadrového odpadu, možnosti sabotáží a teroristických útokov v jadrových elektrárňach, ako aj otázky znásobenia národného a medzinárodného úsilia v oblasti nešírenia jadrových zbraní.
Bezpečnostné problémy.Černobyľská katastrofa a ďalšie havárie jadrových reaktorov v 70. a 80. rokoch okrem iného jasne ukázali, že takéto havárie sú často nepredvídateľné. Napríklad v Černobyle bol z neznámeho dôvodu vážne poškodený reaktor 4. energetického bloku v dôsledku prudkého nárastu výkonu, ku ktorému došlo počas jeho plánovanej odstávky. Reaktor bol v betónovom plášti a bol vybavený systémom núdzového chladenia a ďalšími modernými bezpečnostnými systémami. Nikomu ale nenapadlo, že pri vypnutí reaktora môže nastať prudký skok vo výkone a plynný vodík, ktorý sa v reaktore po takomto skoku vytvorí, zmiešaný so vzduchom vybuchne tak, že zničí budovu reaktora. V dôsledku nešťastia zomrelo viac ako 30 ľudí, viac ako 200 000 ľudí v Kyjeve a susedných regiónoch dostalo veľké dávky žiarenia a kyjevské zásoby vody boli kontaminované. Na sever od miesta katastrofy - priamo v dráhe radiačného mraku - sa nachádzajú rozsiahle močiare Pripjať, ktoré sú životne dôležité pre ekológiu Bieloruska, Ukrajiny a západného Ruska. V Spojených štátoch čelili zariadenia na výstavbu a prevádzku jadrových reaktorov mnohým bezpečnostným problémom, ktoré spomalili výstavbu, vynútili si početné zmeny v dizajne a prevádzkových normách a zvýšili náklady a náklady na energiu. Zdá sa, že tieto ťažkosti majú dva hlavné zdroje. Jedným z nich je nedostatok vedomostí a skúseností v tomto novom energetickom sektore. Druhým je vývoj technológie jadrových reaktorov, počas ktorého vznikajú nové problémy. Zostávajú však aj staré, ako je korózia potrubí parného generátora a praskanie potrubí varného reaktora. Ďalšie bezpečnostné problémy, ako sú škody spôsobené náhlymi zmenami prietoku chladiacej kvapaliny, neboli úplne vyriešené.
Ekonomika jadrovej energetiky. Investície do jadrovej energie, podobne ako investície do iných oblastí výroby elektriny, sú ekonomicky opodstatnené, ak sú splnené dve podmienky: náklady na kilowatthodinu nie sú vyššie ako najlacnejší alternatívny spôsob výroby a očakávaný dopyt po elektrine je dostatočne vysoký na to, aby vyrobenú energiu možno predať za cenu prevyšujúcu jej náklady. Začiatkom 70. rokov vyzerali globálne ekonomické vyhliadky pre jadrovú energiu veľmi priaznivo: dopyt po elektrine aj ceny hlavných palív – uhlia a ropy – rýchlo rástli. Čo sa týka nákladov na výstavbu jadrovej elektrárne, takmer všetci odborníci boli presvedčení, že bude stabilná alebo dokonca začne klesať. Začiatkom osemdesiatych rokov sa však ukázalo, že tieto odhady boli chybné: rast dopytu po elektrine sa zastavil, ceny prírodného paliva nielenže už nerástli, ale dokonca začali klesať a výstavba jadrových elektrární bola oveľa väčšia. drahšie, ako sa očakávalo v najpesimistickejšej prognóze. V dôsledku toho sa jadrová energetika všade dostávala do obdobia vážnych ekonomických ťažkostí a najvážnejšie sa ukázali v krajine, kde vznikla a najintenzívnejšie sa rozvíjala – v USA. Ak miniete komparatívna analýza ekonómie jadrovej energie v Spojených štátoch je jasné, prečo toto odvetvie stratilo svoju konkurencieschopnosť. Od začiatku 70. rokov 20. storočia náklady na jadrové elektrárne prudko vzrástli. Náklady klasickej tepelnej elektrárne pozostávajú z priamych a nepriamych kapitálových investícií, nákladov na palivo, prevádzkových nákladov a nákladov na údržbu. Počas životnosti tepelnej elektrárne spaľujúcej uhlie predstavujú náklady na palivo v priemere 50 – 60 % všetkých nákladov. V prípade jadrových elektrární dominujú kapitálové investície, ktoré tvoria asi 70 % všetkých nákladov. Investičné náklady na nové jadrové reaktory v priemere výrazne prevyšujú náklady na palivo v tepelných elektrárňach spaľujúcich uhlie počas celej ich životnosti, čo neguje výhodu úspory paliva v prípade jadrových elektrární.
Perspektívy jadrovej energie. Medzi tými, ktorí trvajú na potrebe pokračovať v hľadaní bezpečných a ekonomických spôsobov rozvoja jadrovej energie, možno rozlíšiť dva hlavné smery. Zástancovia prvého sa domnievajú, že všetko úsilie by sa malo zamerať na odstránenie nedôvery verejnosti v bezpečnosť jadrových technológií. Na to je potrebné vyvinúť nové reaktory, ktoré sú bezpečnejšie ako existujúce ľahkovodné reaktory. Tu sú zaujímavé dva typy reaktorov: „technologicky mimoriadne bezpečný“ reaktor a „modulárny“ vysokoteplotný plynom chladený reaktor. V Nemecku, ale aj v USA a Japonsku bol vyvinutý prototyp modulárneho plynom chladeného reaktora. Na rozdiel od ľahkovodného reaktora je konštrukcia modulárneho plynom chladeného reaktora taká, že bezpečnosť jeho prevádzky je zabezpečená pasívne – bez priamych zásahov operátorov alebo elektrických resp. mechanický systém ochranu. Technologicky mimoriadne bezpečné reaktory využívajú aj systém pasívnej ochrany. Takýto reaktor, ktorého myšlienka bola navrhnutá vo Švédsku, zjavne neprekročila fázu návrhu. V Spojených štátoch však získal významnú podporu medzi tými, ktorí vidia jeho potenciálne výhody oproti modulárnemu reaktoru chladenému plynom. Budúcnosť oboch možností je však neistá vzhľadom na ich neisté náklady, ťažkosti s vývojom a kontroverznú budúcnosť samotnej jadrovej energie. Zástancovia druhého myšlienkového smeru veria, že na vývoj nových reaktorových technológií zostáva málo času, kým rozvinuté krajiny budú potrebovať nové elektrárne. Podľa ich názoru je prvoradou prioritou stimulovať investície do jadrovej energie. No popri týchto dvoch perspektívach rozvoja jadrovej energetiky sa objavil úplne iný uhol pohľadu. Svoje nádeje vkladá do komplexnejšieho využitia dodanej energie, obnoviteľných zdrojov energie (solárne batérie a pod.) a šetrenia energiou. Podľa zástancov tohto pohľadu, ak vyspelé krajiny prejdú na vývoj úspornejších svetelných zdrojov, domácich elektrických spotrebičov, vykurovacích zariadení a klimatizácií, potom sa ušetrená elektrina zaobíde bez všetkých existujúcich jadrových elektrární. Pozorované výrazné zníženie spotreby elektrickej energie ukazuje, že účinnosť môže byť dôležitým faktorom pri obmedzovaní dopytu po elektrickej energii. Jadrová energetika teda zatiaľ neprešla testami účinnosti, bezpečnosti a verejnej dobrej vôle. Jeho budúcnosť teraz závisí od toho, ako efektívne a spoľahlivo sa bude vykonávať kontrola nad výstavbou a prevádzkou jadrových elektrární, ako aj od toho, ako úspešne sa podarí vyriešiť množstvo ďalších problémov, ako napríklad problém s ukladaním rádioaktívneho odpadu. Budúcnosť jadrovej energetiky závisí aj od životaschopnosti a expanzie jej silných konkurentov – tepelných elektrární spaľujúcich uhlie, nových technológií šetriacich energiu a obnoviteľných zdrojov energie.
Pozri tiež
ŠTEPENIE JADRA;
RECYKLÁCIA PRIEMYSELNÉHO ODPADU.
LITERATÚRA
Dementiev B.A. Jadrové reaktory. M., 1984 Tepelné a jadrové elektrárne. Adresár, kniha. 3. M., 1985 Sinev N.M. Ekonomika jadrovej energetiky: Základy technológie ekonomiky jadrového paliva. Ekonomika jadrových elektrární. M., 1987 Samoilov O.B., Usynin G.B., Bakhmetyev A.M. Bezpečnosť jadrových elektrární. M., 1989
Collierova encyklopédia. - Otvorená spoločnosť. 2000 .
Pozrite sa, čo je „NUCLEAR ENERGY“ v iných slovníkoch:
jadrovej energie- Energetický sektor, ktorý využíva jadrovú energiu na účely elektrifikácie a diaľkového vykurovania. Ako oblasť vedy a techniky vyvíja metódy a prostriedky premeny jadrovej energie na elektrickú a tepelnú energiu. )