Според нивото на научно-техническите разработки Руска ядрена енергетикае един от най-добрите в света. Бизнесът има огромни възможности за решаване на ежедневни или мащабни проблеми. Експертите прогнозират обещаващо бъдеще в тази област, тъй като Руската федерация разполага с големи запаси от руди за производство на енергия.

Кратка история на развитието на ядрената енергетика в Русия

Ядрената индустрия датира от времето на СССР, когато беше планирано да се реализира един от проектите на автора за създаване на експлозиви от уран. През лятото на 1945 г. атомните оръжия са успешно изпитани в САЩ, а през 1949 г. те са използвани за първи път на полигона Семипалатинск. ядрена бомбаРДС-1. По-нататък развитие на ядрената енергетика в Русиябеше както следва:


Изследователски и производствени екипи са работили в продължение на много години, за да постигнат високо ниво в атомните оръжия и няма да спрат дотук. По-късно ще научите за перспективите в тази област до 2035 г.

Действащи атомни електроцентрали в Русия: кратко описание

В момента има 10 действащи атомни електроцентрали. Характеристиките на всеки от тях ще бъдат разгледани по-долу.


  • № 1 и № 2 с реактор АМБ;
  • № 3 с реактор БН-600.

Произвежда до 10% от общия обем електрическа енергия. В момента много системи в Свердловск са в режим на дългосрочна консервация и работи само енергоблокът BN-600. Белоярската АЕЦ се намира в Заречни.

  1. Атомната електроцентрала Билибино е единственият източник, доставящ топлина на град Билбино и има мощност от 48 MW. Станцията генерира около 80% от енергията и отговаря на всички изисквания за монтаж на оборудване:
  • максимална лекота на работа;
  • повишена експлоатационна надеждност;
  • защита от механични повреди;
  • минимално количество инсталационни работи.

Системата има важно предимство: ако работата на модула бъде неочаквано прекъсната, той не се уврежда. Станцията се намира в Чукотка Автономен окръг, на 4.5 разстоянието до Анадир е 610 км.


Какво е състоянието на ядрената енергетика днес?

Днес има повече от 200 предприятия, чиито специалисти работят неуморно върху съвършенството атомна енергия в Русия. Затова ние уверено вървим напред в тази посока: разработваме нови модели реактори и постепенно разширяваме производството. Според членовете на Световната ядрена асоциация силата на Русия е развитието на бързи невронни технологии.

Руските технологии, много от които са разработени от Росатом, са високо ценени в чужбина заради тяхната относително ниска цена и безопасност. Следователно имаме доста голям потенциал в ядрената индустрия.

Руската федерация предоставя на своите чуждестранни партньори много услуги, свързани с въпросните дейности. Те включват:

  • изграждане на атомни енергийни блокове при спазване на правилата за безопасност;
  • доставка на ядрено гориво;
  • изход на използвани предмети;
  • обучение на международен персонал;
  • помощ за развитие научни трудовеи ядрена медицина.

Русия строи голям броймощности в чужбина. Проекти като Бушер или Куданкулам, създадени за ирански и индийски атомни електроцентрали, бяха успешни. Те са позволили създаването на чисти, безопасни и ефективни енергийни източници.

Какви проблеми, свързани с ядрената индустрия, възникнаха в Русия?

През 2011 г. се срутиха метални конструкции (с тегло около 1200 тона) в строящата се АЕЦ-2. По време на надзорната комисия е установена доставка на несертифицирана арматура, поради което са предприети следните мерки:

  • налагане на глоба на JSC GMZ-Khimmash в размер на 30 хиляди рубли;
  • извършване на изчисления и извършване на работа, насочена към укрепване на армировката.

Според Ростехнадзор, основна причинанарушението е недостатъчното ниво на квалификация на специалистите на GMZ-Khimmash. Лошото познаване на изискванията на федералните разпоредби, технологиите за производство на такова оборудване и проектната документация доведе до факта, че много подобни организациизагубили лицензите си.

В Калининската АЕЦ нивото на топлинната мощност на реакторите се е увеличило. Подобно събитие е крайно нежелателно, тъй като съществува възможност за авария със сериозни радиационни последици.

Дългосрочни изследвания, проведени през чужди държави, показа, че близостта до атомни електроцентрали води до увеличаване на левкемията. Поради тази причина в Русия имаше много откази от ефективни, но много опасни проекти.

Перспективи за атомни електроцентрали в Русия

Прогнозите за бъдещото използване на ядрената енергия са противоречиви и нееднозначни. Повечето от тях са съгласни, че до средата на 21 век нуждата ще нарасне поради неизбежното нарастване на населението.

Министерството на енергетиката на Руската федерация обяви енергийната стратегия на Русия за периода до 2035 г. (информация е получена през 2014 г.). Стратегическа целядрената енергия включва:


Като се има предвид установената стратегия, в бъдеще се планира да се решат следните задачи:

  • подобряване на схемата за производство, обращение и обезвреждане на гориво и суровини;
  • развиват се целеви програми, осигуряване на обновяване, устойчивост и повишаване на ефективността на съществуващата горивна база;
  • реализират най-ефективните проекти с високо ниво на безопасност и надеждност;
  • увеличаване на износа на ядрени технологии.

Държавната подкрепа за масовото производство на атомни енергийни блокове е основата за успешното промоциране на стоки в чужбина и високата репутация на Русия в международен пазар.

Какво пречи на развитието на ядрената енергетика в Русия?

Развитието на ядрената енергетика в Руската федерация е изправено пред определени трудности. Ето основните от тях:


В Русия ядрената енергетика е един от важните сектори на икономиката. Успешна реализацияПроектите, които се разработват, могат да помогнат за развитието на други индустрии, но това изисква много усилия.

През следващите 50 години човечеството ще изразходва повече енергия, отколкото е изразходвано през цялата предишна история. По-рано направените прогнози за темповете на нарастване на потреблението на енергия и развитието на нови енергийни технологии не се сбъднаха: нивото на потребление расте много по-бързо, а новите енергийни източници ще работят в промишлен мащаб и на конкурентни цени не по-рано от 2030 г. Проблемът с недостига на изкопаеми енергийни ресурси става все по-остър. Силно ограничени са и възможностите за изграждане на нови водноелектрически централи.

Не трябва да забравяме и борбата с „парниковия ефект“, който налага ограничения върху изгарянето на нефт, газ и въглища в топлоелектрическите централи (ТЕЦ). Решението на проблема може да бъде активно развитиеядрената енергетика, един от най-младите и динамично развиващи се отрасли глобална икономика. Все по-голям брой страни днес стигат до заключението, че е необходимо да започнат разработването на мирния атом.

Какви са предимствата на ядрената енергия?

Огромна енергийна интензивност

При пълно изгаряне 1 килограм уран, използван в ядреното гориво, освобождава енергия, еквивалентна на изгарянето на 100 тона висококачествени въглища.

Повторно използване

Уран-235 не изгаря напълно в ядреното гориво и може да се използва отново след регенерация. В бъдеще е възможен пълен преход към затворен горивен цикъл, което означава пълно отсъствиеотпадъци.

Намаляване на парниковия ефект

Всяка година атомните електроцентрали в Европа избягват емисиите на 700 милиона тона CO2. Работещите атомни електроцентрали в Русия годишно предотвратяват изпускането на 210 милиона тона въглероден диоксид в атмосферата.

Тези. в тези индустриални развитите страникъдето няма достатъчно природни енергийни ресурси. Тези страни произвеждат между една четвърт и половината от електроенергията си от атомни електроцентрали. Съединените щати произвеждат само една осма от електроенергията си от атомни електроцентрали, но това е около една пета от световното производство.

Ядрената енергия остава обект на интензивен дебат. Привържениците и противниците на ядрената енергия рязко се различават в оценките за нейната безопасност, надеждност и икономическа ефективност. В допълнение, има широко разпространено убеждение, че ядреното гориво може да изтече от производството на електроенергия и да се използва за производство ядрени оръжия.

Ядрен горивен цикъл.

Ядрената енергия е сложна индустрия, която включва много индустриални процеси, които заедно образуват горивния цикъл. има различни видовегоривни цикли, в зависимост от вида на реактора и как протича крайният етап на цикъла.

Обикновено горивният цикъл се състои от следните процеси. В мините се добива уранова руда. Рудата се раздробява, за да се отдели урановият диоксид, а радиоактивните отпадъци се изхвърлят. Полученият уранов оксид (жълт кейк) се превръща в ураниев хексафлуорид, газообразно съединение. За да се увеличи концентрацията на уран-235, урановият хексафлуорид се обогатява в заводи за разделяне на изотопи. Обогатеният уран след това се превръща обратно в твърд уранов диоксид, който се използва за производството на горивни пелети. Горивните елементи (горивни елементи) се събират от пелетите, които се комбинират в възли за вкарване в активната зона на ядрен реактор на атомна електроцентрала. Отработеното гориво, извадено от реактора, има високо ниворадиация и след охлаждане на територията на електроцентралата се изпраща в специално хранилище. Предвижда се и извозване на отпадъци от ниско ниворадиация, натрупана по време на експлоатация и поддръжка на станцията. В края на експлоатационния си живот самият реактор трябва да бъде изведен от експлоатация (с обеззаразяване и обезвреждане на компонентите на реактора). Всеки етап от горивния цикъл е регулиран, за да се гарантира безопасността на хората и опазването на околната среда.

Ядрени реактори.

Промишлените ядрени реактори първоначално са разработени само в страни с ядрени оръжия. САЩ, СССР, Великобритания и Франция активно изследваха различни вариантиядрени реактори. Впоследствие обаче три основни типа реактори започнаха да доминират в ядрената енергетика, като се различаваха главно по горивото, охлаждащата течност, използвана за поддържане на желаната температура в сърцевината, и модераторът, използван за намаляване на скоростта на неутроните, освободени по време на процеса на разпадане и необходимото за поддържане на верижната реакция.

Сред тях първият (и най-разпространеният) тип е реактор с обогатен уран, в който обикновена или „лека“ вода е едновременно охладител и модератор (леководен реактор). Има два основни типа реактор с лека вода: реактор, в който парата, която върти турбините, се генерира директно в активната зона (реактор с кипяща вода), и реактор, в който парата се генерира във външна или втора верига, свързана към първи контур чрез топлообменници и парогенератори (водо-воден енергиен реактор - ВВЕР). Разработката на леководен реактор започна по програмите на въоръжените сили на САЩ. Така през 50-те години на миналия век General Electric и Westinghouse разработват леководни реактори за подводници и самолетоносачи на ВМС на САЩ. Тези фирми също участваха във военни програми за разработване на технологии за регенериране и обогатяване на ядрено гориво. През същото десетилетие Съветският съюз разработи реактор с кипяща вода с графит.

Вторият тип реактор, който беше намерен практическо приложение, – реактор с газово охлаждане (с графитен забавител). Създаването му също е тясно свързано с ранни програмиразработване на ядрени оръжия. В края на 40-те и началото на 50-те години Великобритания и Франция, опитвайки се да създадат свои собствени атомни бомби, фокусиран върху разработването на реактори с газово охлаждане, които произвеждат плутоний с оръжеен клас доста ефективно и могат също да работят с естествен уран.

Третият тип реактор, който има търговски успех, е реактор, в който и охладителят, и модераторът са тежка вода, а горивото също е естествен уран. В началото на ядрената ера потенциалните ползи от тежководния реактор бяха проучени в редица страни. Въпреки това, производството на такива реактори след това се съсредоточи основно в Канада, отчасти поради огромните й запаси от уран.

Развитие на ядрената индустрия.

След Втората световна война десетки милиарди долари са инвестирани в електроенергийния сектор по целия свят. Този строителен бум беше подхранван от бързо нарастващото търсене на електричество, далеч изпреварващо нарастването на населението и националния доход. Основният акцент беше върху топлоелектрически централи(ТЕЦ), захранвани с въглища и в по-малка степен нефт и газ, както и водноелектрически централи. Преди 1969 г. не е имало атомни електроцентрали от промишлен тип. До 1973 г. почти всички индустриализирани страни са изчерпали ресурсите на големи водноелектрически централи. Повишаването на цените на енергията след 1973 г., бързото нарастване на търсенето на електроенергия и нарастващата загриженост относно загубата на национална енергийна независимост допринесоха за възприемането на ядрената енергия като единствения жизнеспособен алтернативен източник на енергия в обозримо бъдеще. Арабското петролно ембарго от 1973-1974 г. генерира допълнителна вълна от поръчки и оптимистични прогнози за развитието на ядрената енергетика.

Но всяка следваща година направи своите корекции в тези прогнози. От една страна, ядрената енергия имаше своите поддръжници в правителствата, урановата индустрия, изследователските лаборатории и влиятелните енергийни компании. От друга страна, възниква силна опозиция, обединяваща групи, защитаващи интересите на населението, чистотата на околната среда и правата на потребителите. Дебатът, който продължава и до днес, се фокусира главно върху вредните ефекти на различните етапи от горивния цикъл върху среда, вероятността от аварии на реактори и техните възможни последствия, организация на изграждането и експлоатацията на реакторите, приемливи варианти за погребване ядрени отпадъци, потенциалът за саботаж и терористични атаки срещу атомни електроцентрали, както и проблемите на умножаването на националните и международните усилия в областта на неразпространението на ядрени оръжия.

Проблеми със сигурността.

Катастрофата в Чернобил и други аварии на ядрени реактори през 70-те и 80-те години на миналия век, наред с други неща, показаха ясно, че подобни аварии често са непредвидими. Например в Чернобил реакторът на 4-ти енергоблок беше сериозно повреден в резултат на рязък скок на мощността, възникнал по време на планираното му спиране. Реакторът беше поставен в бетонна обвивка и беше оборудван със система за аварийно охлаждане и други съвременни системи за безопасност. Но на никого не му хрумна, че при изключване на реактора може да настъпи рязък скок на мощността и водородният газ, образуван в реактора след такъв скок, смесен с въздух, ще експлодира така, че да разруши сградата на реактора. В резултат на аварията загинаха повече от 30 души, над 200 000 души в Киев и съседните региони получиха големи дози радиация, а водоснабдяването на Киев беше замърсено. На север от мястото на бедствието - точно по пътя на радиационния облак - са обширните Припятски блата, които имат жизненоважни важноза екологията на Беларус, Украйна и западната част на Русия.

В Съединените щати съоръженията за изграждане и експлоатация на ядрени реактори също са изправени пред множество проблеми с безопасността, забавяйки строителството, налагайки многобройни промени в дизайна и работните стандарти и увеличавайки разходите и разходите за енергия. Изглежда има два основни източника на тези трудности. Една от тях е липсата на знания и опит в този нов енергиен сектор. Друг е развитието на технологията за ядрени реактори, което поставя нови проблеми. Но старите също остават, като корозия на тръбите на парогенератора и напукване на тръбопроводите на реактора с кипяща вода. Други проблеми с безопасността, като щети, причинени от внезапни променипоток на охлаждащата течност.

Икономика на ядрената енергия.

Инвестициите в ядрена енергетика, както и инвестициите в други области на производство на електроенергия, са икономически оправдани, ако са изпълнени две условия: цената на киловатчаса не е повече от най-евтиния алтернативен начинпроизводство, а очакваното търсене на електроенергия е достатъчно високо, за да може произведената енергия да се продава на цена, по-висока от нейната себестойност. В началото на 70-те години глобалните икономически перспективи изглеждаха много благоприятни за ядрената енергия: както търсенето на електричество, така и цените на основните горива, въглища и нефт, се покачваха бързо. Що се отнася до разходите за изграждане на атомна електроцентрала, почти всички експерти бяха убедени, че те ще бъдат стабилни или дори ще започнат да намаляват. В началото на 80-те години обаче стана ясно, че тези оценки са погрешни: растежът на търсенето на електроенергия спря, цените на природното гориво не само вече не се увеличиха, но дори започнаха да намаляват, а строителството на атомни електроцентрали беше много повече скъпо от очакваното в най-песимистичната прогноза. В резултат ядрената енергетика навсякъде навлезе в период на сериозни икономически затруднения, като те бяха най-сериозни в страната, където тя възникна и се развива най-интензивно – в САЩ.

Ако харчите сравнителен анализикономиката на ядрената енергетика в Съединените щати, става ясно защо тази индустрия е загубила своята конкурентоспособност. От началото на 70-те години на миналия век разходите за атомни електроцентрали са нараснали рязко. Разходите на конвенционална топлоелектрическа централа се състоят от преки и непреки капиталови инвестиции, разходи за гориво, експлоатационни разходи и поддръжка. По време на експлоатационния живот на топлоелектрическа централа, работеща с въглища, разходите за гориво са средно 50–60% от всички разходи. При атомните електроцентрали доминират капиталните инвестиции, които представляват около 70% от всички разходи. Капиталовите разходи на новите ядрени реактори средно значително надвишават разходите за гориво на въглищните електроцентрали през целия им експлоатационен живот, което отрича предимството на икономиите на гориво в случай на атомни електроцентрали.

Перспективи за ядрената енергетика.

Сред онези, които настояват за необходимостта от продължаване на търсенето на безопасни и рентабилни начини за развитие на ядрената енергетика, могат да се разграничат две основни направления. Привържениците на първото смятат, че всички усилия трябва да бъдат насочени към премахване на общественото недоверие в безопасността на ядрените технологии. За целта е необходимо да се разработят нови реактори, които са по-безопасни от съществуващите леководни. Тук има два типа реактори, които представляват интерес: „технологично изключително безопасен“ реактор и „модулен“ високотемпературен реактор с газово охлаждане.

Прототип на модулен газоохлаждащ реактор е разработен в Германия, както и в САЩ и Япония. За разлика от леководния реактор, конструкцията на модулния газоохлаждаем реактор е такава, че безопасността на работата му се осигурява пасивно - без преки действия на оператори или електрически или механична системазащита. Технологично изключително безопасните реактори използват и система за пасивна защита. Такъв реактор, чиято идея беше предложена в Швеция, очевидно не е преминал отвъд етапа на проектиране. Но той получи силна подкрепа в САЩ сред онези, които виждат потенциални предимства пред модулните реактори с газово охлаждане. Но бъдещето и на двата варианта е несигурно поради несигурните им разходи, трудностите при развитието и противоречивото бъдеще на самата ядрена енергия.

Привържениците на другата школа на мисълта смятат, че остава малко време за разработване на нови технологии за реактори, преди развитите страни да се нуждаят от нови електроцентрали. Според тях на първо място е да се стимулират инвестициите в ядрената енергетика.

Но освен тези две перспективи за развитие на ядрената енергетика се появи и съвсем различна гледна точка. Тя възлага надежди на по-пълното оползотворяване на доставената енергия, възобновяемите енергийни ресурси ( слънчеви панелии др.) и за пестене на енергия. Според привържениците на тази гледна точка, ако напредналите страни преминат към разработването на по-икономични източници на светлина, домакински електрически уреди, отоплителна техника и климатици, тогава спестената електроенергия ще бъде достатъчна, за да се справят без всички съществуващи атомни електроцентрали. Наблюдаваното значително намаляване на потреблението на електроенергия показва, че ефективността може да бъде важен фактор за ограничаване на търсенето на електроенергия.

Следователно ядрената енергия все още не е преминала тестовете за ефективност, безопасност и обществена воля. Сега нейното бъдеще зависи от това колко ефективно и надеждно ще се осъществява контролът върху изграждането и експлоатацията на атомните електроцентрали, както и колко успешно ще бъдат решени редица други проблеми, като например проблема с погребването на радиоактивните отпадъци. Бъдещето на ядрената енергетика зависи и от жизнеспособността и разрастването на нейните силни конкуренти - въглищни топлоелектрически централи, нови енергоспестяващи технологии и възобновяеми енергийни ресурси.

Енергията на ядрената реакция е концентрирана в ядрото на атома. Атомът е малка частица, която изгражда цялата материя във Вселената.

Количеството енергия от ядреното делене е огромно и може да се използва за създаване на електричество, но първо трябва да бъде освободено от атома.

Получаване на енергия

Използването на енергията от ядрена реакция става чрез оборудване, което може да контролира атомното делене за производство на електричество.

Горивото, използвано за реактори и производство на енергия, най-често са пелети от елемента уран. В ядрен реактор атомите на урана са принудени да се разпаднат. Когато се разделят, атомите освобождават малки частици, наречени продукти на делене. Продуктите на делене действат върху други уранови атоми, за да се разделят - започва верижна реакция. Ядрената енергия, освободена от тази верижна реакция, създава топлина. Топлината от ядрения реактор го прави много горещ, така че трябва да се охлади.

Технологично най-добрият охладител обикновено е водата, но някои ядрени реактори използват течен метал или разтопени соли. Охлаждащата течност, загрята от сърцевината, произвежда пара. Парата действа върху парната турбина, като я завърта. Турбината е свързана чрез механична трансмисия към генератор, който произвежда електричество.
Реакторите се управляват с помощта на контролни пръти, които могат да се регулират спрямо количеството генерирана топлина. Контролните пръти са направени от материал като кадмий, хафний или бор, за да абсорбират някои от продуктите, създадени от ядреното делене. Пръчките присъстват по време на верижна реакция, за да контролират реакцията. Премахването на прътите ще позволи на верижната реакция да се развие по-нататък и да създаде повече електричество.

Около 15 процента от световната електроенергия се генерира от атомни електроцентрали.

Съединените щати имат повече от 100 реактора, въпреки че САЩ генерират по-голямата част от електроенергията си от изкопаеми горива и водноелектрическа енергия.

В Русия има 33 енергоблока в 10 атомни електроцентрали - 15% от енергийния баланс на страната.

Литва, Франция и Словакия консумират по-голямата част от електроенергията си от атомни електроцентрали.

Ядрено гориво, използвано за генериране на енергия

Уранът е най-широко използваното гориво за производство на енергия от ядрени реакции. Това е така, защото атомите на урана се разпадат относително лесно. Специфичният вид произведен уран, наречен U-235, е рядък. U-235 представлява по-малко от един процент от световния уран.

Уранът се добива в Австралия, Канада, Казахстан, Русия, Узбекистан и трябва да се преработи, преди да може да се използва.

Тъй като ядреното гориво може да се използва за създаване на оръжия, производството е предмет на Договора за неразпространение на внос на уран или плутоний или друго ядрено гориво. Договорът насърчава мирното използване на гориво, както и ограничаване на разпространението на този вид оръжия.

Един типичен реактор използва около 200 тона уран всяка година. Сложните процеси позволяват част от урана и плутония да бъдат повторно обогатени или преработени. Това намалява количеството добив, добив и обработка.

Ядрена енергия и хора

Ядрената ядрена енергия произвежда електричество, което може да се използва за захранване на домове, училища, предприятия и болници.

Първият реактор за производство на електричество е построен в Айдахо, САЩ и експериментално започва да се самозахранва през 1951 г.

През 1954 г. в Обнинск, Русия е създадена първата атомна електроцентрала, предназначена да осигурява енергия за хората.

Изграждането на реактори за извличане на енергия от ядрена реакция изисква високо ниво на технология и само страни, които са подписали договора за неразпространение на оръжия, могат да получат необходимия уран или плутоний. Поради тези причини повечето атомни електроцентралиразположени в развитите страни по света.

Атомните електроцентрали произвеждат възобновяеми, екологично чисти ресурси. Те не замърсяват въздуха и не произвеждат емисии на парникови газове. Те могат да бъдат построени в градски или селските районии не променят радикално средата около себе си.

Радиоактивен материал от електроцентрали

Радиоактивен материал в пРеакторът е безопасен, защото е охладен отделна структура, наречена охладителна кула. Парата се превръща обратно във вода и може да се използва отново за производство на електричество. Излишната пара просто се рециклира в атмосферата, където не е вредна като чистата вода.

Енергията от ядрена реакция обаче има страничен продукт под формата на радиоактивен материал. Радиоактивният материал е колекция от нестабилни ядра. Тези ядра губят своята енергия и могат да засегнат много материали около тях, включително живи организми и околната среда. Радиоактивният материал може да бъде изключително токсичен, причинявайки заболяване, увеличавайки риска от рак, кръвни заболявания и разпадане на костите.

Радиоактивните отпадъци са това, което остава от работата на ядрен реактор.

Радиоактивните отпадъци обхващат защитното облекло, носено от работниците, инструментите и тъканите, които са били в контакт с радиоактивен прах. Радиоактивните отпадъци са дълготрайни. Материали като дрехи и инструменти могат да останат радиоактивни в продължение на хиляди години. Правителството регулира как тези материали се изхвърлят, така че да не замърсяват нищо друго.

Използваното гориво и пръти са изключително радиоактивни. Използваните уранови пелети трябва да се съхраняват в специални контейнери, които приличат на големи плувни басейни. Някои заводи съхраняват използваното гориво в надземни сухи резервоари.

Водата, охлаждаща горивото, не влиза в контакт с радиоактивност и следователно е безопасна.

Известни са и такива, които имат малко по-различен принцип на действие.

Използване на ядрена енергия и радиационна безопасност

Критиците на използването на енергия от ядрена реакция се притесняват, че съоръженията за съхранение на радиоактивни отпадъци ще протекат, ще се спукат или ще се срутят. След това радиоактивният материал може да замърси почвата и подземните води в близост до площадката. Това може да доведе до сериозни здравословни проблеми за хората и живите организми в района. Всички хора ще трябва да се евакуират.

Това се случи в Чернобил, Украйна през 1986 г. Парна експлозия в една от електроцентралите на четвърти ядрен реактор го унищожи и избухна пожар. Образува се облак от радиоактивни частици, който пада на земята или се носи с вятъра и частиците влизат във водния цикъл в природата като дъжд. Повечето от радиоактивните отпадъци паднаха в Беларус.

Екологичните последици от Чернобилската катастрофа настъпиха веднага. На километри около обекта боровата гора е изсъхнала, а червеният цвят на мъртвите борове е спечелил на района прозвището Червена гора. Рибата от близката река Припят е станала радиоактивна и хората вече няма да могат да я ядат. Голям едър рогат добитъки конете умряха. Над 100 000 души бяха евакуирани след бедствието, но броят на човешките жертви от Чернобил е трудно да се определи.

Ефектите от радиационното отравяне се проявяват едва след много години. За заболявания като рака е трудно да се определи източникът.

Бъдещето на ядрената енергетика

Реакторите използват делене или разделяне на атоми за производство на енергия.

Енергията на ядрената реакция може също да бъде произведена чрез сливане или свързване на атоми заедно. В производство. Слънцето, например, постоянно претърпява ядрен синтез на водородни атоми, за да образува хелий. Тъй като животът на нашата планета зависи от Слънцето, можем да кажем, че деленето прави възможен животна Земята.

Ядрените електроцентрали все още нямат способността да произвеждат безопасно и надеждно енергия чрез ядрен синтез (синтез), но учените изследват ядрения синтез, тъй като процесът вероятно ще бъде безопасен и по-рентабилен като алтернативна форма на енергия.

Енергията на ядрената реакция е огромна и трябва да се използва от хората. Предизвикателството за получаване на тази енергия е множеството конкуриращи се дизайни с различни хладилни агенти, работни температури и налягания на флуида, модератори и т.н., в допълнение към набор от проектни изходни мощности. Следователно производственият и оперативният опит ще играят ключова роля.

Зависимостта на енергията на свързване на нуклон от броя на нуклоните в ядрото е показана на графиката.

Енергията, необходима за разделяне на ядрото на отделни нуклони, се нарича енергия на свързване. Енергията на свързване на нуклон не е еднаква за различните химични елементи и дори изотопи на същите химичен елемент. Специфичната енергия на свързване на нуклон в ядрото варира средно от 1 MeV за леки ядра (деутерий) до 8,6 MeV за ядра със средно тегло (A≈100). За тежките ядра (A≈200) специфичната енергия на свързване на нуклон е по-малка, отколкото за ядра със средно тегло, с приблизително 1 MeV, така че тяхната трансформация в ядра със средно тегло (разделяне на 2 части) е придружена от освобождаване на енергия в количество от около 1 MeV на нуклон или около 200 MeV на ядро. Трансформацията на леките ядра в по-тежки ядра дава още по-голяма енергийна печалба на нуклон. Например реакцията между деутерий и тритий

1 D²+ 1 T³→ 2 He 4 + 0 п 1

се придружава от освобождаване на енергия 17,6 MeV, т.е. 3,5 MeV на нуклон.

Освобождаване на ядрена енергия

Известни са екзотермични ядрени реакции, които освобождават ядрена енергия.

Обикновено верижната реакция на ядрено делене на уран-235 или плутониеви ядра се използва за производство на ядрена енергия. Ядрата се делят, когато неутрон ги удари, произвеждайки нови неутрони и фрагменти от делене. Неутроните на делене и фрагментите на делене имат висока кинетична енергия. В резултат на сблъсъци на фрагменти с други атоми тази кинетична енергия бързо се превръща в топлина.

Друг начин за освобождаване на ядрена енергия е ядреният синтез. В този случай две ядра от леки елементи се комбинират в едно тежко. Такива процеси протичат на Слънцето.

Много атомни ядра са нестабилни. С течение на времето някои от тези ядра спонтанно се трансформират в други ядра, освобождавайки енергия. Това явление се нарича радиоактивен разпад.

Приложения на ядрената енергия

Ядрената енергия се използва във водородна бомба.

Бележки

Вижте също

Връзки

Международни договори

  • Конвенция за ранно уведомяване за ядрена авария (Виена, 1986 г.)
  • Конвенция за физическата защита на ядрения материал (Виена, 1979 г.)
  • Виенската конвенция за гражданска отговорност за ядрени щети
  • Съвместна конвенция за безопасност при управление на отработено гориво и безопасност при управление на радиоактивни отпадъци

Литература

  • Clarfield, Gerald H. and William M. Wiecek (1984). Ядрена Америка: Военна и гражданска ядрена мощ в Съединените щати 1940-1980 г., Harper & Row.
  • Кук, Стефани (2009). В ръцете на смъртните: Предупредителна история на ядрената ера, Black Inc.
  • Крейвънс ГуинетСила за спасяване на света: истината за ядрената енергия. - Ню Йорк: Knopf, 2007 г. - ISBN 0-307-26656-7
  • Елиът, Дейвид (2007). Ядрена или не? Има ли ядрената енергия място в бъдещето на устойчивата енергия?, Палгрейв.
  • Фалк, Джим (1982). Глобално делене: Битката за ядрената енергия, Oxford University Press.
  • Фъргюсън, Чарлз Д., (2007). Ядрена енергия: балансиране на ползите и рисковетеСъвет по външни отношения.
  • Хербст, Алън М. и Джордж У. Хопли (2007). Ядрената енергия сега: Защо е дошло времето за най-неразбрания енергиен източник в света, Уайли.
  • Шнайдер, Микъл, Стив Томас, Антъни Фрогат, Дъг Коплоу (август 2009 г.). Доклад за състоянието на световната ядрена индустрия, Германско федерално министерство на околната среда, опазването на природата и безопасността на реакторите.
  • Уокър, Дж. Самуел (1992). Съдържание на атома: Ядрено регулиране в променяща се среда, 1993-1971 г.
  • Уокър, Дж. Самуел (2004). Островът на трите мили: ядрена криза в историческа перспектива, Бъркли: University of California Press.
  • Уърт, Спенсър Р. Възходът на ядрения страх. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2012 г. ISBN 0-674-05233-1

Фондация Уикимедия.

  • 2010 г.
  • Косман, Бернхард

Цимерман, Алберт Карл Хайнрих

    Вижте какво е „ядрена енергия“ в други речници:- (атомна енергия) вътрешна енергия на атомните ядра, освободена по време на ядрени трансформации (ядрени реакции). ядрена свързваща енергия. дефект на масата Нуклоните (протони и неутрони) в ядрото са здраво задържани от ядрени сили. За да премахнете нуклон от ядро,... ... Голям енциклопедичен речник

    Вижте какво е „ядрена енергия“ в други речници:- (ядрена енергия), вътрешен енергия при. ядро, освободено при ядрени трансформации. Енергията, която трябва да се изразходва, за да се раздели ядрото на съставните му нуклони, се нарича. ядрена свързваща енергия? Това е макс. енергия към небето може да бъде освободена... ... Физическа енциклопедия

    Вижте какво е „ядрена енергия“ в други речници:- ЯДРЕНА ЕНЕРГИЯ, ЕНЕРГИЯ, освободена по време на ядрена реакция в резултат на прехода на МАСА в енергия, както е описано в уравнението: E=mc2 (където E е енергия, m е маса, c е скорост на светлината); тя е изведена от А. АЙНЩАЙН в неговата ТЕОРИЯ ЗА ОТНОСИТЕЛНОСТТА.... ... Научно-технически енциклопедичен речник

    Вижте какво е „ядрена енергия“ в други речници:- (ядрена енергия) виж () () ... Голяма политехническа енциклопедия

    Вижте какво е „ядрена енергия“ в други речници:- (атомна енергия), вътрешната енергия на атомните ядра, освободена по време на определени ядрени реакции. Използването на ядрената енергия се основава на изпълнението верижни реакцииделене на тежки ядра и реакции на термоядрен синтез на леки ядра (вижте... ... Съвременна енциклопедия