Есть ли будущее у атомной энергетики? Аэс за ними будущее или будущее без них доклад

Есть ли будущее у атомной энергетики? - Энергетика и промышленность России - № 17 (205) сентябрь 2012 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 17 (205) сентябрь 2012 года

Ответив на эти вопросы, мы поймем, какой будет атомная энергетика, скажем, через пятьдесят лет.

Не так давно член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией теоретических исследований Института общей и ядерной физики Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Леонид Пономарев высказал следующие мысли по поводу развития атомной энергетики: без атомной энергетики наша цивилизация будущего не имеет, но и современная атомная энергетика будущего не имеет. На чем основаны эти постулаты? Попробуем разобраться.

Для начала надо сказать, что если с начала нашей эры и до 1800 года население Земли выросло только до одного миллиарда человек, то за следующие сто тридцать лет прибавился еще миллиард. Теперь население планеты увеличивается каждые двенадцать лет на один миллиард. В настоящее время потребление энергии в мире составляет около 16 тераватт (ТВт). Разделив эту величину на население планеты, мы получим примерно 2200 Вт на человека, то есть потребляемая каждым жителем Земли (включая детей) энергия соответствует круглосуточной работе двадцати четырех стоваттных электрических ламп! И потребление будет только расти.

Ископаемые энергоносители– газ, угль и нефть – конечны, но возобновляемые источники энергии обеспечить нынешний уровень потребления электроэнергии не способны и будут не способны и в будущем. Так что атомная энергия – единственный возможный вариант для человеческой цивилизации. Однако и здесь есть проблемы.

– Главный вызов атомной энергетике – в том, что почти все нынешние АЭС работают на уране-235. Его запасы малы. Хватит еще на пятьдесят лет эксплуатации таких станций. Более того, использование этого урана означает, фактически, то, что мы топим печи спичками: дрова – это уран-238 и торий, – заявляет господин Пономарев. – Запасов урана-238 и тория хватит, чтобы обеспечить человечество энергией на тысячи лет. Но для их использования нужен уран-235. Если уран-235 весь используют, человечество утратит доступ к практически неисчерпаемым источникам энергии. Так что ториевые реакторы и реакторы на уране-238 (этот тип составляет 99,3 процента всех природных запасов урана) – это вопрос о будущем нашей цивилизации, причем самом близком будущем.

Описанные выше реакторы будут работать на быстрых нейтронах. Реакторы на быстрых нейтронах позволяют трансмутировать долгоживущие (тысячи лет) изотопы в короткоживущие, а это, в свою очередь, позволяет их окончательно захоранивать в геологические формации, сохраняя один и тот же уровень радиации в земле (сколько взяли урана и тория, столько вернули после нескольких сотен лет). Радиоактивные отходы при такой технологии занимают небольшой объем, для них не потребуются большие территории и подземные объемы. Поскольку упомянутые реакторы сами для себя производят ядерное топливо (из урана-238 – плутоний-239), то нет накопления отработавшего ядерного топлива, образуется замкнутый топливный цикл.

Стопроцентно безопасная АЭС

Безусловно и то, что в будущем все больше внимания будет уделяться безопасности атомных электростанций. Ведь любое ЧП на АЭС порождает в обществе панические настроения (хотя, на деле, от радиации за все время эксплуатации атомных электростанций пострадало меньше людей, чем от фобий, связанных с радиацией). Так что АЭС будущего станут максимально безопасными.

Ученые вот уже много лет ведут разработки ядерных реакторов с так называемой естественной безопасностью. Что это означает? На таких реакторах принципиально не могут происходить тяжелые аварии, защита от них базируется только на законах физики. Даже если все стержни регулирования мощности и аварийной защиты будут извлечены, разрушения топлива не произойдет. Для этого в таком реакторе будет использоваться тяжелый металлический теплоноситель (свинец или свинец-висмут). Такой теплоноситель не горит и не может вытекать в больших количествах из активной зоны.

Кроме того, по мнению специалистов, на АЭС будущего начнет применяться плотное ядерное топливо и равновесное количество делящихся элементов (сколько делится и выделяет энергию, столько же вновь образуется). Это исключит возможность разгона реактора на мгновенных нейтронах (что произошло на Чернобыльской АЭС). В топливном цикле реактора не будет лишних делящихся элементов, которые можно было бы изъять без того, чтобы реактор встал, нет необходимости обогащать уран. Кроме того, ядерное топливо в замкнутом топливном цикле станут смешивать с высокорадиоактивными элементами, поэтому проблема хищения делящихся материалов перестанет существовать.

Работа над созданием таких реакторов и их топливного цикла уже активно ведется. К 2020 году должен заработать первый опытный реактор БРЕСТ-300, проектируется реактор СВБР-100, ведутся испытания плотного топлива и технологий переработки. Энергокомплексы на основе подобных реакторов и пристанционного топливного цикла можно будет свободно продавать в неядерные страны, не опасаясь хищения радиоактивных материалов для создания ядерного оружия. Эксперты считают, что переход атомной энергетики на реакторы естественной безопасности произойдет эволюционно, начиная с 2025‑2030 годов.

АЭС в коробке

Надо также сказать, что такие атомные электростанции, которые можно будет продавать в другие страны, наверняка станут модульными. Хотя в настоящее время действующих пилотных проектов модульных атомных станций малой и средней мощности (АСМСМ) не существует, все специалисты утверждают, что их появление – не за горами.

Модульный характер АСМСМ определяет принцип построения АЭС из отдельных модулей с возможностью получения надежных, гибких энергетических систем. Особенностью АСМСМ станет то, что они будут строиться «под ключ» на заводах-изготовителях и транспортироваться до места назначения к потребителю в полной готовности. АСМСМ будут сочетать высокую технологичность, качество, экономичность заводского серийного изготовления и обеспечивать высокую гибкость в финансировании, размещении и удовлетворении требований потребителя относительно количества и качества вырабатываемой энергии.

Уже сейчас проектные проработки АСМСМ показывают высокие показатели безопасности и надежности. Их работа не зависит от внешних природных условий, они позволяют стабильно обеспечивать потребителей энергией. Такие станции до 100 МВт электрической мощности очень помогут региональной энергетике.

Термоядерная энергетика будущего

Однако все, о чем мы писали выше, является лишь развитием старых идей, доведением их до совершенства. По-настоящему новым словом в развитии атомной энергетики станет создание действующего термоядерного реактора.

В чем основные преимущества ядерного синтеза? Прежде всего, в экономичности. Термоядерная реакция может приводить к выделению огромного количества энергии, в десять миллионов раз превышающего стандартное тепловыделение при обычных химических реакциях (типа сжигания ископаемого топлива). Для сравнения укажем, что количество угля, необходимого для обеспечения работы тепловой электростанции мощностью 1 ГВт, составляет 10 000 тонн в день (десять железнодорожных вагонов), а термоядерная установка такой же мощности будет потреблять в день лишь около 1 килограмма топлива.

Исходным топливом для термоядерного реактора являются литий и вода. Литий представляет собой обычный металл, широко используемый в бытовых приборах (в батарейках для мобильных телефонов и т. п.). Например, для производства 200 000 кВт-ч электрической энергии (что эквивалентно энергии, содержащейся в 70 тоннах угля) термоядерному реактору потребуется такое количество лития, которое содержится в одной батарейке для компьютера, а количество дейтерия – в 45 литрах воды. Указанная выше величина соответствует современному потреблению электроэнергии (в пересчете на одного человека) в странах ЕС за тридцать лет. Сам факт, что столь ничтожное количество лития может обеспечить выработку такого количества электроэнергии (без выбросов CO2 и без малейшего загрязнения атмосферы), – серьезный аргумент для скорейшего развития термоядерной энергетики.

Дейтерия должно хватить на миллионы лет, а запасы легко добываемого лития вполне достаточны для обеспечения потребностей в течение сотен лет. Даже если запасы лития в горных породах иссякнут, мы сможем добывать его из воды, где он содержится в достаточно высокой концентрации (в сто раз превосходящей концентрацию урана), чтобы его добыча была экономически целесообразной.

Другое преимущество – высокая внутренняя безопасность термоядерного реактора. Плазма, используемая в термоядерных установках, имеет очень низкую плотность (примерно в миллион раз ниже плотности атмосферы), вследствие чего рабочая среда установок никогда не будет содержать в себе энергии, достаточной для возникновения серьезных происшествий или аварий. Кроме того, загрузка «топливом» должна производиться непрерывно, что позволяет легко останавливать ее работу, не говоря уже о том, что в случае аварии и резкого изменения окружающей среды термоядерное «пламя» должно просто погаснуть. Наконец, хотя объем используемой плазмы значителен, из‑за ее низкой плотности там содержится лишь очень небольшое количество трития (общим весом примерно как десять почтовых марок). Поэтому даже при самых тяжелых ситуациях и авариях (полное разрушение оболочки и выделение всего содержащегося в ней трития, например, при землетрясении и падении самолета на станцию) в окружающую среду поступит лишь незначительное количество топлива, что не потребует эвакуации населения из близлежащих населенных пунктов.

Сейчас опытный термоядерный реактор ITER создается консорциумом, в который входят Европейский Союз, Япония, Россия, США, Китай, Южная Корея и Индия. Общая численность населения этих стран составляет около половины всего населения Земли, так что проект можно назвать глобальным ответом на глобальный вызов. Основные компоненты и узлы реактора ITER уже созданы и испытаны, а строительство уже начато в местечке Кадараш (Франция). Запуск реактора запланирован на 2018 год, а получение дейтерий-водородной плазмы – на 2026 год, так как ввод реактора в действие требует длительных и серьезных испытаний для плазмы из водорода и дейтерия.

И если все пройдет удачно, человечество на долгое время сможет забыть о нехватке электроэнергии, а ядерная энергия утвердиться в качестве главного источника электроэнергии на Земле.

www.eprussia.ru

Будущее энергетики России: плавучая атомная электростанция

Пока некоторые другие страны реализуют программу по полному отказу от атомной энергетики, ожидая заменить ее альтернативными источниками энергии, Россия создает новые технологии и виды АЭС. К примеру, в 2016 году в нашей стране будет запущена первая в мире плавающая атомная электростанция, которая получит название Академик Ломоносов.

Будущее энергетики России: плавучая атомная электростанция

Авария на атомной станции Фукусима в Японии заставила мировую общественность в очередной раз начать активные обсуждения относительно отказа от этого опасного вида энергетики на глобальном уровне. В самой Стране Восходящего Солнца даже строится огромная ветряная электростанция, которая должна заместить часть мощности закрытой после взрыва АЭС.

Будущее энергетики России: плавучая атомная электростанция

Однако в большинстве стран отлично понимают, что атомная энергетика далеко не отжила свое. Ведь по себестоимости энергии она может дать огромную фору другим видам получения электричества. к государствам, которые готовы вкладывать средства в развитие этой отрасли промышленности, относится и Россия. И в 2016 году она планирует запустить первую в мире плавающую АЭС. Сейчас судно Академик Ломоносов вовсю строится на верфи Балтийского завода в Санкт-Петербурге.

Будущее энергетики России: плавучая атомная электростанция

Плавающие атомные электростанции необходимы для обеспечения энергией отдаленных от цивилизации городов, портов и крупных промышленных предприятий.

Имея возможность вырабатывать до 70 МВт электроэнергии и 300 МВт тепловой, плавающая электростанция Академик Ломоносов сможет обеспечивать жизнедеятельность города с населением 200 тысяч человек. При этом она ему будет давать не только электричество и тепло, но и пресную воду – такое судно сможет ежедневно опреснять до 240 тысяч кубометров воды. А команда судна будет состоять всего из 69 человек.

Будущее энергетики России: плавучая атомная электростанция

Разработчики плавающей АЭС утверждают, что у этой станции огромный запас прочности – ей не страшен шторм, цунами, лед и прочие природные факторы, так что использовать ее можно будет даже в самых суровых климатических условиях.

На данный момент, уже пятнадцать стран, в том числе, Китай, Аргентина, Индонезия и Алжир заинтересовались в российском проекте и готовы в будущем рассмотреть возможность покупки плавающей атомной электростанции. Так что Академик Ломоносов – это лишь начало огромного проекта.

Источник: www.novate.ru

near-future.ru

за ними будущее или без них ?, география

Illidan98

12 июля 2013 г., 3:33:09 (5 лет назад)

Я - ликвидатор аварии на ЧАЭС, поэтому эта тема мне не безразлична.Читал книжку про АЭС. В частности, про ЧАЭС было написано, какая она безопасная,какая прекрасная электроника ей управляет. Что была смоделирована "максимальновозможная авария", и ЭВМ прекрасно с ней справилась...Я - ликвидатор аварии на ЧАЭС, поэтому эта тема мне не безразлична.Читал книжку про АЭС. В частности, про ЧАЭС было написано, какая она безопасная,какая прекрасная электроника ей управляет. Что была смоделирована "максимальновозможная авария", и ЭВМ прекрасно с ней справилась...А читал ее в октябре 1986 г. на 2м этаже (отметка +12) здания ХЖТО (Хранилище Жидких Топливных Отходов) в маленькой комнатке связистов.За моей спиной стена метровой толщины, за ней в нескольких сотнях метровразвороченный 4й блок ЧАЭС! Я не знал, плакать мне или смеяться...Книжку хотел взять домой, но она оказалась пропитана радиоактивной пылью...Не споря со специалистами, выскажу скорее эмоции, чем обоснованные мысли.По мне, так любой источник энергии опасен по определению ("источник энергии").Назовите мне хоть один неопасный! Солнечная энергия? Но это только солнечныебатареи на вид безопасны. А дальше собранная энергия бежит по проводам в виде электричества. Мало ли что может произойти, "коза" (короткое замыкание),например. А это взрыв, пожар...Стакан с кипятком - тоже источник энергии. И он не должен стоять на краю стола!Тогда он относительно безопасен...Вопрос скорее не в типе, виде источников энергии, а в том, чтобы они "не стоялина краю стола".При проектировании, строительстве, эксплуатации недопустимы малейшиепросчеты, халатность, надежда на "авось"...А вот с этим у человечества не все в порядке.Ну будут изобретены некие совсем уж безопасные источники энергии.Но "человеческий фактор" куда пропадет?! Отдать все электронике?А кто ее проектирует, изготовляет, настраивает? Малейший просчет, сбой -и электроника такое устроит - еще кошмарнее ЧАЭСов и Фукусим!Я так думаю: можно было и ЧАЭС нормально построить и эксплуатировать.Она бы еще десятки лет работала.Увы, это участь человечества такая - идти впереди всего живого мира, осваиватьновое, делать и исправлять ошибки.Человечеству нужна энергия, в том числе и ядерная.Как нужны автомобили, самолеты. Они - тоже источники повышенной опасности,горят, взрываются. Но от них мы не отказываемся из-за этого.Как не отказываемся от стакана крепкого горячего чая. Только пусть он не стоитна краю стола..

geografia.neznaka.ru

за ними будущее или без них ?, українська мова

Illidan98

12 июля 2013 г., 3:33:09 (5 лет назад)

ukrainska-mova.neznaka.ru

за ними будущее или без них ?, информатика

Illidan98

12 июля 2013 г., 3:33:09 (5 лет назад)

informatika.neznaka.ru