Современная Атомная и Ядерная Энергетика

 
 
 

Что такое атомная энергетика?

Ядерная или, как ее еще называют атомная энергетика — это отрасль энергетики, производстводящая электрическую и тепловую энергию путём преобразования энергии ядер вещества. Ядерная энергия (атомная энергия) — это энергия, содержащаяся в ядрах атомов и выделяемая в ядерных реакциях. В атомной энергетике ядерная энергия выделяется в атомных реакторах, преобразуется в электрическую или тепловую и впоследствии используется в народном хозяйстве: электро и теплоснабжение, для энергообеспечения судов: атомных ледоколов и подводных лодок, для энергообеспечения и термостатирования космической техники.

Атомный ледокол Советский Союз Атомная Подводная Лодка класса Акула Атомный ледокол 50 лет Победы

На каких физических принципах и эффектах основана атомная энергетика?


Схема деления ядра при индуцированном распаде Для получения ядерной энергии в основном используют цепную реакцию деления ядер урана-235 или плутония. Процесс деления ядра индуцируется попаданием в него нейтрона, при этом ядро распадается на осколки и несколько новых нейтронов. Нейтроны деления впоследствии при взаимодействии с ядрами могут вызвать дальнейщие распады. Кроме того, нейтроны и осколки деления обладают значительной кинетической энергией, которая при взаимодействии с окружающим веществом быстро преобразуется в тепловую, которая в преобразователях различного типа трансформируется в электрическую. Так же существуют реакторы для прямого преобразования энергии продуктов распада в электрическую энергию. Еще одним способом высвобождения энергии ядер является термоядерный синтез - процесс слияния ядер лёгких элементов с образованием ядер более тяжелых. Результатом таких процессов, происходящих на Солнце является как сама жизнь на нашей планете, так и все известные нам источники энергии. Попытки человечества осуществить продолжительный контролируемый термоядерный синтез с положительным энергетическим выходом пока  к успеху не привели.

Экономическое значение атомной энергетики.

Управляемый процесс получения и преобразования ядерной энергии, используемый в атомной энрегетике являеятся чрезвычайно технически сложным, соответственно, наибольшее развитие ядерный сектор энергетики получает в промышленно развитых странах. В особенности в тех, где существует недостаток природных энергоресурсов (Франция, Бельгия, Финляндия, Швеция) Доля атомной (произведенной на атомных электростанциях) электроэнергии в таких странах может достигать 60-90% от общего объема производства электроэнергии. Крупнейшим производителем электроэнергии являются США и хотя они производят на АЭС только 12% внутренней электроэнергии, это тем не менее составляет 1/5 всего мирового производства атомной электроэнергии.

Первая в мире промышленная атомная электростанция имела мощность 5 МВт и была запущена 27 июня 1954 в г. Обнинск Калужской области в СССР. Сегодня среди стран, производящих наибольшее количество электроэнергии с использованием ядерных реакторов: США - более 830 млрд кВт·ч/год, Франция -более 430 млрд кВт·ч/год, Япония, более 260 млрд кВт·ч/год, Россия, более 160 млрд кВт·ч/год, Корея более 140 млрд кВт·ч/год, Германия, более 140. Всего в мире действует более четырехсот энергетических ядерных реакторов.

Крупнейшая в Европе Запорожская АЭС, расположенная в г. Энергодар Запорожской области, Украины эксплуатирует 6 энергоблоков суммарной мощностью 6 ГВт. Крупнейшая в мире АЭС Касивадзаки-Карива находится в Японском городе Касивадзаки префектуры Ниигата на 2008 год имела мощность более 8 ГВт и 7 реакторов в эксплуатации.

Атомная Электростанция Fermi общий вид Атомная Электростанция Козлодий общий вид Энергоблок Атомной Электростанции David Besse

Какие существуют проблемы в атомной энергетике?

Атомная энергетика всегда была и поныне остаётся предметом острых споров. Опасность связана с проблемами утилизации отходов, запроектными авариями, приводящими к тяжелейшим экологическим последствиям. Отдельную опасность представляет возможность провреждения АЭС обычным оружием или в результате теракта. Тем не менее, по данным Всемирной ядерной ассоциации 1 гигаватт мощности, произведенной на АЭС сопровождтается наименьшим количеством человеческих жертв в производственной цепочке по сравнению с газовой, угольной или гидро-энергетикой.

АЭС нетребовательны к климатическим условиям, не имеют аналогов по энерговыделению на 1 кг. топлива. АЭС гораздо более экологичны, чем ТЭС. Суммарные годовые выбросы вредных веществ (сернистый газ, оксиды азота, оксиды углерода, углеводороды, альдегиды и золовая пыль) составляют от 13 (газовые) до 165 (пылеугольные) тысяч тонн на 1000 МВт установленной мощности ТЭС. На АЭС такие выбросы отсутствуют. ТЭС потребляет до 8 миллионов тонн кислорода на 1000 Мвт мощности в год для сжигания топлива, а АЭС кислорода не потребляют. Радиоактивного загрязнения при штатной работе АЭС не происходит, в то время как радиоактивные элементы, в значительных количествах содержащиеся в угле, при работе угольной ТЭС практически полностью попадают в окружающую среду. Общие капитальные затраты на строительство АЭС находятся на таком же уровне, как и строительство современных ТЭС.

Главный недостаток АЭС — тяжелые последствия аварий. Серьёзной проблемой для АЭС так же является их ликвидация после выработки ресурса (до 20 % от стоимости их строительства).

По причине протяженности во времени процессов стабилизации состояний реакторов и их общей инертности для АЭС крайне нежелательна работа в манёвренных режимах (покрытие переменной суточной или недельно части графика электрической нагрузки). В этой связи одним из перспективных направлений является использование АЭС в комбинации с ГАЭС.

Первая серьезная авария на промышленной АЭС произошла в 1979 году на АЭС Три-Майл-Айленд. В 1986 году случается масштабная катастрофа на Чернобыльской АЭС, которая, помимо прямых экологических, социальных и экономических последствий, серьёзно отразилась на ядерной отрасли в целом. Стало понятно, что требуется серьезная переоценка проблемы безопасности Ядерной энергии, а так же широкое международное сотрудничество в этих целях. Однако судя по произошедшей весной 2011 года катастрофе на одной из крупнейших АЭС мира в японской префектуре Фукусима, проблемы безопасности Ядерной энергетики еще далеки от окончательного решения.

 

Макет Атомного Реактора в музее Градирня охлаждения Атомной Электростанции Hope creek Черенковское излучение в ядре атомного рекактора KKG



 
  Информация об источниках и авторах материалов сайта | Правовая информация

Nuclear and Atomic Industry Атомная и Ядерная Энергетика
   ©2010-2016 ®¡™!