Плюси атомної енергетики. Плюси та мінуси атомних електростанцій

За 40 років розвитку атомної енергетики у світі побудовано близько 400 енергоблоків у 26 країнах світу із сумарною енергетичною модністю близько 300 млн. кВт. Основними перевагами атомної енергетики є висока кінцева рентабельність та відсутність викидів в атмосферу продуктів згоряння, основними недоліками – потенційна небезпека радіоактивного зараження навколишнього середовища продуктами поділу ядерного палива при аварії та проблема переробки використаного ядерного палива.

Зупинимося спочатку на перевагах. Рентабельність атомної енергетики складається з кількох складових. Одна з них – незалежність від транспортування палива. Якщо для електростанції потужністю 1 млн. кВт потрібно на рік близько 2 млн. т.у. Використання ядерного палива для виробництва енергії не потребує кисню і не супроводжується постійним викидом продуктів згоряння, що, відповідно, не вимагатиме будівництва споруд для очищення викидів в атмосферу. Міста, що знаходяться поблизу атомних станцій, є в основному екологічно чистими зеленими містами в усіх країнах світу, а якщо це не так, це відбувається через вплив інших виробництв і об'єктів, розташованих на цій же території. Щодо цього ТЕС дають зовсім іншу картину. Аналіз екологічної ситуації у Росії показує, що частку ТЕС припадає понад 25% всіх шкідливих викидів в атмосферу. Близько 60% викидів ТЕС посідає європейську частину і Урал, де екологічне навантаження значно перевищує граничну. Найбільш важка екологічна ситуація склалася в Уральському, Центральному та Поволзькому районах, де навантаження, створювані випаданням сірки та азоту, у деяких місцях перевищують критичні у 2-2,5 рази.

До недоліків ядерної енергетики слід віднести потенційну небезпеку радіоактивного зараження навколишнього середовища за тяжких аварій типу Чорнобильської. Зараз на АЕС, які використовують реактори типу Чорнобильського, вжито заходів додаткової безпеки, які, на думку МАГАТЕ, повністю виключають аварію подібної тяжкості: у міру вироблення проектного ресурсу такі реактори мають бути замінені реакторами нового покоління підвищеної безпеки. Проте у громадській думці перелом щодо безпечного використання атомної енергії відбудеться, мабуть, не скоро. Проблема утилізації радіоактивних відходів є дуже гострою для всього світового співтовариства. Наразі вже існують методи скління, бітумування та цементування радіоактивних відходів АЕС, але потрібні території для спорудження могильників, куди поміщатимуться ці відходи на вічне зберігання. Країни з малою територією та великою щільністю населення зазнають серйозних труднощів при вирішенні цієї проблеми.

1. ТЕС. Теплові Енерго Станції. Базуються на переробці (спалюванні) твердих паливних носіїв, таких як, наприклад, вугілля.

1. Великий обсяг виробітку електроенергії.

2. Найбільш прості в експлуатації.

3. Сам принцип роботи та будівництво їх дуже прості.

4. Дешеві, доступні.

5. Дають робочі місця.

1. Дають менше електроенергії, ніж ГЕС та АЕС

2. Екологічно небезпечні - забруднення довкілля, парниковий ефект, вимагають споживання невідновлюваних ресурсів (як вугілля).

3. Через свій примітивізм є просто морально застарілими.

ГЕС – Гідро Електро Станція. Базуються на використанні водних ресурсів, річки, припливно-відливних циклів.

1. Щодо екологічно безпечних.

2. Дають у рази більше електроенергії, ніж ТЕС.

3. Можуть надавати додаткові підвиробничі структури.

4. Робочі місця.

5. Простіші в експлуатації, ніж АЕС. .

1. Знову ж таки, екологічна безпека відносна (вибух греблі, забруднення води за відсутності очисного циклу, порушення балансу).

2. Великі витрати на будівництво.

3. Дають менше енергії, ніж АЕС.

АЕС - Атомні електростанції. Найдосконаліші на даний момент ЕС за рівнем потужності. Використовують уранові стрижні ізотопу урану -278 та енергію атомної реакції.

1. Щодо малого споживання ресурсів. Найголовніший – уран.

2. Найпотужніші з виробництва електроенергії ЕС. Одна ЕС може забезпечувати цілі міста та міста, найближчі райони, втім, охоплюють великі території.

3. Більш сучасні, ніж ТЕС.

4. Дають велику кількість робочих місце.

5. Відкривають шляхи створення більш досконалих ЕС.

1. Постійне забруднення довкілля. Зміг, радіація.

2. Споживання рідкісних ресурсів – уран.

3. Використання води, забруднення її.

4. Ймовірна загроза екологічної суперкатастрофи. При втраті контролю за ядерними реакціями, порушеннями циклу охолодження (найяскравіший приклад обох помилок - Чорнобиль; АЕС досі закрита саркофагом, найстрашніша екологічна катастрофа в історії людства), зовнішньому у впливі (землетрус, приклад - Фукусіма), військовій атаці або підриві - дуже ймовірна (або - майже стовідсоткова) екологічна катастрофа, а також ймовірна загроза вибуху АЕС, - це вибух, ударна хвиля, і найголовніше, радіоактивне зараження великої території, відгуки такої катастрофи можуть вразити весь світ. Тому АЕС є нарівні зі ЗМП (Зброєю Масової Поразки) одним із найнебезпечніших досягнень людства, хоча АЕС - це Мирний атом. Вперше АЕС було створено СРСР.

Енергетику необхідно розвивати аж ніяк не тільки в напрямку використання відновлюваних ресурсів, а також розвивати більш досконалі типи ЕС, які будуть принципово новими за своєю основою та типом роботи. Гіпотетично, незабаром почнеться освоєння космосу, а також проникнення в інші таємниці мікросвіту і взагалі, фізики можуть дати разючі результати. Доведення до максимальної досконалості АЕС – також перспективний шлях розвитку енергетики.

На даному етапі, звичайно ж, найбільш ймовірним і реалізованим є варіант розвитку вітрогонних комплексів, сонячних батарей і ДОВЕДЕННЯ до максимальної досконалості ГЕС та АЕС.

Повсюдне застосування ядерної енергії почалося завдяки науково-технічному прогресу у військовій галузі, а й у мирних цілях. Сьогодні не можна обійтися без неї в промисловості, енергетиці та медицині.

Водночас використання ядерної енергії має не лише переваги, а й недоліки. Насамперед, це небезпека радіації, як людини, так навколишнього середовища.

Застосування ядерної енергії розвивається у двох напрямках: використання в енергетиці та використання радіоактивних ізотопів.

Спочатку атомну енергію передбачалося використовувати у військових цілях, і всі розробки йшли у цьому напрямі.

Використання ядерної енергії у військовій сфері

Багато високоактивних матеріалів використовують для виробництва ядерної зброї. За оцінками експертів, ядерні боєголовки містять кілька тонн плутонію.

Ядерну зброю відносять до того, що вона руйнує величезні території.

По радіусу дії та потужності заряду ядерна зброя ділиться на:

• Тактичний.
• Оперативно-тактичне.
• Стратегічне.

Ядерні боєприпаси ділять на атомні та водневі. В основу ядерної зброї покладено некеровані ланцюгові реакції поділу важких ядер та реакції Для ланцюгової реакції використовують уран або плутоній.

Зберігання такої великої кількості небезпечних матеріалів – це велика загроза людству. А застосування ядерної енергії у військових цілях може призвести до тяжких наслідків.

Вперше ядерна зброя була застосована у 1945 році для атаки на японські міста Хіросіма та Нагасакі. Наслідки цієї атаки були катастрофічними. Як відомо, це було перше та останнє застосування ядерної енергії у війні.

Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ)

МАГАТЕ створено 1957 року з метою розвитку співробітництва між країнами у сфері використання атомної енергії у мирних цілях. З самого початку агентство здійснює програму «Ядерна безпека та захист навколишнього середовища».

Але найголовніша функція – це контроль за діяльністю країн у ядерній сфері. Організація контролює, щоб розробки та використання ядерної енергії відбувалися лише з мирною метою.

Мета цієї програми – забезпечувати безпечне використання ядерної енергії, захист людини та екології від впливу радіації. Також агенція займалася вивченням наслідків аварії на Чорнобильській АЕС.

Також агентство підтримує вивчення, розвиток та застосування ядерної енергії у мирних цілях та виступає посередником при обміні послугами та матеріалами між членами агентства.

Разом з ООН МАГАТЕ визначає та встановлює норми у галузі безпеки та охорони здоров'я.

Атомна енергетика

У другій половині сорокових років ХХ століття радянські вчені почали розробляти перші проекти мирного використання атома. Головним напрямом цих розробок стала електроенергетика.

І 1954 року в СРСР збудували станцію. Після цього програми швидкого зростання атомної енергетики почали розробляти у США, Великій Британії, ФРН та Франції. Але більшість із них не було виконано. Як виявилося, АЕС не змогла конкурувати зі станціями, які працюють на вугіллі, газі та мазуті.

Але після початку світової енергетичної кризи та подорожчання нафти попит на атомну енергетику зріс. У 70-х роках минулого століття експерти вважали, що потужність усіх АЕС зможе замінити половину електростанцій.

У середині 80-х ріст атомної енергетики знову сповільнився, пора почали переглядати плани на спорудження нових АЕС. Цьому сприяли як політика енергозбереження та зниження ціни на нафту, так і катастрофа на Чорнобильській станції, яка мала негативні наслідки не лише для України.

Після деяких країн взагалі припинили спорудження та експлуатацію атомних електростанцій.

Атомна енергія для польотів у космос

У космос злітали понад три десятки ядерних реакторів, вони використовувалися для отримання енергії.

Вперше ядерний реактор у космосі застосували американці у 1965 році. Як паливо використовувався уран-235. Пропрацював він 43 дні.

У Радянському Союзі реактор «Ромашка» запущено в Інституті атомної енергії. Його передбачалося використовувати на космічних апаратах разом з ним. Але після всіх випробувань він так і не був запущений у космос.

Наступна ядерна установка "Бук" була застосована на супутнику радіолокаційної розвідки. Перший апарат було запущено у 1970 році з космодрому Байконур.

Сьогодні «Роскосмос» та «Росатом» пропонують сконструювати космічний корабель, який буде оснащений ядерним ракетним двигуном і зможе дістатися Місяця та Марса. Але поки що це все на стадії речення.

Застосування ядерної енергії у промисловості

Атомна енергія застосовується для підвищення чутливості хімічного аналізу та виробництва аміаку, водню та інших хімічних реагентів, що використовуються для виробництва добрив.

Ядерна енергія, застосування якої у хімічній промисловості дозволяє отримувати нові хімічні елементи, допомагає відтворювати процеси, що відбуваються у земній корі.

Для опріснення солоних вод також застосовується ядерна енергія. Застосування у чорній металургії дозволяє відновлювати залізо із залізної руди. У кольоровій – застосовується для виробництва алюмінію.

Використання ядерної енергії у сільському господарстві

Застосування ядерної енергії у сільському господарстві вирішує завдання селекції та допомагає у боротьбі зі шкідниками.

Ядерну енергію застосовують для появи мутацій у насінні. Робиться це для отримання нових сортів, які приносять більше врожаю та стійкі до хвороб сільськогосподарських культур. Так, більше половини пшениці, що вирощується в Італії для виготовлення макаронів, було виведено за допомогою мутацій.

Також за допомогою радіоізотопів визначають найкращі способи внесення добрив. Наприклад, з допомогою визначили, що з вирощуванні рису можна зменшити внесення азотних добрив. Це не лише зекономило гроші, а й зберегло екологію.

Трохи дивне використання ядерної енергії – це опромінення личинок комах. Робиться це для того, щоб виводити їх нешкідливо для довкілля. У разі комахи, що з'явилося з опромінених личинок, немає потомства, але у відносинах цілком нормальні.

Ядерна медицина

Медицина використовує радіоактивні ізотопи для встановлення точного діагнозу. Медичні ізотопи мають малий період напіврозпаду і не становлять особливої ​​небезпеки як для оточуючих, так і для пацієнта.

Ще одне застосування ядерної енергії в медицині було відкрито нещодавно. Це позитронно-емісійна томографія. За її допомогою можна виявити рак на ранніх стадіях.

Застосування ядерної енергії на транспорті

На початку 50-х років минулого століття були спроби створити танк на ядерній тязі. Розробки почалися у США, але проект так і не було втілено у життя. Здебільшого через те, що у цих танках так і не змогли вирішити проблему екранування екіпажу.

Відома компанія Ford працювала над автомобілем, який працював би на ядерній енергії. Але далі за макет виробництво такої машини не зайшло.

Справа в тому, що ядерна установка займала дуже багато місця, і автомобіль виходив дуже габаритним. Компактні реактори так і не з'явилися, тож амбітний проект згорнули.

Напевно, найвідоміший транспорт, який працює на ядерній енергії – це різні судна як військового, так і цивільного призначення:

• Транспортні судна.
• Авіаносці.
• Підводні човни.
• Крейсери.
• Атомні підводні човни.

Плюси та мінуси використання ядерної енергії

Сьогодні частка у світовому виробництві енергії становить приблизно 17 відсотків. Хоча людство використовує, але його запаси не нескінченні.

Тому, як альтернативний варіант, використовується Але процес його отримання та використання пов'язаний з великим ризиком для життя та навколишнього середовища.

Звичайно, постійно вдосконалюються ядерні реактори, вживаються всі можливі заходи безпеки, але інколи цього недостатньо. Прикладом можуть бути аварії на Чорнобильській та Фукусімі.

З одного боку, реактор, що справно працює, не викидає в навколишнє середовище ніякої радіації, тоді як з теплових електростанцій в атмосферу потрапляє велика кількість шкідливих речовин.

Найбільшу небезпеку становить відпрацьоване паливо, його переробка та зберігання. Тому що на сьогоднішній день не винайдено повністю безпечного способу утилізації ядерних відходів.

Ядерна енергетика (Атомна енергетика) - це галузь енергетики, що займається виробництвом електричної та теплової енергії шляхом перетворення ядерної енергії.

Основу ядерної енергетики становлять атомні електростанції (АЕС). Джерелом енергії на АЕС є ядерний реактор, у якому протікає керована ланцюгова реакція.

Небезпека пов'язана з проблемами утилізації відходів, аваріями, що призводять до екологічних та техногенних катастроф, а також з можливістю використовувати пошкодження цих об'єктів (поряд з іншими: ГЕС, хімзаводами тощо) звичайною зброєю або внаслідок теракту як зброю масового ураження. «Подвійне застосування» підприємств ядерної енергетики, можливий витік (як санкціонований, так і злочинний) ядерного палива зі сфери виробництва електроенергії та її використання для виробництва ядерної зброї є постійним джерелом суспільної стурбованості, політичних інтриг та приводів до військових акцій.

Ядерна енергетика є екологічно чистим видом енергетики. Найбільш очевидно це при знайомстві з АЕС у зіставленні, наприклад, з ГЕС або ТЕЦ. азоту, оксиди вуглецю, вуглеводні, альдегіди і золовий пил. Подібні викиди на АЕС повністю відсутні. . У середньому вони в 2-4 рази менші, ніж від ТЕС однакової потужності. Головний недолік АЕС – тяжкі наслідки аварій.

Аварія на Чорнобильській АЕС, Чорнобильська аварія – руйнування 26 квітня 1986 року четвертого енергоблоку Чорнобильської атомної електростанції, розташованої на території Української РСР (нині – Україна). Руйнування мало вибуховий характер, реактор був повністю зруйнований, і в навколишнє середовище було викинуто велику кількість радіоактивних речовин.31 людина загинула протягом перших 3-х місяців після аварії; віддалені наслідки опромінення, виявлені за наступні 15 років, спричинили загибель від 60 до 80 осіб. 134 особи перенесли променеву хворобу того чи іншого ступеня тяжкості, понад 115 тис. осіб із 30-кілометрової зони було евакуйовано. Для ліквідації наслідків було мобілізовано значні ресурси, понад 600 тис. осіб брали участь у ліквідації наслідків аварії.

Внаслідок аварії із сільськогосподарського обороту було виведено близько 5 млн га земель, навколо АЕС створено 30-кілометрову зону відчуження, знищено та поховано (закопано важкою технікою) сотні дрібних населених пунктів. Радіоактивні речовини поширювалися у вигляді аерозолів, які поступово осаджували.

РАВ-радіоактивні відходи - тверді, рідкі або газоподібні продукти ядерної енергетики та інших галузей, що містять радіоактивні ізотопи. РАВ відносяться відпрацьовані тепловиділяючі елементи АЕС (ТВЕЛи), конструкції АЕС при їх демонтажі та ремонті, що володіють радіоактивністю частини медичних приладів, робочий одяг співробітників АЕС та ін.

Поховання РАВ у гірських породах.

На сьогоднішній день загально визнано (у тому числі і МАГАТЕ), що найбільш ефективним та безпечним вирішенням проблеми остаточного поховання РАВ є їх поховання в могильниках на глибині не менше 300-500 м у глибинних геологічних формаціях з дотриманням принципу багатобар'єрного захисту та обов'язковим переведенням Рідких РАВ у затверджений стан. Досвід проведення підземних ядерних випробувань довів, що за певного вибору геологічних структур немає витоку радіонуклідів з підземного простору у довкілля.

Приповерхневе поховання.

МАГАТЕ визначає цей варіант як поховання радіоактивних відходів з інженерними бар'єрами або без них:

1. Приповерхневі поховання лише на рівні землі. Ці поховання знаходяться на поверхні або нижче, де товщина захисного покриття становить приблизно кілька метрів. Контейнери з відходами розміщуються у збудованих камерах для зберігання, і коли камери заповнюються, вони забутовуються (засипаються). Зрештою, вони будуть закриті та покриті непроникною перегородкою та верхнім шаром ґрунту.

2.2. Приповерхневі поховання в печерах нижче за рівень землі. На відміну від приповерхневого поховання на рівні землі, де виїмка ґрунту проводиться з поверхні, неглибокі поховання вимагають підземної виїмки ґрунту, але поховання розташовується на глибині кількох десятків метрів нижче поверхні землі і доступне через слабопохилий гірський виробіток.

Пряме закачування

Цей підхід стосується закачування рідких радіоактивних відходів безпосередньо в пласт гірської породи глибоко під землею, який вибирається через свої відповідні характеристики щодо утримання відходів (тобто мінімізується будь-який подальший рух після закачування).

Видалення у морі.

Видалення в морі стосується радіоактивних відходів, що вивозяться на кораблях і скидаються в море в упаковках, спроектованих:

Для того, щоб вибухнути на глибині, в результаті чого відбувається безпосередній викид і розсіювання радіоактивного матеріалу в море, або

Для занурення на морське дно та досягнення його у непошкодженому вигляді.

Через якийсь час фізичне стримування контейнерів перестане діяти, і радіоактивні речовини розсіюватимуться та розбавлятимуться у морі. Подальше розведення призведе до того, що радіоактивні речовини будуть мігрувати від місця скидання під дією течій. Метод видалення море низько активних і середньо активних відходів практикувався протягом деякого часу.

Подібна інформація.

У чому переваги АЕС над іншими видами вироблення енергії

Головна перевага- практична незалежність від джерел палива через невеликий обсяг використовуваного палива, наприклад 54 тепловиділяючі зборки загальною масою 41 тонна на один енергоблок з реактором ВВЕР-1000 в 1-1,5 року (для порівняння, одна тільки Троїцька ГРЕС потужністю 2000 МВт спалює добу два залізничні склади вугілля). Витрати перевезення ядерного палива, на відміну традиційного, нікчемні. У Росії це особливо важливо в європейській частині, оскільки доставка вугілля із Сибіру надто дорога.
Величезною перевагою АЕС є її відносна екологічна чистота. На ТЕС сумарні річні викиди шкідливих речовин, до яких входять сірчистий газ, оксиди азоту, оксиди вуглецю, вуглеводні, альдегіди і золовий пил, на 1000 МВт встановленої потужності становлять приблизно від 13 000 тонн на рік на газових до 165 00 на пил. Подібних викидів на АЕС немає. ТЕС потужністю 1000 МВт споживає 8 мільйонів тонн кисню на рік для окислення палива, АЕС не споживають кисню взагалі. Крім того, більшу питому (на одиницю виробленої електроенергії) викид радіоактивних речовин дає вугільна станція. У вугіллі завжди містяться природні радіоактивні речовини, при спалюванні вугілля вони практично повністю потрапляють у зовнішнє середовище. При цьому питома активність викидів ТЕС у кілька разів вища, ніж для АЕС. Також деякі АЕС відводять частину тепла на потреби опалення та гарячого водопостачання міст, що знижує непродуктивні теплові втрати, існують діючі та перспективні проекти щодо використання «зайвого» тепла в енергобіологічних комплексах (рибництво, вирощування устриць, обігрів теплиць та ін.). Крім того, у перспективі можливе здійснення проектів комбінування АЕС з ГТУ, у тому числі як «надбудови» на існуючих АЕС, які можуть дозволити досягти аналогічного з тепловими станціями ККД.
Для більшості країн, у тому числі й Росії, виробництво електроенергії на АЕС не дорожче, ніж на пиловугільних та тим паче газомазутних ТЕС. Особливо помітна перевага АЕС у вартості електроенергії, що виробляється, під час так званих енергетичних криз, що почалися з початку 70-х років. Падіння нафтових цін автоматично знижує конкурентоспроможність АЕС.
Витрати на будівництво АЕС знаходяться приблизно на такому ж рівні, як і будівництво ТЕС, або дещо вищі.