Energia nucleară este o industrie în curs de dezvoltare. Este evident că îi este destinat un viitor mare, deoarece rezervele de petrol, gaze, cărbune se epuizează treptat, iar uraniul este un element destul de comun pe Pământ. În Federația Rusă, ca și în multe țări ale lumii, se construiesc și funcționează centrale nucleare pentru a produce energie electrică și căldură. În ceea ce privește scopul și principiul tehnologic de funcționare, centralele nucleare practic nu diferă de centralele termice tradiționale (TPP) care folosesc cărbune, gaz sau petrol drept combustibil. Ca TES sau altele întreprinderile industriale, centralele nucleare au inevitabil un anumit impact asupra mediului lor natural din cauza:

descarcari de caldura de proces (poluare termica);

deșeuri industriale generale;

emisiile generate în timpul exploatării produselor radioactive gazoase și lichide, care, deși sunt nesemnificative și strict reglementate, apar.

Și, desigur, trebuie amintit că energia nucleară este asociată cu un pericol crescut pentru oameni, care, în special, se manifestă prin consecințele extrem de nefavorabile ale accidentelor cu distrugerea reactoarelor nucleare. În acest sens, este necesar să se stabilească deja soluția problemei de siguranță (în special, prevenirea accidentelor cu fuga de reactor, localizarea unui accident în limitele bioprotecției, reducerea emisiilor radioactive etc.) în proiectarea reactorului, în etapa de proiectare a acestuia. De asemenea, merită luate în considerare și alte propuneri de îmbunătățire a siguranței instalațiilor nucleare, cum ar fi: construirea de centrale nucleare în subteran, trimiterea deșeurilor nucleare în spațiul cosmic.

Caracteristica principală a procesului tehnologic la UA folosind combustibil nuclear constă în formarea unor cantități semnificative de produse de fisiune radioactive, care se află în principal în elementele combustibile ale miezului reactorului. Pentru izolarea (localizarea) fiabilă a produselor radioactive în combustibilul nuclear și în limitele instalațiilor centralelor nucleare, proiectele NPP prevăd o serie de bariere fizice succesive în calea răspândirii substanțelor radioactive și a radiațiilor ionizante în mediu inconjurator. În acest sens, centralele nucleare sunt din punct de vedere tehnic mai complexe decât centralele termice și hidraulice tradiționale.

Dar, după cum arată practica, la CNE sunt posibile încălcări ale regimurilor normale de funcționare și apariția unor situații de urgență cu eliberarea de substanțe radioactive în afara CNE. Acest lucru reprezintă un risc potențial pentru personalul CNE, public și mediu și necesită adoptarea unor măsuri tehnice și măsuri organizatorice reducerea probabilității unor astfel de situații la un minim acceptabil.

Orice tip de activitate industrială se caracterizează prin riscul de accidente cu consecințe grave. Pentru fiecare tip de activitate, riscul este specific, precum și măsurile de reducere a acestuia. Da, in industria chimica este riscul de scurgere a substanțelor toxice în mediu, riscul de incendii și explozii în instalațiile chimice. Industria nucleară nu face excepție.

Experiența de lungă durată a funcționării NPP arată că, atunci când funcționează în moduri normale, acestea au un impact nesemnificativ asupra mediului (impactul radiațiilor din acestea nu este mai mare de 0,1-0,01 din valorile de fond ale radiației naturale). Spre deosebire de centralele pe combustibili fosili, centralele nucleare nu consumă oxigen, nu emit cenușă, dioxid de carbon și dioxid de sulf și oxid de azot în atmosferă. Emisiile radioactive ale unei centrale nucleare în atmosferă creează o doză de radiație de zece ori mai mică la sol decât o centrală termică de aceeași capacitate.

Cu toate acestea, operațiunea CNE nu include probabilitatea producerii unor incidente și accidente, inclusiv accidente grave asociate cu deteriorarea elementelor combustibile și eliberarea de substanțe radioactive din acestea. Accidentele grave sunt foarte rare, dar amploarea consecințelor lor este foarte mare. Scopul principal de a asigura securitatea în toate etapele ciclu de viață UA urmează să ia măsuri eficiente menite să prevină accidentele grave și să protejeze personalul și publicul prin prevenirea eliberării de produse radioactive în mediu în orice circumstanțe.

AC este sigur dacă:

impactul radiațiilor acestuia asupra personalului, publicului și mediului în timpul funcționării normale și în timpul accidentelor de proiectare nu conduce la depășirea valorilor stabilite;

impactul radiațiilor este limitat la valori acceptabile în accidente grave (dincolo de baza de proiectare).

Alarma a sunat într-o noapte pașnică la centrala nucleară de la Cernobîl pe 26 aprilie 1986 la ora 1:23 a zguduit întreaga lume. A devenit un avertisment formidabil pentru omenire că energia colosală conținută în atom, fără un control adecvat asupra acestuia, poate ridica întrebarea cu privire la însăși existența oamenilor de pe planetă.

Ecoul tragediei de la Cernobîl a răsunat în toate colțurile planetei, fiecare persoană care s-a gândit măcar o dată la ceea ce s-a întâmplat a trecut testul de la Chenobîl.

Un oraș fără locuitori moare repede. Până nu demult, Pripyat sclipea de distracție, muzică se revărsa de la ferestrele larg deschise pentru a întâmpina primăvara, mașinile se năpusteau pe străzi, copiii se zbăteau în parcuri și piețe. Astăzi, orașul te întâmpină cu vitrine acoperite cu scuturi din placaj, o plasă din paturi căzute dintr-un camion și liniște.

Lumea nu a ignorat tragedia de la Cernobîl. Multe țări au luat parte la ajutorul victimelor ei. Mii de copii au fost trimiși în centre speciale de reabilitare.

Recent, progresele în știință, realizările în alte domenii ale culturii au permis oamenilor să evadeze în spațiu, oferindu-le surse de energie necunoscute până acum.

Dezastrul de la Cernobîl a arătat lumii clar că energia nucleară scăpată de sub control nu recunoaște granițele de stat. Problemele asigurării utilizării sale în siguranță și controlului fiabil asupra acestuia ar trebui să devină preocuparea întregii omeniri.

Astăzi, cei care au părăsit-o cu mulți ani în urmă, fugind de consecințele accidentului, se întorc în zona Cernobîl. Acolo se întorc cei care nu aveau unde să meargă, cei în care dorul de casă este mai puternic decât frica pentru viață și sănătate.

Trebuie să fim cu toții în gardă pentru ca tragedia de la Cernobîl să nu se repete, care a zguduit întreaga lume, pentru ca lacrimile a mii de nevinovați care au suferit din cauza unor nepăsători puțini oameni să nu se reverse.

În următorii 50 de ani, omenirea va consuma mai multă energie decât a fost folosită în toată istoria anterioară. Prognozele anterioare despre ritmul de creștere a consumului de energie și dezvoltarea noilor tehnologii energetice nu s-au concretizat: nivelul consumului crește mult mai rapid, iar noi surse de energie vor începe să funcționeze la scară industrială și la prețuri competitive nu mai devreme de 2030. Problema deficitului de resurse energetice fosili devine din ce în ce mai acută. Posibilitățile de construire a unor noi hidrocentrale sunt, de asemenea, foarte limitate.

Nu uitați de lupta împotriva „efectului de seră”, care impune restricții asupra arderii petrolului, gazelor și cărbunelui la centralele termice (TPP). Soluția problemei ar putea fi dezvoltare activă energia nucleară, unul dintre sectoarele cele mai tinere și cu cea mai rapidă creștere ale economiei globale. Un număr tot mai mare de țări ajung astăzi la nevoia de a începe dezvoltarea unui atom pașnic.

Care sunt avantajele energiei nucleare?

Intensitate energetică uriașă

1 kilogram de uraniu folosit în combustibilul nuclear, atunci când este complet ars, eliberează energie echivalentă cu arderea a 100 de tone de cărbune de înaltă calitate.

Reutilizați

Uraniul-235 nu arde complet în combustibilul nuclear și poate fi folosit din nou după regenerare. În viitor, este posibilă o tranziție completă la un ciclu de combustibil închis, ceea ce înseamnă absența completă a deșeurilor.

Reducerea efectului de seră

În fiecare an, centralele nucleare din Europa evită emisia a 700 de milioane de tone de CO2. Centralele nucleare în exploatare din Rusia împiedică anual eliberarea a 210 milioane de tone de dioxid de carbon în atmosferă.

Sursele clasice de energie încă de la începutul industrializării au fost resursele naturale: petrol, gaze și cărbune, arse pentru a produce energie. Odată cu dezvoltarea industriei și a altor industrii, precum și în legătură cu inevitabilul, omenirea descoperă noi surse de energie care nu au un efect atât de dăunător asupra mediului, sunt mai profitabile din punct de vedere energetic și nu necesită epuizarea resurselor epuizabile. . resurse naturale. Energia nucleară (numită și nucleară) merită o atenție specială.

Care este avantajul ei? Energia nucleară se bazează în principal pe utilizarea uraniului ca sursă de energie și, într-o măsură mai mică, a plutoniului. Rezerve de uraniu din scoarța terestră și oceanele lumii, care pot fi exploatate folosind tehnologii moderne, sunt estimate la 10 8 tone. Această sumă va fi suficientă pentru încă o mie de ani, ceea ce este incomparabil cu rezervele rămase, de exemplu, din același petrol. Energia nucleară cu funcționare adecvată și eliminarea deșeurilor este practic sigură pentru situația de mediu - cantitatea de emisii de diferite substanțe nocive în mediu este neglijabilă. În sfârșit, este eficient din punct de vedere economic. Toate acestea sugerează că dezvoltarea energiei nucleare este de mare importanță pentru industria energetică în ansamblu.

Astăzi, ponderea centralelor nucleare în producția mondială de energie este de aproximativ 16%. Energia nucleară se dezvoltă în prezent într-un ritm oarecum mai lent. Motivul principal pentru aceasta este credința în pericolul său care s-a răspândit în rândul publicului. Catastrofa care s-a petrecut în Japonia în urmă cu câțiva ani și este încă neuitată contribuie la crearea unei imagini neplăcute a energiei nucleare. Cert este că cauzele unor astfel de dezastre sunt întotdeauna și/sau nerespectarea normelor de siguranță. În consecință, cu operarea atentă și dezvoltarea securității, probabilitatea unor astfel de incidente este redusă la minimum.

Alte probleme ale energiei nucleare includ, de asemenea, întrebări despre eliminarea și soarta centralelor nucleare nefuncționale. În ceea ce privește deșeurile, cantitatea acestora este mult mai mică decât numărul celor din alte sectoare ale industriei energetice. De asemenea, sunt în curs de desfășurare diverse studii, al căror scop este găsirea celei mai bune modalități de eliminare a deșeurilor.

Perspectivele energiei nucleare în industria modernă sunt însă destul de negative. În ciuda avantajului său teoretic, în realitate s-a dovedit că energia nucleară nu poate înlocui complet industriile clasice. În plus, neîncrederea publicului în aceasta și problemele legate de asigurarea securității centralelor nucleare joacă rolul lor. Deși, desigur, energia nucleară nu va dispărea ca atare în curând, este puțin probabil să existe mari speranțe în ea și pur și simplu va completa industria energetică clasică.

Acestea. în acele ţări industrializate în care nu există suficiente resurse naturale de energie. Aceste țări generează între un sfert și jumătate din electricitatea lor din centralele nucleare. SUA generează doar o opta parte din electricitatea sa din centralele nucleare, dar aceasta este aproximativ o cincime din cea a lumii.

Energia nucleară rămâne subiectul unor dezbateri aprinse. Susținătorii și oponenții energiei nucleare diferă puternic în evaluările lor privind siguranța, fiabilitatea și eficiența economică. În plus, există o îngrijorare larg răspândită că combustibilul nuclear se poate scurge din generarea de electricitate și poate fi utilizat pentru producerea de arme nucleare.

Ciclul combustibilului nuclear.

Energia nucleară este producție complexă, care include multe procese industriale care formează împreună ciclul combustibilului. Exista tipuri diferite cicluri de combustibil, în funcție de tipul de reactor și de modul în care se desfășoară etapa finală a ciclului.

De obicei, ciclul combustibilului constă din următoarele procese. Minele produc minereu de uraniu. Minereul este zdrobit pentru a separa dioxidul de uraniu, iar deșeurile radioactive sunt aruncate. Oxidul de uraniu rezultat (turta galbenă) este transformat în hexafluorură de uraniu, un compus gazos. Pentru a crește concentrația de uraniu-235, hexafluorura de uraniu este îmbogățită la instalațiile de separare a izotopilor. Uraniul îmbogățit este apoi transformat înapoi în dioxid de uraniu solid, din care se obțin pelete de combustibil. Elementele de combustibil (elementele de combustibil) sunt asamblate din pelete, care sunt combinate în ansambluri pentru introducerea în miezul unui reactor nuclear al unei centrale nucleare. Combustibilul uzat extras din reactor are nivel inalt radiații și după răcire pe teritoriul centralei electrice este trimis la un depozit special. De asemenea, prevede eliminarea deșeurilor cu niveluri scăzute de radiații acumulate în timpul funcționării și întreținerii stației. La sfârșitul duratei de viață, reactorul în sine trebuie scos din funcțiune (cu decontaminarea și eliminarea unităților de reactor). Fiecare etapă a ciclului combustibilului este reglementată astfel încât să asigure siguranța oamenilor și protecția mediului.

Reactoarele nucleare.

Reactoarele nucleare industriale au fost dezvoltate inițial numai în țările cu arme nucleare. SUA, URSS, Marea Britanie și Franța au explorat activ diverse variante de reactoare nucleare. Cu toate acestea, ulterior, trei tipuri principale de reactoare au început să domine industria nucleară, care diferă în principal prin combustibil, lichid de răcire utilizat pentru menținerea temperaturii dorite a miezului și moderator folosit pentru a reduce viteza neutronilor eliberați în timpul procesului de dezintegrare și necesar pentru a menține. o reacție în lanț.

Dintre acestea, primul (și cel mai comun) tip este reactorul cu uraniu îmbogățit, în care atât lichidul de răcire, cât și moderatorul sunt apă obișnuită sau „ușoară” (reactor cu apă ușoară). Există două tipuri principale de reactoare cu apă ușoară: un reactor în care aburul care antrenează turbinele este generat direct în miez (reactor cu apă clocotită) și un reactor în care aburul este generat într-un circuit extern, sau al doilea, conectat la circuitul primar prin schimbatoare de caldura si generatoare de abur (reactor apa-apa - VVER). Dezvoltarea unui reactor de apă ușoară a început încă de la programele armatei americane. Astfel, în anii 1950, companiile General Electric și Westinghouse au dezvoltat reactoare de apă ușoară pentru submarine și portavioane ale Marinei SUA. Aceste firme au fost implicate și în implementarea programelor militare de dezvoltare a tehnologiilor de regenerare și îmbogățire a combustibilului nuclear. În același deceniu, în Uniunea Sovietică a fost dezvoltat reactorul cu apă fiartă moderată cu grafit.

Al doilea tip de reactor care a fost găsit uz practic, este un reactor răcit cu gaz (cu un moderator din grafit). Crearea sa a fost, de asemenea, strâns asociată cu programele timpurii de dezvoltare a armelor nucleare. La sfârșitul anilor 1940 și începutul anilor 1950, Marea Britanie și Franța, într-un efort de a-și construi propriile bombe atomice, s-au concentrat pe dezvoltarea de reactoare răcite cu gaz care produc plutoniu pentru arme destul de eficient și pot funcționa și cu uraniu natural.

Un al treilea tip de reactor care a avut succes comercial este cel în care atât lichidul de răcire, cât și moderatorul sunt apă grea, iar combustibilul este și uraniu natural. La începutul erei nucleare, beneficiile potențiale ale unui reactor cu apă grea au fost explorate într-un număr de țări. Cu toate acestea, atunci producția unor astfel de reactoare a fost concentrată în principal în Canada, în parte din cauza rezervelor sale vaste de uraniu.

Dezvoltarea industriei nucleare.

După al Doilea Război Mondial, zeci de miliarde de dolari au fost investite în industria energiei electrice din întreaga lume. Acest boom construcțiilor a fost alimentat de creșterea rapidă a cererii de energie electrică, cu un ritm care a depășit cu mult populația și creșterea venitului național. Accentul principal a fost pus pe centralele termice (TPP) care funcționează pe cărbune și, într-o măsură mai mică, pe petrol și gaze, precum și pe centralele hidroelectrice. Nu a existat nicio centrală nucleară de tip industrial până în 1969. Până în 1973, aproape toate țările industrializate au epuizat resursele hidroenergetice pe scară largă. Creșterea prețurilor la energie după 1973, creștere rapidă nevoia de electricitate, precum și preocuparea tot mai mare cu privire la posibilitatea pierderii independenței industriei energetice naționale - toate acestea au contribuit la stabilirea unei viziuni a energiei nucleare ca singura sursă alternativă de energie viabilă pentru viitorul apropiat. Embargoul petrolier arab din 1973-1974 a dat naștere unui val suplimentar de comenzi și previziuni optimiste pentru dezvoltarea energiei nucleare.

Dar fiecare an următor a făcut propriile ajustări la aceste previziuni. Pe de o parte, energia nucleară și-a avut susținătorii în guverne, în industria uraniului, laboratoare de cercetareși printre influenți companii energetice. Pe de altă parte, a apărut o puternică opoziție, în care s-au unit grupurile care apără interesele populației, curățenia mediului și drepturile consumatorilor. Dezbaterea, care continuă până în zilele noastre, s-a concentrat în principal pe efectele nocive ale diferitelor etape ale ciclului combustibilului asupra mediului, probabilitatea accidentelor la reactoare și posibilele consecințe ale acestora, organizarea construcției și exploatării reactoarelor, opțiunile acceptabile pentru eliminarea deșeurilor nucleare, potențialul de sabotaj și atacuri teroriste la centralele nucleare, precum și problemele de multiplicare a eforturilor naționale și internaționale în domeniul neproliferării armelor nucleare.

Probleme de securitate.

Dezastrul de la Cernobîl și alte accidente ale reactoarelor nucleare din anii 1970 și 1980, printre altele, au arătat clar că astfel de accidente sunt adesea imprevizibile. De exemplu, la Cernobîl, reactorul Unității 4 a fost grav avariat ca urmare a unei supratensiuni care a avut loc în timpul unei opriri programate. Reactorul era într-o carcasă de beton și era echipat cu un sistem de răcire de urgență și altele sisteme moderne Securitate. Dar nimănui nu i-a trecut prin minte că atunci când reactorul era oprit, ar putea apărea o creștere bruscă a puterii și hidrogenul gazos format în reactor după o astfel de creștere, amestecat cu aer, va exploda în așa fel încât să distrugă clădirea reactorului. . În urma accidentului, peste 30 de persoane au murit, peste 200.000 de persoane din Kiev și din regiunile învecinate au primit doze mari de radiații, iar sursa de alimentare cu apă a Kievului a fost contaminată. La nord de locul accidentului - chiar în calea norului de radiații - se află vastele mlaștini Pripyat, care au importanţă pentru ecologia Belarusului, Ucrainei și a părții de vest a Rusiei.

În Statele Unite, industriile care construiesc și exploatează reactoare nucleare s-au confruntat, de asemenea, cu multe probleme de siguranță care au încetinit construcția, au forțat multe modificări ale standardelor de proiectare și operare și au crescut costul și costul energiei electrice. Se pare că au existat două surse principale ale acestor dificultăți. Una dintre ele este lipsa de cunoștințe și experiență în această nouă industrie energetică. Celălalt este dezvoltarea tehnologiei reactoarelor nucleare, în cursul căreia apar noi probleme. Dar cele vechi rămân, cum ar fi coroziunea conductelor generatoare de abur și fisurarea conductelor reactoarelor cu apă clocotită. Alte probleme de siguranță, cum ar fi daunele cauzate de modificări bruște ale fluxului de lichid de răcire, nu au fost rezolvate complet.

Economia energiei nucleare.

Investițiile în energia nucleară, ca și investițiile în alte domenii ale producerii de energie electrică, sunt justificate din punct de vedere economic dacă sunt îndeplinite două condiții: costul pe kilowatt-oră nu este mai mult decât cel al celei mai ieftine metode de producție alternativă, iar cererea estimată de energie electrică este suficient de mare. că energia generată poate fi vândută.la un preţ peste costul acesteia. La începutul anilor 1970, perspectivele economice mondiale arătau foarte favorabile pentru energia nucleară, atât cererea de energie electrică, cât și prețurile principalelor combustibili, cărbunele și petrolul, crescând rapid. În ceea ce privește costul construirii unei centrale nucleare, aproape toți experții erau convinși că aceasta va fi stabilă sau chiar va începe să scadă. Cu toate acestea, la începutul anilor 1980, a devenit clar că aceste estimări erau eronate: creșterea cererii de energie electrică a încetat, prețurile la combustibilul natural nu numai că nu au mai crescut, ci chiar au început să scadă, iar construcția de centrale nucleare a fost mult mai scump decât se aştepta în cea mai pesimistă prognoză. Drept urmare, energia nucleară a intrat pretutindeni într-o perioadă de dificultăți economice grave, iar acestea au fost cele mai grave în țara în care a apărut și s-a dezvoltat cel mai intens - în Statele Unite.

Daca cheltuiesti analiza comparativa economiei energiei nucleare din Statele Unite, devine clar de ce această industrie și-a pierdut competitivitatea. De la începutul anilor 1970, costurile centralelor nucleare au crescut brusc. Costurile unei centrale de cogenerare convenționale sunt alcătuite din investiții de capital directe și indirecte, costuri cu combustibil, costuri de exploatare și costuri cu energia. întreținere. Pe durata de viață a unei centrale termice pe cărbune, costurile combustibilului sunt în medie de 50-60% din toate costurile. În cazul centralelor nucleare, investițiile de capital domină, reprezentând aproximativ 70% din toate costurile. Costurile de capital ale noilor reactoare nucleare, în medie, depășesc cu mult costurile cu combustibilul pe durata de viață ale centralelor pe cărbune, anulând beneficiul economisirii de combustibil în cazul centralelor nucleare.

Perspective pentru energia nucleară.

Dintre cei care insistă asupra necesității de a continua căutarea unor modalități sigure și economice de dezvoltare a energiei nucleare, se pot distinge două direcții principale. Susținătorii primului cred că toate eforturile ar trebui concentrate pe eliminarea neîncrederii publicului în siguranța tehnologiei nucleare. Pentru a face acest lucru, este necesar să se dezvolte noi reactoare care să fie mai sigure decât reactoarele cu apă ușoară existente. Două tipuri de reactoare sunt de interes aici: un reactor „extrem de sigur din punct de vedere tehnologic” și un reactor „modular” răcit cu gaz la temperatură înaltă.

Prototipul unui reactor modular răcit cu gaz a fost dezvoltat în Germania, precum și în SUA și Japonia. Spre deosebire de un reactor de apă ușoară, proiectarea unui reactor modular răcit cu gaz este astfel încât siguranța funcționării acestuia este asigurată pasiv - fără acțiuni directe ale operatorilor sau a unui sistem de protecție electrică sau mecanică. În reactoarele extrem de sigure din punct de vedere tehnologic se folosește și un sistem de protecție pasivă. Un astfel de reactor, a cărui idee a fost propusă în Suedia, nu pare să fi progresat dincolo de etapa de proiectare. Dar a primit un sprijin puternic în SUA printre cei care văd avantajele sale potențiale față de un reactor modular răcit cu gaz. Dar viitorul ambelor opțiuni este incert din cauza costului lor incert, a dificultăților de dezvoltare și a viitorului controversat al energiei nucleare în sine.

Susținătorii celeilalte direcții consideră că înainte de momentul în care țările dezvoltate au nevoie de noi centrale electrice, mai este puțin timp pentru dezvoltarea noilor tehnologii de reactoare. În opinia lor, sarcina principală este stimularea investițiilor în energia nucleară.

Dar, pe lângă aceste două perspective de dezvoltare a energiei nucleare, s-a format și un punct de vedere complet diferit. Ea își pune speranța într-o utilizare mai completă a energiei furnizate, a resurselor de energie regenerabilă (baterii solare etc.) și a economisirii energiei. Potrivit susținătorilor acestui punct de vedere, dacă țările avansate trec la dezvoltarea surselor de lumină mai economice, a aparatelor electrocasnice, a echipamentelor de încălzire și a aparatelor de aer condiționat, atunci energia electrică economisită va fi suficientă pentru a se descurca fără toate centralele nucleare existente. Scăderea semnificativă observată a consumului de energie electrică arată că eficiența poate fi un factor important în limitarea cererii de energie electrică.

Astfel, energia nucleară nu a rezistat încă testului de eficiență, siguranță și dispoziție publică. Viitorul său depinde acum de cât de eficient și fiabil va fi efectuat controlul asupra construcției și exploatării centralelor nucleare, precum și de cât de cu succes vor fi rezolvate o serie de alte probleme, cum ar fi problema eliminării deșeurilor radioactive. Viitorul energiei nucleare depinde și de viabilitatea și extinderea concurenților săi puternici - centrale termice pe cărbune, noi tehnologii de economisire a energieiși resurse regenerabile de energie.

Astăzi, aproximativ 17% din producția mondială de energie electrică provine din centrale nucleare (CNE). În unele țări, ponderea sa este mult mai mare. De exemplu, în Suedia este aproximativ jumătate din toată energia electrică, în Franța - aproximativ trei sferturi. Recent, conform programului adoptat în China, contribuția energiei din centralele nucleare este de așteptat să fie mărită de cinci până la șase ori. Un rol vizibil, deși nu este încă decisiv, al centralelor nucleare este jucat în SUA și Rusia.

În urmă cu mai bine de patruzeci de ani, când prima centrală nucleară din orașul puțin cunoscut Obninsk a dat energie electrică, multora li se părea că energia nucleară este complet sigură și ecologică. Accidentul de la una dintre centralele nucleare americane, apoi dezastrul de la Cernobîl, au arătat că, de fapt, energia nucleară este plină de pericole mari. Oamenii sunt speriați. Rezistența publică astăzi este de așa natură încât construcția de noi centrale nucleare în majoritatea țărilor practic s-a oprit. Singurele excepții sunt țările din Asia de Est - Japonia, Coreea, China, unde energia nucleară continuă să se dezvolte.

Specialiștii care sunt bine conștienți de punctele forte și slabe ale reactoarelor privesc mai calm pericolul nuclear. Experiența acumulată și noile tehnologii fac posibilă construirea de reactoare, a căror probabilitate de a scăpa de sub control, deși nu este egală cu zero, este extrem de mică. La întreprinderile nucleare moderne se asigură cel mai strict control al radiațiilor în încăperi și în canalele reactoarelor: salopete înlocuibile, încălțăminte speciale, detectoare automate de radiații care nu vor deschide niciodată ușile de blocare dacă aveți măcar urme mici de „murdărie” radioactivă. . De exemplu, la o centrală nucleară din Suedia, unde cele mai curate podele din plastic și purificarea continuă a aerului în încăperi spațioase par să excludă chiar și gândul la orice contaminare radioactivă vizibilă.

Energia nucleară a fost precedată de testele de arme nucleare. Pe sol și în atmosferă au fost testate bombe nucleare și termonucleare, ale căror explozii au îngrozit lumea. În același timp, inginerii dezvoltau și reactoare nucleare proiectate să producă energie electrica. S-a acordat prioritate direcției militare - producția de reactoare pentru navele marinei. Utilizarea reactoarelor pe submarine părea deosebit de promițătoare pentru departamentele militare: astfel de nave ar avea o rază de acțiune aproape nelimitată și ar putea fi sub apă ani de zile. Americanii și-au concentrat eforturile pe crearea de reactoare presurizate sub presiune în care apa obișnuită („ușoară”) a servit ca moderator de neutroni și lichid de răcire și care avea o putere mare pe unitatea de masă a centralei electrice. Au fost construite prototipuri la scară largă de reactoare de transport la sol, pe care au fost testate toate soluțiile de proiectare și au fost testate sistemele de control și siguranță. La mijlocul anilor 50 ai secolului XX. Primul submarin cu propulsie nucleară, Nautilus, a trecut pe sub gheața Oceanului Arctic.

Lucrări similare au fost efectuate în țara noastră, dar împreună cu reactoarele cu apă sub presiune a fost dezvoltat un reactor cu grafit cu canal (apa a servit și ca agent de răcire în el, iar grafitul a servit ca moderator). Cu toate acestea, în comparație cu un reactor cu apă sub presiune, reactorul cu grafit are o densitate de putere scăzută. În același timp, un astfel de reactor avea un avantaj important - exista deja o experiență considerabilă în construcția și exploatarea reactoarelor industriale cu grafit, care diferă de instalațiile de transport în principal prin presiunea și temperatura apei de răcire. Și a avea experiență a însemnat economisirea de timp și bani în munca de dezvoltare. La crearea unui prototip la sol al unui reactor de grafit pentru instalațiile de transport, inutilitatea acestuia a devenit evidentă. Și atunci s-a decis să-l folosească pentru energie nucleară. Reactorul AM, sau mai degrabă, turbogeneratorul său de 5000 kW, a fost conectat la rețeaua electrică pe 27 iunie 1954 și întreaga lume a aflat că prima centrală nucleară din lume a fost lansată în URSS - o centrală nucleară.

Alături de reactoare de grafit cu canal din țara noastră, ca și în Statele Unite, de la mijlocul anilor 50 ai secolului XX. ani, a fost elaborată o direcție bazată pe utilizarea reactoarelor de putere răcite cu apă (VVER). Trăsătura lor caracteristică este un corp imens cu un diametru de 4,5 m și o înălțime de 11 m, proiectat pentru presiune înaltă - până la 160 atm. Producerea și transportul unor astfel de cazuri la amplasamentul centralei nucleare este o sarcină extrem de dificilă. Firmele americane, după ce au început dezvoltarea energiei nucleare bazate pe reactoare PWR, au ridicat fabrici pentru producția de vase reactoare pe malul râurilor, au construit barje pentru transportul lor la șantierul centralei nucleare și macarale cu o capacitate de ridicare de 1000 de tone. Această abordare atentă a permis Statelor Unite nu numai să-și satisfacă propriile nevoi, ci și să captureze în anii 70 piata externa pentru producerea energiei atomice. URSS nu a putut dezvolta atât de larg și rapid baza industrială pentru centralele nucleare cu reactoare VVER. La început, o singură uzină Izhora putea produce câte un reactor pe an. Lansarea Attommash a avut loc abia la sfârșitul anilor 70.

Reactorul RBMK (reactor de mare putere, reactor cu canal), în care apa care răcește elementele combustibile este în stare de fierbere, a apărut ca următoarea etapă în dezvoltarea consecventă a reactoarelor cu grafit canal: un reactor industrial cu grafit, reactorul de prima centrală nucleară din lume și reactoarele centralei nucleare de la Beloyarsk. CNE Leningrad de la RBMK și-a arătat temperamentul. În ciuda prezenței unui sistem de control automat tradițional, operatorul a trebuit să intervină în controlul reactorului din ce în ce mai des pe măsură ce combustibilul ardea (de până la 200 de ori pe schimb). Acest lucru s-a datorat apariției sau întăririi feedback-ului pozitiv în timpul funcționării reactorului, ducând la dezvoltarea instabilității cu o perioadă de 10 minute. Pentru funcționarea normală stabilă a oricărui dispozitiv cu feedback pozitiv, este necesar un sistem fiabil. reglare automată. Cu toate acestea, există întotdeauna pericolul unui accident din cauza defecțiunii unui astfel de sistem. Problema instabilității a fost întâlnită și în Canada, când în 1971 a fost lansat un reactor cu canal cu apă grea ca moderatori de neutroni și apă ușoară clocotită ca lichid de răcire. Specialiștii canadieni au decis să nu ispitească soarta și au închis instalația. Relativ rapid, a fost dezvoltat un nou sistem de control automat adaptat RBMK. Introducerea lui a asigurat o stabilitate acceptabilă a reactorului. În URSS a fost lansată construcția în serie a centralelor nucleare cu reactoare RBMK (nicăieri în lume nu au fost folosite astfel de instalații).

În ciuda introducerii sistem nou reglementare, teribila amenințare a rămas. Reactorul RBMK este caracterizat de două stări extreme: într-una dintre ele, canalele reactorului sunt umplute cu apă clocotită, iar în cealaltă, cu abur. Factorul de multiplicare a neutronilor atunci când este umplut cu apă clocotită este mai mare decât atunci când este umplut cu abur. În această condiție, există un pozitiv Părere, la care creșterea puterii determină apariția unei cantități suplimentare de abur în canale, ceea ce duce la rândul său la o creștere a factorului de multiplicare a neutronilor și, în consecință, la o creștere suplimentară a puterii. Acest lucru este cunoscut de mult timp, de la proiectarea RBMK. Cu toate acestea, abia după Dezastrul de la Cernobîl ca urmare a unei analize amănunțite, s-a dovedit că este posibilă accelerarea reactorului pe neutroni prompti. La 1 oră 23 min. La 26 aprilie 1986, reactorul blocului 4 al centralei nucleare de la Cernobîl a explodat. Consecințele sale sunt teribile.

Deci este necesar să se dezvolte energia nucleară? Generarea de energie la centralele nucleare și ACT (centrale nucleare termice) este cea mai ecologică modalitate de a genera energie. Energia vântului, a soarelui, a căldurii subterane etc. nu poate înlocui imediat și rapid energia atomică. Conform prognozei din SUA la începutul secolului XXI. toate aceste metode de producere a energiei vor reprezenta nu mai mult de 10% din energia generată la nivel mondial.

Este posibil să salvăm planeta noastră de poluarea cu milioane de tone de dioxid de carbon, oxid de azot și sulf, care sunt emise în mod constant de centralele termice care funcționează pe cărbune, păcură, pentru a opri arderea oxigenului în cantități uriașe, doar cu ajutorul energie nucleară. Dar numai dacă este îndeplinită o condiție: Cernobîl nu trebuie să se mai repete. Pentru a face acest lucru, este necesar să creați un reactor de putere absolut fiabil. Dar în natură nu există nimic absolut de încredere, toate procesele care nu contrazic legile naturii au loc cu o probabilitate mai mare sau mai mică. Iar oponenții energiei nucleare argumentează așa ceva: un accident este puțin probabil, dar nu există garanții că nu se va întâmpla astăzi sau mâine. Când vă gândiți la acest lucru, luați în considerare următoarele. În primul rând, explozia reactorului RBMK în starea în care a fost operat înainte de accident nu este deloc un eveniment improbabil. În al doilea rând, cu această abordare, cu toții trebuie să trăim cu teama constantă că Pământul se va ciocni cu un asteroid mare nu astăzi sau mâine, deoarece probabilitatea unui astfel de eveniment nu este, de asemenea, egală cu zero. Se pare că este absolut reactor sigur, pentru care probabilitatea unui accident major este suficient de mică.

URSS a acumulat mulți ani de experiență în construcția și exploatarea centralelor nucleare cu reactoare VVER (asemănătoare cu PWR-ul american), pe baza cărora poate fi relativ timp scurt a fost creat un reactor de putere mai sigur. Așa că în cazul de urgență toate fragmentele radioactive de fisiune a uraniului trebuie să rămână în interior

Țările dezvoltate cu o populație mare în viitorul previzibil nu se vor putea face fără energie nucleară chiar și cu unele stocuri de combustibili convenționali din cauza catastrofei ecologice care se apropie. Modul de economisire a energiei poate doar amâna problema pentru un timp, dar nu o poate rezolva. În plus, mulți experți consideră că nici măcar un efect temporar nu poate fi obținut în condițiile noastre: eficiența întreprinderilor de furnizare a energiei depinde de nivelul de dezvoltare economică. Chiar și Statele Unite au avut nevoie de 20-25 de ani de la data introducerii în industrie a industriilor consumatoare de energie.

Pauza forțată care a apărut în dezvoltarea energiei nucleare ar trebui folosită pentru a dezvolta un reactor de putere suficient de sigur bazat pe reactorul VVER, precum și pentru a dezvolta reactoare de putere alternative, a căror siguranță ar trebui să fie la același nivel și economică. eficienta este mult mai mare. Este recomandabil să construiți o centrală nucleară demonstrativă cu un reactor subteran VVER în locul cel mai convenabil pentru a-i testa eficiența economică și siguranța.

LA timpuri recente sunt propuse diverse soluții de proiectare pentru centrale nucleare. În special, centrala nucleară compactă a fost dezvoltată de specialiști de la Biroul de Inginerie Marină din Sankt Petersburg „Malachite”. Stația propusă este destinată regiunii Kaliningrad, unde problema resurselor energetice este destul de acută. Dezvoltatorii au prevăzut utilizarea unui lichid de răcire metal-metal (un aliaj de plumb cu bismut) în CNE și exclud posibilitatea producerii unor accidente periculoase pentru radiații, inclusiv sub orice influențe externe. Stația este ecologică și eficientă din punct de vedere economic. Toate echipamentele sale principale ar trebui să fie amplasate adânc în subteran - într-un tunel cu un diametru de 20 m, așezat printre roci, ceea ce face posibilă reducerea la minimum a numărului de structuri supraterane și a suprafeței de teren înstrăinat. Structura CNE în curs de proiectare este modulară, ceea ce este, de asemenea, foarte important. Capacitatea de proiectare a CNE Kaliningrad este de 220 MW, dar poate fi redusă sau mărită de mai multe ori după cum este necesar prin modificarea numărului de module.