Branduolinė energija (branduolinė energija) yra energijos šaka, gaminanti elektros ir šiluminę energiją konvertuojant branduolinę energiją.
Paprastai, norint gauti branduolinę energiją, naudojama branduolinė grandininė reakcija, skaldant urano-235 arba plutonio branduolius. Branduolių skilimas, kai į juos patenka neutronas, ir susidaro nauji neutronai bei skilimo fragmentai. Skilimo neutronai ir skilimo fragmentai turi didelę kinetinę energiją. Dėl fragmentų susidūrimo su kitais atomais ši kinetinė energija greitai virsta šiluma.
Nors branduolinė energija yra pagrindinis bet kurios energijos srities šaltinis (pavyzdžiui, saulės branduolinių reakcijų energija hidroelektrinėse, elektrinėse, naudojančiose iškastinį kurą, radioaktyviosios skilimo energija geoterminėse elektrinėse), branduolinė energija reiškia tik naudojimą kontroliuojamų reakcijų branduoliniuose reaktoriuose.
Branduolinė energija gaminama atominėse elektrinėse, naudojama atominiams ledlaužiams, atominiams povandeniniams laivams; JAV įgyvendina programą, skirtą sukurti branduolinį variklį kosminiams laivams, be to, buvo bandoma sukurti branduolinį variklį lėktuvams (atominiams lėktuvams) ir „atominiams“ tankams.
Per 40 metų branduolinės energetikos plėtros pasaulyje 26 pasaulio šalyse buvo pastatyta apie 400 jėgainių, kurių bendra energijos galia yra apie 300 milijonų kW. Pagrindiniai branduolinės energijos pranašumai yra didelis galutinis pelningumas ir degimo produktų išmetimo į atmosferą nebuvimas (šiuo požiūriu tai gali būti laikoma nekenksminga aplinkai), pagrindiniai trūkumai yra galimas radioaktyviosios taršos pavojus. aplinką su branduolinio kuro skilimo produktais avarijos metu (pvz., Černobylio ar Amerikos Trimilės saloje) ir panaudoto branduolinio kuro perdirbimo problema.
Pirmiausia pakalbėkime apie naudą. Branduolinės energijos pelningumą sudaro keli komponentai. Vienas iš jų - nepriklausomybė nuo degalų gabenimo. Jei 1 mln. KW galios elektrinei reikia apie 2 milijonus tonų degalų ekvivalento per metus. (arba apie 5 mln. žemos kokybės anglies), tada į VVER-1000 įrenginį reikės pristatyti ne daugiau kaip 30 tonų praturtinto urano, o tai praktiškai sumažina kuro transportavimo išlaidas iki nulio (anglimis kūrenamose elektrinėse šios išlaidos iki 50% savikainos). Norint naudoti branduolinį kurą energijai gaminti, nereikia deguonies ir nėra nuolatinio degimo produktų išmetimo, todėl nereikia statyti įrenginių, skirtų išvalyti į atmosferą išmetamus teršalus. Miestai, esantys netoli atominių elektrinių, daugiausia yra ekologiški žalieji miestai visose pasaulio šalyse, o jei taip nėra, tai yra dėl toje pačioje teritorijoje esančių kitų pramonės šakų ir įrenginių įtakos. Šiuo atžvilgiu TPP suteikia visiškai kitokį vaizdą. Aplinkos situacijos Rusijoje analizė rodo, kad TPP sudaro daugiau nei 25% visų kenksmingų išmetimų į atmosferą. Apie 60% šiluminių elektrinių išmetamų teršalų yra Europos dalyje ir Urale, kur aplinkos apkrova gerokai viršija didžiausią. Sunkiausia ekologinė situacija susiklostė Uralo, Centrinio ir Volgos regionuose, kur sieros ir azoto patekimo sukeltos apkrovos kai kuriose vietose 2–2,5 karto viršija kritines.
Branduolinės energijos trūkumai apima galimą radioaktyviosios aplinkos užteršimo pavojingų avarijų, tokių kaip Černobylis, pavojų. Dabar atominėse elektrinėse, kuriose naudojami Černobylio tipo reaktoriai (RBMK), buvo imtasi papildomų saugos priemonių, kurios, remiantis TATENA (Tarptautinės atominės energijos agentūros) išvada, visiškai neįtraukia tokio sunkumo avarijos: yra išeikvotas, tokius reaktorius reikėtų pakeisti naujos kartos padidinto saugumo reaktoriais. Nepaisant to, visuomenės nuomone, lūžis dėl saugaus atominės energijos naudojimo greičiausiai neįvyks greitai. Radioaktyviųjų atliekų šalinimo problema yra labai opi visai pasaulio bendruomenei. Dabar jau yra branduolinių elektrinių radioaktyviųjų atliekų stiklinimo, bituminimo ir cementavimo metodai, tačiau saugykloms statyti reikalingos teritorijos, kuriose šios atliekos bus dedamos amžinam saugojimui. Šalys, turinčios nedidelį plotą ir didelį gyventojų tankumą, susiduria su rimtais sunkumais sprendžiant šią problemą.
Branduolinės energijos pranašumai, palyginti su kitų rūšių energija, yra akivaizdūs. Didelė galia ir mažos galutinės energijos sąnaudos atvėrė dideles branduolinės energetikos plėtros ir atominių elektrinių statybos perspektyvas bei pelningumą. Daugumoje pasaulio šalių į branduolinės energijos pranašumus atsižvelgiama ir šiandien - statoma vis daugiau naujų jėgainių ir sudaromos sutartys dėl atominių elektrinių statybos ateityje.
Be to, atominės energijos pliusuose galima drąsiai užrašyti faktą, kad branduolinio kuro naudojimas nėra lydimas degimo proceso ir kenksmingų medžiagų bei šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo į atmosferą, o tai reiškia, kad statomi brangūs įrenginiai išvalyti į atmosferą išmetamų teršalų nereikės. Ketvirtadalis visų kenksmingų teršalų į atmosferą patenka iš šiluminių elektrinių, o tai labai neigiamai veikia šalia jų esančių miestų ekologinę padėtį ir apskritai atmosferos būklę. Miestai, esantys netoli nuo įprastu režimu veikiančių atominių elektrinių, visiškai patiria branduolinės energijos pranašumus ir yra laikomi vienais iš ekologiškiausių visose pasaulio šalyse. Jie nuolat stebi žemės, vandens ir oro radioaktyviąją būseną, taip pat analizuoja florą ir fauną - tokia nuolatinė stebėsena leidžia realiai įvertinti branduolinės energijos trūkumus ir pranašumus bei jos poveikį ekologijai. regione. Verta paminėti, kad stebėjimo laikotarpiu vietovėse, kuriose yra AE, nebuvo užfiksuoti jokie radioaktyvaus fono nukrypimai nuo įprasto, jei tai nebuvo susiję su avarinėmis situacijomis.
Branduolinės energijos pranašumai tuo nesibaigia. Artėjant energijos badui ir išeikvojant anglies degalų atsargas, natūraliai kyla klausimas dėl kuro tiekimo atominėms elektrinėms. Atsakymas į šį klausimą yra labai optimistiškas: praskiestos urano ir kitų radioaktyviųjų elementų atsargos žemės plutoje siekia kelis milijonus tonų, o esant dabartiniam vartojimo lygiui, jas galima laikyti praktiškai neišsenkančiomis.
Tačiau branduolinės energijos pranašumai apima ne tik atomines elektrines. Atominė energija šiandien naudojama kitiems tikslams, be to, aprūpina gyventojus ir pramonę elektros energija. Taigi, negalima pervertinti branduolinės energijos privalumų povandeninių laivų laivynui ir branduoliniams ledlaužiams. Naudojant atominius variklius, jie gali ilgą laiką egzistuoti savarankiškai, pereiti į bet kokį atstumą, o povandeniniai laivai išbūti po vandeniu mėnesius. Šiandien pasaulis kuria požemines ir plaukiojančias atomines jėgaines ir branduolinius variklius erdvėlaiviams.
Atsižvelgdami į branduolinės energijos pranašumus, galime drąsiai teigti, kad ateityje žmonija ir toliau naudos branduolinės energijos galimybes, kurios, jei jos bus kruopščiai tvarkomos, mažiau teršia aplinką ir praktiškai nepažeidžia ekologinės pusiausvyros mūsų planetoje. Tačiau branduolinės energijos privalumai pasaulio bendruomenės akyse gerokai išblėso po dviejų rimtų avarijų: 1986 metais Černobylio atominėje elektrinėje ir 2011 metais Fukušimos-1 atominėje elektrinėje. Šių incidentų mastas yra toks, kad jų padariniai gali apimti beveik visus žmonijai žinomus branduolinės energijos privalumus. Japonijos tragedija daugeliui šalių tapo paskata persvarstyti energetikos strategiją ir perkelti dėmesį į alternatyvių energijos šaltinių naudojimą.
Branduolinės energetikos plėtros perspektyvos.
Svarstant branduolinės energijos perspektyvų artimoje (iki šimtmečio pabaigos) ir tolimos ateities problemą, būtina atsižvelgti į daugelio veiksnių įtaką: natūralaus urano atsargų apribojimą, dideles kapitalo išlaidas. atominių elektrinių statyba, palyginti su šiluminėmis elektrinėmis, neigiama visuomenės nuomonė, dėl kurios daugelyje šalių (JAV, Vokietija, Švedija, Italija) buvo priimti įstatymai, apribojantys branduolinės energetikos pramonės teisę naudotis daugybe technologijų (pavyzdžiui, naudojant „Ru“ ir kt.), dėl to buvo sutrumpintas naujų pajėgumų statymas ir palaipsniui panaikintos panaudotos lėšos, nepakeičiant naujų. Tuo pačiu metu yra daug jau iškasto ir praturtinto urano, taip pat urano ir plutonio, išsiskiriančių išmontuojant branduolines galvutes, atsargos, išplėstos veisimo technologijos (kai iš reaktoriaus išmetamame kure yra daugiau skiliųjų izotopų) pašalino natūralaus urano atsargų apribojimo problemą. branduolinės energijos pajėgumų padidinimas iki 200–300 Q. Tai viršija iškastinio kuro išteklius ir leidžia sudaryti pasaulio energetikos pramonės pagrindą 200 -prieš 300 metų.
Tačiau išplėstos veisimo technologijos (ypač greito veisimo reaktoriai) į masinės gamybos etapą nepateko dėl vėlavimo perdirbimo ir perdirbimo srityje („naudingo“ urano ir plutonio išgavimas iš panaudoto kuro). O labiausiai pasaulyje paplitę šiuolaikiniai šiluminiai neutronų reaktoriai naudoja tik 0,50,6% urano (daugiausia skilimo izotopą U238, kurio koncentracija natūraliame urane yra 0,7%). Esant tokiam mažam urano naudojimo efektyvumui, branduolinės energijos energetinis potencialas yra tik 35 Q. energijos ir branduolinių jėgainių augimo tempų nustatymas visame pasaulyje. Be to, išplėstinės reprodukcijos technologija suteikia didelę papildomą apkrovą aplinkai. Šiandien specialistams yra visiškai aišku, kad branduolinė energija iš esmės yra vienintelis tikras ir reikšmingas žmonijos elektros energijos tiekimo šaltinis ilgainiui, o tai nesukelia tokių neigiamų reiškinių planetai kaip šiltnamio efektas, rūgštus lietus, ir kt. Kaip žinote, šiandien energija, pagaminta iš iškastinio kuro, tai yra, deginant anglį, naftą ir dujas, yra elektros energijos gamybos pasaulyje pagrindas. Įsipareigojimas nustatyti išmetamo CO ribas; arba sumažinti jų lygį ir ribotas galimybes plačiai naudoti atsinaujinančius energijos šaltinius-visa tai rodo, kad reikia didinti branduolinės energijos indėlį.
Atsižvelgiant į visa tai, kas išdėstyta, galime daryti išvadą, kad branduolinės energijos plėtros perspektyvos skirtinguose regionuose ir atskirose šalyse bus skirtingos, atsižvelgiant į poreikius ir elektros energiją, teritorijos dydį, iškastinio kuro atsargų prieinamumą. , galimybė pritraukti finansinių išteklių tokios gana brangios technologijos kūrimui ir eksploatavimui, tam tikros šalies visuomenės nuomonės įtaka ir daugybė kitų priežasčių.

Branduolinė energija yra vienintelis būdas patenkinti didėjantį žmonijos elektros poreikį.

Joks kitas energijos šaltinis negali pagaminti pakankamai elektros energijos. Jos pasaulinis vartojimas nuo 1990 iki 2008 m. Išaugo 39% ir kasmet didėja. Saulės energija negali patenkinti pramonės elektros poreikių. Naftos ir anglies atsargos išeikvojamos. 2016 metais pasaulyje veikė 451 branduolinės energijos blokas. Iš viso jėgainės pagamino 10,7% pasaulio elektros energijos. Atominės elektrinės gamina 20% visos Rusijoje pagamintos elektros energijos.

Branduolinės reakcijos metu išsiskirianti energija žymiai viršija degimo metu išsiskiriančios šilumos kiekį.

1 kg urano, praturtinto iki 4%, išskiria energijos kiekį, lygų 60 tonų naftos arba 100 tonų anglies deginimui.

Saugus atominių elektrinių veikimas, palyginti su šiluminėmis.

Nuo tada, kai buvo pastatyti pirmieji branduoliniai objektai, įvyko apie tris dešimtis nelaimingų atsitikimų, keturiais atvejais į atmosferą pateko kenksmingų medžiagų. Incidentų, susijusių su metano sprogimais anglių kasyklose, skaičius siekia dešimtis. Dėl pasenusios įrangos avarijų TPP kasmet daugėja. Paskutinė didelė avarija Rusijoje įvyko 2016 metais Sachaline. Tada 20 tūkstančių rusų liko be šviesos. 2013 m. Sprogimas Uglegorskaya TPP (Donecko sritis, Ukraina) išprovokavo gaisrą, kurio nebuvo galima užgesinti 15 valandų. Į atmosferą pateko didelis kiekis toksiškų medžiagų.

Nepriklausomybė nuo iškastinių energijos šaltinių.

Natūralaus kuro atsargos išeikvojamos. Anglies ir naftos likučiai yra 0,4 IJ (1 IJ = 10 24 J). Urano atsargos viršija 2,5 IJ. Be to, uraną galima pakartotinai panaudoti. Branduolinį kurą lengva transportuoti, o transportavimo išlaidos yra minimalios.

Lyginamasis atominių elektrinių ekologiškumas.

2013 m. Pasaulinis išmetamųjų teršalų kiekis naudojant iškastinį kurą elektros energijai gaminti sudarė 32 gigatonus. Tai apima angliavandenilius ir aldehidus, sieros dioksidą, azoto oksidus. Atominė jėgainė nenaudoja deguonies, o šiluminė jėgainė deguonį naudoja kurui oksiduoti ir gamina šimtus tūkstančių tonų pelenų per metus. Atominės elektrinės išmetamos retai. Šalutinis jų veiklos poveikis yra radionuklidų, kurie suyra per kelias valandas, emisija.

Šiltnamio efektas skatina šalis apriboti deginamų anglių ir naftos kiekį. Atominės elektrinės Europoje kasmet sumažina išmetamą CO2 kiekį 700 mln.

Teigiamas poveikis ekonomikai.

Atominės elektrinės statyba sukuria darbo vietas elektrinėje ir susijusiose pramonės šakose. Pavyzdžiui, Leningrado AE aprūpina vietines pramonės įmones šildymu ir karštu aptarnavimo vandeniu. Stotis yra medicininio deguonies šaltinis medicinos įstaigoms, o skystas azotas - įmonėms. Hidrotechnikos cechas vartotojams tiekia geriamąjį vandenį. Energijos gamybos apimtys iš atominių elektrinių yra tiesiogiai susijusios su rajono gerovės augimu.

Nedidelis kiekis tikrai pavojingų atliekų.

Panaudotas branduolinis kuras yra energijos šaltinis. Radioaktyviosios atliekos sudaro 5% panaudoto kuro. Iš 50 kg atliekų tik 2 kg reikia ilgai laikyti ir rimtai izoliuoti.

Radioaktyviosios medžiagos sumaišomos su skystu stiklu ir supilamos į talpas su storomis sienomis iš legiruotojo plieno. Geležies konteineriai yra paruošti patikimai saugoti pavojingas medžiagas 200–300 metų.

Statant plaukiojančias atomines jėgaines (FNPP), pigiai bus tiekiama elektros energija sunkiai pasiekiamoms teritorijoms, įskaitant vietoves, kuriose yra žemės drebėjimų.

Atokiose Tolimųjų Rytų ir Tolimųjų Rytų vietovėse atominės elektrinės yra gyvybiškai svarbios, tačiau retai apgyvendintose vietovėse stacionarių jėgainių statyba nėra ekonomiškai pagrįsta. Sprendimas bus naudoti mažas plūduriuojančias atomines elektrines. Pirmoji pasaulyje plaukiojanti atominė elektrinė „Akademik Lomonosov“ 2019 metų rudenį bus paleista Čekotkos pusiasalio pakrantėje Pevek mieste. Plūduriuojantis maitinimo blokas (FPU) statomas Baltijos laivų statykloje Sankt Peterburge. Iš viso iki 2020 metų planuojama paleisti 7 plaukiojančias atomines elektrines. Tarp plūduriuojančių atominių elektrinių naudojimo privalumų:

• aprūpinti pigia elektra ir šiluma;
• gauti 40–240 tūkstančių kubinių metrų gėlo vandens per dieną;
• nereikia skubiai evakuoti gyventojų nelaimingų atsitikimų FPU atveju;
• padidėjęs jėgos agregatų atsparumas smūgiams;
• potencialus šuolis plėtojant regionus su plaukiojančiomis atominėmis elektrinėmis.

Pasiūlyk savo faktą

Branduolinės energijos trūkumai

Didelės atominės elektrinės statybos išlaidos.

Manoma, kad modernios atominės elektrinės statyba sieks 9 mlrd. Kai kurių ekspertų teigimu, išlaidos gali siekti 20–25 milijardus eurų. Vieno reaktoriaus kaina, priklausomai nuo jo pajėgumo ir tiekėjo, svyruoja nuo 2–5 mlrd. Tai yra 4,4 karto daugiau nei vėjo energijos kaina ir 5 kartus brangiau nei saulės energija. Stoties atsipirkimo laikotarpis yra gana ilgas.

Urano-235 atsargos, kurias naudoja beveik visos atominės elektrinės, yra ribotos.

Urano-235 atsargos truks 50 metų. Perėjimas prie urano-238 ir torio derinio naudojimo leis žmonijai gaminti energiją dar tūkstantį metų. Problema ta, kad norint pereiti prie urano-238 ir torio reikia urano-235. Naudojant visas urano-235 atsargas, perėjimas bus neįmanomas.

Branduolinės energijos gamybos sąnaudos viršija vėjo jėgainių eksploatavimo išlaidas.

„Energy Fair“ tyrėjai pristatė ataskaitą, kuri parodo ekonominį branduolinės energijos netikslingumą. 1 MWh iš atominės elektrinės kainuoja 60 svarų (96 USD) daugiau nei panašus energijos kiekis, kurį gamina vėjo malūnai. Branduolio dalijimosi jėgainių eksploatavimas kainuoja 202 svarus (323 USD) už 1 MWh, o vėjo jėgainė - 140 svarų (224 USD).

Sunkios avarijų atominėse elektrinėse pasekmės.

Nelaimingų atsitikimų objektuose rizika egzistuoja visą branduolinių reaktorių eksploatavimo laiką. Ryškus pavyzdys - avarija Černobylio atominėje elektrinėje, kuriai pašalinti buvo išsiųsta 600 tūkst. Per 20 metų po avarijos žuvo 5000 likvidatorių. Upės, ežerai, miškai, mažos ir didelės gyvenvietės (5 milijonai hektarų žemės) tapo nebegyvenamos. Buvo užteršta 200 tūkstančių km2. Avarijos metu žuvo tūkstančiai žmonių, padaugėjo pacientų, sergančių skydliaukės vėžiu. Vėliau Europoje buvo užfiksuota 10 tūkstančių vaikų, turinčių deformacijų, gimimo atvejų.

Radioaktyviųjų atliekų šalinimo poreikis.

Kiekvienas atomų skilimo etapas yra susijęs su pavojingų atliekų susidarymu. Statomos laidojimo vietos, skirtos izoliuoti radioaktyvias medžiagas iki jų visiško suirimo, užimant didelius plotus Žemės paviršiuje, esančius atokiose pasaulio vandenynų vietose. 55 milijonai tonų radioaktyviųjų atliekų, palaidotų 180 hektarų teritorijoje Tadžikistane, gali patekti į aplinką. 2009 m. Tik 47% Rusijos įmonių radioaktyviųjų atliekų yra saugios būklės.

Savivaldybės švietimo įstaiga

Klimščinsko vidurinė mokykla

Branduolinė energija: pliusai ir minusai

tiriamasis darbas fizikos srityje

Serkovas Vadimas,

10 klasės mokinys

Vadovas: Golubtsova Irina

Viktorovna, fizikos mokytoja

Klimschina

2016

Turinys

Aš.Įvadas ................................................ .................................................. ....... 3

II.Pagrindinė dalis

Branduolinė energetika ……………………………………………………………………… 4

1.1 Atominės energijos gavimas ……………………………………… 4

1.2. Branduolinės energetikos vystymosi istorija ………………………… ..7

1.3 Energetikos sektoriaus ekonominė reikšmė …………………………… 10

1.4. Branduolinės energijos gamybos apimtys. ……… .. …… 12

1.5. Branduolinės energijos pranašumai ............................................ . 14

1.6 Branduolinės energijos trūkumai …………………………………… .15

2. Sociologinės apklausos rezultatai ………………………………… 19

III.Išvada …………………………………………………………

IV. Naudotos literatūros sąrašas ………………………………… .24

Įvadas

Balandžio 26 dieną sukanka 30 metų nuo katastrofos Černobylio atominėje elektrinėje.

Didžiulis kiekis radioaktyviųjų medžiagų išskrido ir išsisklaidė į dangų. Žmonės Černobylyje buvo apšvitinti 90 kartų daugiau nei tada, kai bomba nukrito ant Hirosimos. Remiantis Rusijos mokslų akademijos skaičiavimais, Černobylio katastrofa lėmė 60 tūkstančių žmonių mirtį Rusijoje ir 140 tūkstančių Baltarusijoje ir Ukrainoje. 30 metų yra ilgas laikas žmonėms, bet ne žmonijai. Ši tragedija privertė žmones susimąstyti: „Ar branduolinė energija yra gera ar bloga?

Aš taip pat bandžiau rasti atsakymą į šį klausimą, kad padėčiau savo bendraamžiams tai suprasti ateityje.

Tyrimo tikslas:atskleisti žmonių požiūrį į branduolinę energiją.

Užduotys:

- atominės energijos gavimo procesų tyrimas

Branduolinės energetikos vystymosi istorijos tyrimas

Ištirti branduolinės energijos svarbą

Branduolinės energijos problemų nustatymas

Tyrimo problemos diagnostinės medžiagos kūrimas

Socialinio tyrimo atlikimas tarp įvairaus amžiaus žmonių

Socialinės apklausos rezultatų analizė

Studijų dalykas:žmogaus požiūris į branduolinės energijos klausimus

1 branduolinė energija

1.1 Atominės energijos gamyba

Atominis energetikai ( atominė energija ) yra pramonėenergijos , užsiimanti elektros ir šiluminės energijos gamyba konvertuojant branduolinę energiją.

Paprastai jie naudoja branduolinę energiją arba ... Smūgio metu branduoliai suskaidomi gaminami nauji neutronai ir skilimo fragmentai. Skilimo neutronai ir skilimo fragmentai turi didelį ... Dėl fragmentų susidūrimo su kitais atomais ši kinetinė energija greitai virsta .

Kuro ciklas

Branduolinės energetikos inžinerija grindžiama panaudojimu, kurio pramoninių procesų visuma sudaro branduolinio kuro ciklą. Nors yra įvairių tipų kuro ciklai, priklausomai nuo reaktoriaus tipo ir ciklo pabaigos stadijos charakteristikų, apskritai yra bendrų etapų.

Urano rūdos gavyba.

Urano rūdos malimas

Urano dioksido atskyrimas, vadinamasis geltonasis jūrų lydeka eina į sąvartyną.

Pavertimas dujiniu.

Urano-235 koncentracijos didinimo procesas atliekamas specialiose izotopų atskyrimo gamyklose.

Atvirkštinis urano heksafluorido pavertimas į urano dioksidą kuro granulių pavidalu.

Kuro elementų gamyba iš granulių (santr.), Kurios surinktos formos įvedamos į atominės elektrinės branduolinio reaktoriaus branduolį.

Ištraukimas.

Panaudoto kuro aušinimas.

Panaudoto kuro šalinimas specialioje saugykloje.

Eksploatacijos metu susidariusios mažo aktyvumo radioaktyviosios atliekos pašalinamos priežiūros procesų metu. Pasibaigus tarnavimo laikui, atliekamas pats reaktorius, jį išmontuojant nukenksminama ir pašalinamos reaktoriaus dalys kaip atliekos.

Branduolinis reaktorius

Branduolinis reaktorius - prietaisas, skirtas organizuoti kontroliuojamą savęs išlaikymą, kuris visada lydi energijos išsiskyrimą.

Pirmasis branduolinis reaktorius buvo pastatytas ir paleistas 1942 m. Gruodžio mėn., Prižiūrint. Pirmasis reaktorius, pastatytas už JAV ribų, buvo paleistas. Europoje pirmasis branduolinis reaktorius buvo objektas, kuris pradėjo veikti Maskvoje, prižiūrimas. Pasaulyje jau veikė apie šimtas įvairių tipų branduolinių reaktorių.

Yra įvairių tipų reaktoriai, kurių pagrindiniai skirtumai yra degalai ir aušinimo skystis, naudojami palaikyti reikiamą šerdies temperatūrą, o moderatorius - siekiant sumažinti neutronų, išsiskiriančių dėl branduolio skilimo, greitį, kad būtų išlaikytas norimas grandininės reakcijos greitis.

Labiausiai paplitęs yra lengvojo vandens reaktorius, kuriame kaip kuras naudojamas praturtintas uranas, o kaip aušinimo skystis ir kaip reguliatorius naudojamas įprastas arba „lengvas“ vanduo. Jis turi dvi pagrindines veisles:

1. Kur besisukantys garai susidaro tiesiai šerdyje.

   Kur garai gaminami kilpoje, prijungtoje prie šerdies šilumokaičiais ir garo generatoriais.

Su grafito moderatoriumi jis tapo plačiai paplitęs dėl galimybės efektyviai gaminti ginkluotą plutonį ir galimybę naudoti nesodrintą uraną.

Sunkus vanduo naudojamas ir kaip aušinimo skystis, ir kaip reguliatorius, o kuras yra nesotintas uranas, kuris daugiausia naudojamas Kanadoje, turinčioje savo urano rūdos nuosėdas.

1.2 Branduolinės energetikos plėtros istorija

Pirmą kartą grandininė branduolinio skilimo reakcija buvo atlikta 1942 m. Gruodžio 2 d. Naudojant uraną kaip kurą ir grafitą kaip moderatorių. Pirmoji elektros energija iš skilimo energijos buvo pagaminta 1951 m. Gruodžio 20 d. Aidaho nacionalinėje laboratorijoje, naudojant greitąjį reaktorių EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I). Sukurta galia buvo apie 100 kW.

1954 m. Gegužės 9 d. Miesto branduoliniame reaktoriuje buvo pasiekta stabili branduolinė grandininė reakcija. 5 MW galios reaktorius veikė praturtintame urane, kurio moderatorius buvo grafitas, o aušinimui buvo naudojamas įprastos izotopinės sudėties vanduo. Birželio 26 d., 17.30 val., Čia pagaminta energija pradėjo tekėti į vartotoją.

Atominė jėgainė (AE) - gamybai tam tikrais būdais ir naudojimo sąlygomis, esančioje projekto apibrėžtoje teritorijoje, kurioje (reaktoriai) ir būtinų sistemų, prietaisų, įrangos ir konstrukcijų kompleksas su reikiamais darbuotojais () įgyvendinant šį tikslą, skirtą elektros energijai gaminti).

Branduolinio transporto energija

Branduolinis laivas (branduolinis laivas) - bendras pavadinimas, užtikrinantis laivo pažangą. Skirkite civilinius branduolinius laivus (, transporto laivus) ir (, sunkius).

Karo laivai - branduoliniai ir pirmasis pasaulyje lėktuvnešis , ilgiausia pasaulyje kariuomenė, 1964 m. per rekordinę kelionę aplink pasaulį, kurios metu be degalų papildymo jie įveikė 49 190 km per 65 dienas.

1954 m. Gruodžio mėn. Pirmasis buvo paleistas.

Rusų 1994 m

1958 m. Pirmasis antrosios sovietinės atominės elektrinės, kurios galia 100 MW, etapas pradėjo gaminti elektrą. 1959 m. Buvo paleistas pirmasis pasaulyje nekarinis branduolinis laivas -.

Branduolinė energija, kaip nauja energetikos kryptis, buvo pripažinta 1955 m. Rugpjūčio mėn. Ženevoje vykusioje 1 -ojoje tarptautinėje mokslinėje ir techninėje konferencijoje dėl taikaus atominės energijos naudojimo, kuri padėjo pagrindą tarptautiniam bendradarbiavimui taikaus branduolinio naudojimo srityje. energijos.

Aštuntojo dešimtmečio pradžioje buvo matomos prielaidos branduolinei energetikai plėtoti. Elektros paklausa augo, daugumos išsivysčiusių šalių hidroenergijos ištekliai buvo beveik visiškai išnaudoti, o atitinkamai pakilo pagrindinių kuro rūšių kainos.

1975 metais Smolensko srityje (Desnogorske) buvo pradėta statyti atominė elektrinė, kuri buvo pradėta eksploatuoti 1982 m.

Komercinėje veikloje SNPP yra trys su urano-grafito kanalų reaktoriais ... Kiekvieno maitinimo bloko elektrinė galia yra 1 GW, šiluminė galia - 3,2 GW. Maitinimo blokai su RBMK-1000 reaktoriais yra vienos grandinės. Bendravimas su atliko šeši įtampa 330 kV (Roslavl-1, 2), 500 kV ( , ), 750 kV (Novo-Brianskas, Baltarusija).

1.3 Branduolinės energijos ekonominė reikšmė

Branduolinės energijos dalis bendroje elektros gamyboje įvairiose šalyse.

2014 metais branduolinė energija suteikė 2,6% visos žmonijos suvartotos energijos. Branduolinės energijos sektorius yra svarbiausias išsivysčiusiose šalyse, kur gamtos ištekliai yra menki. Šios šalys pagamina nuo 20 iki 74% (Prancūzijoje) elektros energijos.

2013 m. Pasaulinė branduolinės energijos gamyba pirmą kartą padidėjo nuo 2010 m. - palyginti su 2012 m., Padidėjo 0,5% - iki 6,55 mlrd. MWh (562,9 mln. Tonų naftos ekvivalento). Didžiausias atominių elektrinių energijos suvartojimas 2013 metais buvo JAV - 187,9 mln. Tonų naftos ekvivalento. Rusijoje sunaudota 39,1 milijono tonų naftos ekvivalento, Kinijoje - 25 milijonai tonų naftos ekvivalento, Indijoje - 7,5 milijono tonų.

Remiantis (TATENA) ataskaita, 2013 m. Buvo 436 aktyvios branduolinėsenergijos , tai yra, gamina perdirbamą elektros ir (arba) šiluminę energiją, reaktorius 31 pasaulio šalyje (be energijos, taip pat atliekami tyrimai ir kai kurios kitos).

Maždaug pusė pasaulio branduolinės energijos pagaminama iš dviejų šalių - JAV ir Prancūzijos. atominės elektrinės gamina tik 1/8 savo elektros energijos, tačiau tai yra apie 20% pasaulio produkcijos.

Ji buvo absoliuti branduolinės energijos naudojimo lyderė. Vienintelis jos teritorijoje esantis gamino daugiau elektros energijos nei suvartojo visa respublika (pvz., 2003 m. Lietuva pagamino 19,2 mlrd. , iš jų 15,5 Ignalinos AE). Su pertekliumi (o Lietuvoje yra ir kitų elektrinių) „papildoma“ energija buvo išsiųsta eksportui.
Tačiau esant spaudimui (dėl abejonių dėl jo saugumo - IAE naudojo to paties tipo jėgaines kaip), Ignalinos AE buvo galutinai uždaryta (jėgainė buvo bandoma tęsti po 2009 m., Tačiau jos nebuvo vainikuotos sėkmės), dabar sprendžiamas toje pačioje vietoje modernios atominės elektrinės statybos klausimas.

1.4 Branduolinės elektros gamybos apimtys pagal šalis

Šalys, turinčios atomines elektrines.

Veikia atominės elektrinės, statomi nauji jėgainiai. Atominės elektrinės veikia, planuojama statyti naujus jėgaines. Nėra atominės elektrinės, statomos stotys. Nėra atominės elektrinės, planuojama naujų jėgainių statyba. Atominės elektrinės veikia, naujų elektrinių statyti kol kas neplanuojama. Atominės elektrinės veikia, svarstomas jų skaičiaus mažinimas. Civilinę branduolinę energiją draudžia įstatymai. Nėra atominės elektrinės.

Iš viso 2014 metais pasaulyje atominės elektrinės pagamino 2410 energijos, kuri sudarė 10,8% pasaulio elektros energijos.

Pasaulio branduolinės elektros gamybos lyderiai 2014 m.

Energetinio saugumo užtikrinimas yra vienas iš pagrindinių bet kurios šiuolaikinės valstybės uždavinių. Šiandien viena iš pažangiausių energijos gamybos galimybių yra branduolinių reaktorių naudojimas. Šiuo atžvilgiu Baltarusijoje statoma atominė elektrinė. Apie šį pramonės objektą kalbėsime straipsnyje.

Pagrindinė informacija

Baltarusių kalba statoma šalies Gardino srityje pažodžiui 50 kilometrų nuo kaimyninės Lietuvos sostinės Vilniaus. Statybos prasidėjo 2011 m., O planuojama baigti 2019 m. Įrenginio projektinė galia yra 2400 MW.

„Ostrovets“ aikštelę, vietą, kurioje statoma stotis, prižiūri Rusijos specialistai iš bendrovės „Atomstroyexport“.

Keletas žodžių apie dizainą

Baltarusijoje valstybės biudžetas kainuos 11 milijardų JAV dolerių.

Pats objekto įrengimo šalyje klausimas iškilo dar 1990 -aisiais, tačiau galutinis sprendimas pradėti statybas buvo priimtas tik 2006 m. Pagrindine stoties vieta buvo pasirinktas Ostrovets miestas.

Politikos poveikis

Keletas užsienio valstybių buvo pasirengusios pradėti statyti atominę elektrinę, analizuodamos branduolinės energetikos privalumus ir trūkumus: Kinija, Čekija, JAV, Prancūzija, Rusija. Tačiau galiausiai pagrindine rangove tapo Rusijos Federacija. Nors iš pradžių buvo manoma, kad ši statyba bus nuostolinga Rusijos Federacijai, kuri planavo pradėti eksploatuoti savo atominę elektrinę Kaliningrado srityje. Nepaisant to, 2011 metų spalį tarp rusų ir baltarusių buvo pasirašyta sutartis dėl įrangos tiekimo Baltarusijos miestui Ostrovetsui.

Teisėkūros aspektas

Baltarusijoje jis statomas vadovaujantis įstatymu, reglamentuojančiu šalies gyventojų radiacinės saugos rodiklius. Šiame akte nurodomos sąlygos, kurios yra privalomos jų teikimui, o tai leis žmonėms išsaugoti savo gyvybę ir sveikatą AE eksploatavimo sąlygomis.

Paskola grynaisiais pinigais

Nuo pat projekto kūrimo pradžios galutinė jo kaina buvo skirtinga, nes buvo svarstomi skirtingi reaktorių tipai. Iš pradžių reikėjo 9 milijardų dolerių, iš kurių 6 turėjo būti skirti pačiai statybai, o 3 - visai būtinai infrastruktūrai sukurti: elektros linijoms, gyvenamiesiems pastatams stoties darbuotojams, geležinkeliams ir kt.

Iš karto paaiškėjo, kad Baltarusija tiesiog neturi visos reikalingos sumos. Ir todėl šalies vadovybė planavo imti paskolą iš Rusijos ir „gyvų“ pinigų pavidalu. Kartu baltarusiai iš karto pasakė, kad negavę pinigų statyboms iškils pavojus. Savo ruožtu Rusijos valdžia išreiškė nuogąstavimus, kad jų kaimynai negalės grąžinti skolos ar panaudoti gautų lėšų savo šalies ekonomikai paremti.

Šiuo atžvilgiu Rusijos pareigūnai pateikė pasiūlymą, kad atominė elektrinė Baltarusijoje taptų bendra įmone, tačiau Baltarusijos pusė atsisakė tai padaryti.

Šio ginčo pabaiga buvo padaryta 2015 m. Kovo 15 d., Kai Putinas lankėsi Minske ir skyrė Baltarusijai 10 mlrd. Stoties statybai. Numatomas projekto atsipirkimo laikotarpis yra apie 20 metų.

Statybos procesas

Aikštelės kasinėjimas prasidėjo 2011 m. Po dvejų metų Lukašenka pasirašė dekretą, suteikiantį Rusijos generaliniam rangovui teisę pradėti statyti tokį didžiulį pramonės objektą kaip atominė elektrinė Baltarusijoje.

2014 m. Gegužės pabaigoje duobė buvo visiškai paruošta, ir prasidėjo antrojo pastato pamatų liejimo darbai. 2015 m. Gruodžio mėn. Pirmojo reaktoriaus laivas buvo pristatytas į stotį.

Avariniai incidentai

2016 metų gegužę žiniasklaidai buvo nutekinta informacija, kad AE statybvietėje esą sugriuvo metalinė konstrukcija. Baltarusijos užsienio reikalų ministerija savo ruožtu lietuviams perdavė oficialų atsakymą, kad statybvietėje neįvyko jokių ekstremalių situacijų.

Tačiau iki 2016 m. Spalio mėnesio statant stotį oficialių avarijų skaičius pasiekė dešimt, iš kurių trys buvo mirtinos.

Skandalas

Pasak vieno iš Baltarusijos pilietinių aktyvistų, anot jo, 2015 m. Liepos 10 d., Reaktoriaus indo įrengimo repeticijos metu, jis nukrito ant žemės. Buvo planuota, kad kitą dieną redagavimas turėtų vykti dalyvaujant žurnalistams ir televizijai.

Liepos 26 d. Šalies energetikos ministerija patvirtino ekstremalios situacijos faktą, nurodydama, kad incidentas įvyko korpuso laikymo vietoje, kai jis buvo išlenktas, kad vėliau judėtų horizontalia kryptimi. Tai sukėlė greitą ir itin aštrią Lietuvos reakciją. Šios Baltijos šalies energetikos ministras liepos 28 dieną Baltarusijos ambasadoriui pateikė raštą su prašymu patikslinti visas įvykio detales ir apie jas pranešti.

Rugpjūčio 1 d. Laivo montavimo darbai buvo sustabdyti, o tuo pačiu vyriausias šio mazgo projektuotojas teigė, kad atlikti teoriniai skaičiavimai parodė, kad reaktorius nuo kritimo nepatyrė didelės žalos. Tos pačios nuomonės laikėsi ir „Rosatom“ vadovas, nurodęs, kad nėra pagrindo uždrausti eksploatuoti korpusą.

Tačiau branduoliniai fizikai ir kiti technikos specialistai laikėsi visiškai kitokios nuomonės. Visi jie vieningai pasakė: neįmanoma ateityje naudoti nukritusio kūno. Taip buvo todėl, kad, atsižvelgiant į gaminio svorį, suvirinimo siūlės ir danga gali būti labai pažeisti. Visi šie defektai vėliau gali atsirasti dėl nuolatinio neutronų srauto poveikio ir galutinai sunaikinti visą struktūrą. Be to, inžinieriai pažymėjo, kad Volgodonske esančioje gamykloje, kuri daugiau nei trisdešimt metų negamino tokių gaminių, trūksta visavertės patirties gaminant tokius korpusus.

Dėl to rugpjūčio 11 dieną Baltarusijos energetikos ministras paskelbė, kad reaktorius vis tiek bus pakeistas. Dėl to diegimo užbaigimo laikas bus atidėtas neribotam laikui. Siekdamas išspręsti problemą, „Rosatom“ pasiūlė naudoti antrojo bloko reaktoriaus indą.

Protestiniai veiksmai

Pačioje respublikoje buvo surengta daugybė populiarių protestų prieš atominės elektrinės statybą. Neigiamą požiūrį į stoties statybą išreiškė ir aukščiausio rango Lietuvos ir Austrijos pareigūnai. Abi šios valstybės pažymėjo, kad projektas nebuvo paruoštas įgyvendinti dėl kelių priežasčių.

Branduolinės energijos privalumai ir trūkumai

Atsižvelgiant į branduolinės energijos privalumus ir trūkumus, verta paminėti, kad dėl branduolinių reakcijų eigos specifikos degalų sąnaudos yra gana mažos. Tai yra pagrindinis teigiamas šio tipo elektros energijos gamybos aspektas. Be to, keistai tai skamba, tačiau yra draugiška aplinkai. Netgi šiluminė elektrinė į atmosferą išleidžia daugiau kenksmingų medžiagų nei atominė.

Iš neigiamų branduolinių reaktorių aspektų galima išskirti probleminį atliekų šalinimo proceso pobūdį ir didelę žmogaus sukeltų avarijų riziką, kuri gali pakenkti milijonams žmonių.

Branduolinė energija dažniausiai siejama su 1986 m. Černobylio katastrofa. Tada visą pasaulį sukrėtė branduolinio reaktoriaus sprogimo pasekmės, dėl kurių tūkstančiai žmonių patyrė rimtų sveikatos problemų arba mirė. Tūkstančiai hektarų užterštos žemės, kurioje neįmanoma gyventi, dirbti ir auginti pasėlių, ar ekologiškas energijos gavimo būdas, kuris bus žingsnis į šviesią ateitį milijonams žmonių?

Branduolinės energijos pranašumai

Dėl minimalių energijos gamybos išlaidų atominių elektrinių statyba išlieka pelninga. Kaip žinote, šiluminei jėgainei reikia anglies, o jos kasdien suvartojama apie milijoną tonų. Kuro transportavimo išlaidos pridedamos prie anglies kainos, kuri taip pat kainuoja daug. Kalbant apie atominę elektrinę, tai yra praturtintas uranas, dėl kurio sutaupoma tiek kuro transportavimo, tiek jo pirkimo išlaidų.


Taip pat negalima nepastebėti atominės elektrinės eksploatavimo draugiškumo aplinkai, nes ilgą laiką buvo manoma, kad būtent atominė energija nutrauks aplinkos taršą. Aplink atomines elektrines pastatyti miestai yra draugiški aplinkai, nes reaktorių veikimas nėra susijęs su nuolatiniu kenksmingų medžiagų išmetimu į atmosferą, be to, naudojant branduolinį kurą nereikia deguonies. Dėl to ekologinė miestų katastrofa gali nukentėti tik nuo išmetamųjų dujų ir kitų pramonės objektų eksploatavimo.

Pinigų taupymas šiuo atveju atsiranda ir dėl to, kad nereikia statyti valymo įrenginių, kad būtų sumažintas degimo produktų išmetimas į aplinką. Didelių miestų taršos problema šiandien tampa vis aktualesnė, nes dažnai miestų, kuriuose statomos šiluminės elektrinės, taršos lygis viršija kritinius oro taršos sieros, pelenų dulkių, aldehidų, anglies oksidų ir azoto rodiklius 2 - 2,5 karto.

Černobylio katastrofa tapo puikia pamoka pasaulio bendruomenei, su kuria galima sakyti, kad atominių elektrinių eksploatacija kasmet tampa saugesnė. Beveik visose atominėse elektrinėse buvo įdiegtos papildomos saugos priemonės, o tai labai sumažino tokios avarijos kaip Černobylio katastrofa tikimybę. Černobylio RBMK tipo reaktoriai buvo pakeisti naujos kartos padidinto saugumo reaktoriais.

Branduolinės energijos trūkumai

Svarbiausias branduolinės energijos trūkumas yra atmintis apie tai, kaip beveik prieš 30 metų reaktoriuje įvyko avarija, kurios sprogimas buvo laikomas neįmanomu ir praktiškai nerealiu, sukėlusiu pasaulinę tragediją. Taip atsitiko todėl, kad nelaimė palietė ne tik SSRS, bet ir visą pasaulį - radioaktyvus debesis iš dabartinės Ukrainos pusės pirmiausia patraukė Baltarusijos link, po Prancūzijos, Italijos ir taip pasiekė JAV.

Net mintis, kad vieną dieną tai gali pasikartoti, tampa priežastimi, dėl kurios daugelis žmonių ir mokslininkų priešinasi naujų atominių elektrinių statybai. Beje, Černobylio katastrofa nėra laikoma vienintele tokio pobūdžio avarija, Japonijos avarijos įvykiai vis dar švieži atmintyje. Onagavos AE ir Fukušimos AE - 1, ant kurio kilo gaisras dėl galingo žemės drebėjimo. Tai sukėlė branduolinio kuro lydymą 1 bloko reaktoriuje, o tai sukėlė radiacijos nutekėjimą. Tai buvo gyventojų, gyvenusių 10 km atstumu nuo stočių, evakuacijos pasekmė.

Taip pat verta prisiminti didelę avariją, kai nuo karšto trečiojo reaktoriaus turbinos garo žuvo 4 žmonės ir buvo sužeista per 200 žmonių. Kiekvieną dieną dėl žmogaus kaltės ar dėl stichinių nelaimių galimos avarijos atominėse elektrinėse, dėl kurių radioaktyviosios atliekos pateks į maistą, vandenį ir aplinką, apnuodydamos milijonus žmonių. Tai šiandien laikoma svarbiausiu branduolinės energijos trūkumu.

Be to, radioaktyviųjų atliekų šalinimo problema yra labai opi; kapinynams statyti reikalingos didelės teritorijos, o tai yra didelė problema mažoms šalims. Nepaisant to, kad atliekos yra bituminės ir paslėptos už geležies ir cemento sluoksnio, niekas negali užtikrintai visiems užtikrinti, kad jos išliks saugios žmonėms daugelį metų. Taip pat nepamirškite, kad radioaktyviųjų atliekų šalinimas yra labai brangus, nes sutaupomos išlaidos radioaktyviųjų atliekų stiklinimui, deginimui, sutankinimui ir cementavimui. Turint stabilų finansavimą ir didelę šalies teritoriją, šios problemos nėra, tačiau ne kiekviena valstybė gali tuo pasigirti.

Taip pat verta paminėti, kad eksploatuojant atominę elektrinę, kaip ir kiekvienoje gamyboje, įvyksta avarijos, dėl kurių radioaktyviosios atliekos patenka į atmosferą, žemę ir upes. Mažiausių urano ir kitų izotopų dalelių yra miestų, kuriuose statomos atominės elektrinės, ore, o tai sukelia apsinuodijimą aplinka.

išvadas

Nors branduolinė energija tebėra taršos ir galimų nelaimių šaltinis, reikia pažymėti, kad jos plėtra bus tęsiama jau vien dėl to, kad pigus būdas gauti energijos, o angliavandenilių kuro nuosėdos pamažu išeikvojamos. Galingose ​​rankose branduolinė energija iš tiesų gali tapti saugiu ir aplinkai nekenksmingu energijos gamybos būdu, tačiau verta paminėti, kad dauguma nelaimių įvyko būtent dėl ​​žmogaus kaltės.

Sprendžiant problemas, susijusias su radioaktyviųjų atliekų šalinimu, tarptautinis bendradarbiavimas yra labai svarbus, nes tik jis gali suteikti pakankamą finansavimą saugiam ir ilgalaikiam radioaktyviųjų atliekų ir panaudoto branduolinio kuro šalinimui.