Podľa úrovne vedeckého a technického rozvoja Ruská jadrová energia je jedným z najlepších na svete. Podniky majú obrovské možnosti na riešenie každodenných alebo rozsiahlych problémov. Odborníci predpovedajú v tejto oblasti sľubnú budúcnosť, keďže Ruská federácia má veľké zásoby rúd na výrobu energie.

Stručná história rozvoja jadrovej energie v Rusku

Jadrový priemysel sa datuje do čias ZSSR, kedy sa plánovalo realizovať jeden z autorov projektov na výrobu výbušnín z uránovej látky. V lete 1945 boli v USA úspešne testované atómové zbrane a v roku 1949 bola na testovacom mieste Semipalatinsk prvýkrát použitá jadrová bomba RDS-1. Ďalej rozvoj jadrovej energie v Rusku bolo nasledovné:


Výskumné a výrobné tímy pracovali mnoho rokov na dosiahnutí vysokej úrovne v oblasti atómových zbraní a nezastavia sa tam. Neskôr sa dozviete o vyhliadkach v tejto oblasti do roku 2035.

Prevádzka jadrových elektrární v Rusku: stručný popis

V súčasnosti je v prevádzke 10 jadrových elektrární. Funkcie každého z nich budú diskutované nižšie.


  • č. 1 a č. 2 s AMB reaktorom;
  • č. 3 s reaktorom BN-600.

Vyrába až 10 % z celkového objemu elektrickej energie. V súčasnosti je veľa systémov vo Sverdlovsku v dlhodobom konzervačnom režime a v prevádzke je iba pohonná jednotka BN-600. Beloyarsk NPP sa nachádza v lokalite Zarechny.

  1. Jadrová elektráreň Bilibino je jediným zdrojom, ktorý dodáva teplo do mesta Bilbino a má kapacitu 48 MW. Stanica vyrába asi 80 % energie a spĺňa všetky požiadavky na inštaláciu zariadení:
  • maximálna jednoduchosť použitia;
  • zvýšená prevádzková spoľahlivosť;
  • ochrana pred mechanickým poškodením;
  • minimálne množstvo inštalačných prác.

Systém má dôležitú výhodu: ak dôjde k neočakávanému prerušeniu prevádzky jednotky, nepoškodí sa. Stanica sa nachádza v autonómnom okruhu Čukotka, vzdialenom 4,5 km, vzdialenosť do Anadyru je 610 km.


V akom stave je dnes jadrová energetika?

Dnes existuje viac ako 200 podnikov, ktorých špecialisti neúnavne pracujú na dokonalosti jadrovej energie v Rusku. Preto s istotou napredujeme týmto smerom: vyvíjame nové modely reaktorov a postupne rozširujeme výrobu. Podľa členov Svetovej jadrovej asociácie je silnou stránkou Ruska vývoj technológií rýchlych neurónov.

Ruské technológie, z ktorých mnohé vyvinul Rosatom, sú v zahraničí vysoko cenené pre ich relatívne nízke náklady a bezpečnosť. V dôsledku toho máme dosť vysoký potenciál v jadrovom priemysle.

Ruská federácia poskytuje svojim zahraničným partnerom mnohé služby súvisiace s predmetnými aktivitami. Tie obsahujú:

  • výstavba blokov jadrovej energie pri zohľadnení bezpečnostných pravidiel;
  • dodávka jadrového paliva;
  • výstup použitých predmetov;
  • školenie medzinárodného personálu;
  • pomoc pri rozvoji vedeckej práce a nukleárnej medicíny.

Rusko buduje veľké množstvo energetických blokov v zahraničí. Úspešné boli projekty ako Bushehr alebo Kudankulam, vytvorené pre iránske a indické jadrové elektrárne. Umožnili vytvorenie čistých, bezpečných a účinných zdrojov energie.

Aké problémy súvisiace s jadrovým priemyslom vznikli v Rusku?

V roku 2011 sa na LNPP-2, ktorý bol vo výstavbe, zrútili kovové konštrukcie (s hmotnosťou asi 1 200 ton). V priebehu dozornej komisie bola zistená dodávka necertifikovaných armatúr, a preto boli prijaté tieto opatrenia:

  • uloženie pokuty spoločnosti JSC GMZ-Khimmash vo výške 30 000 rubľov;
  • vykonávanie výpočtov a vykonávanie prác zameraných na posilnenie výstuže.

Podľa Rostechnadzora je hlavným dôvodom porušenia nedostatočná úroveň kvalifikácie špecialistov GMZ-Khimmash. Nedostatočná znalosť požiadaviek federálnych predpisov, výrobných technológií pre takéto zariadenia a projektovej dokumentácie viedla k tomu, že mnohé takéto organizácie prišli o licenciu.

V JE Kalinin sa úroveň tepelného výkonu reaktorov zvýšila. Takáto udalosť je krajne nežiaduca, nakoľko existuje možnosť havárie s vážnymi radiačnými následkami.

Dlhodobé štúdie uskutočnené v zahraničí ukázali, že blízkosť jadrových elektrární vedie k nárastu leukémie. Z tohto dôvodu bolo v Rusku veľa odmietnutí účinných, ale veľmi nebezpečných projektov.

Vyhliadky na jadrové elektrárne v Rusku

Prognózy budúceho využívania jadrovej energie sú rozporuplné a nejednoznačné. Väčšina z nich súhlasí s tým, že do polovice 21. storočia sa potreba zväčší v dôsledku nevyhnutného nárastu populácie.

Ministerstvo energetiky Ruskej federácie oznámilo energetickú stratégiu Ruska na obdobie do roku 2035 (informácie prijaté v roku 2014). Strategický cieľ jadrovej energetiky zahŕňa:


Vzhľadom na stanovenú stratégiu sa v budúcnosti plánuje vyriešiť tieto úlohy:

  • zlepšiť systém výroby, obehu a likvidácie paliva a surovín;
  • rozvíjať cielené programy na zabezpečenie obnovy, udržateľnosti a zvýšenej účinnosti existujúcej palivovej základne;
  • realizovať najefektívnejšie projekty s vysokou úrovňou bezpečnosti a spoľahlivosti;
  • zvýšiť export jadrových technológií.

Štátna podpora hromadnej výroby jadrových blokov je základom úspešnej propagácie tovaru v zahraničí a vysokej reputácie Ruska na medzinárodnom trhu.

Čo bráni rozvoju jadrovej energetiky v Rusku?

Rozvoj jadrovej energetiky v Ruskej federácii čelí určitým ťažkostiam. Tu sú tie hlavné:


V Rusku je jadrová energetika jedným z dôležitých odvetví hospodárstva. Úspešná implementácia pripravovaných projektov môže pomôcť rozvoju iných odvetví, vyžaduje si to však veľa úsilia.

Počas nasledujúcich 50 rokov ľudstvo spotrebuje viac energie, ako bolo spotrebované v celej doterajšej histórii. Predpovede o tempe rastu spotreby energie a vývoji nových energetických technológií sa nenaplnili: úroveň spotreby rastie oveľa rýchlejšie a nové zdroje energie budú fungovať v priemyselnom meradle a za konkurencieschopné ceny najskôr v roku 2030. Problém nedostatku fosílnych zdrojov energie je čoraz naliehavejší. Veľmi obmedzené sú aj možnosti výstavby nových vodných elektrární.

Netreba zabúdať ani na boj proti „skleníkového efektu“, ktorý obmedzuje spaľovanie ropy, plynu a uhlia v tepelných elektrárňach (TPP). Riešením problému by mohol byť aktívny rozvoj jadrovej energetiky, jedného z najmladších a najdynamickejšie sa rozvíjajúcich odvetví globálnej ekonomiky. Čoraz väčší počet krajín dnes prichádza k záveru, že je potrebné začať s vývojom mierového atómu.

Aké sú výhody jadrovej energie?

Obrovská energetická náročnosť

1 kilogram uránu použitého v jadrovom palive pri úplnom spálení uvoľní energiu zodpovedajúcu spaľovaniu 100 ton kvalitného uhlia.

Opätovné použitie

Urán-235 sa v jadrovom palive úplne nezhorí a po regenerácii sa môže znova použiť. V budúcnosti je možný úplný prechod na uzavretý palivový cyklus, čo znamená úplnú absenciu odpadu.

Zníženie skleníkového efektu

Každý rok sa jadrové elektrárne v Európe vyhnú emisiám 700 miliónov ton CO2. Prevádzka jadrových elektrární v Rusku ročne zabráni úniku 210 miliónov ton oxidu uhličitého do atmosféry.

Tie. v tých priemyselných krajinách, kde sú prírodné zdroje energie nedostatočné. Tieto krajiny vyrábajú štvrtinu až polovicu svojej elektriny z jadrových elektrární. Spojené štáty americké vyrábajú len osminu elektriny z jadrových elektrární, ale to je asi jedna pätina celosvetovej produkcie.

Jadrová energia zostáva predmetom intenzívnych diskusií. Priaznivci a odporcovia jadrovej energie sa výrazne líšia v hodnotení jej bezpečnosti, spoľahlivosti a ekonomickej efektívnosti. Okrem toho sa šíria špekulácie o možnom úniku jadrového paliva pri výrobe elektriny a jeho využití na výrobu jadrových zbraní.

Cyklus jadrového paliva.

Jadrová energetika je komplexný priemysel, ktorý zahŕňa mnoho priemyselných procesov, ktoré spolu tvoria palivový cyklus. Existujú rôzne typy palivových cyklov v závislosti od typu reaktora a od toho, ako prebieha konečná fáza cyklu.

Palivový cyklus sa zvyčajne skladá z nasledujúcich procesov. V baniach sa ťaží uránová ruda. Ruda sa drví, aby sa oddelil oxid uraničitý, a rádioaktívny odpad sa likviduje. Výsledný oxid uránu (žltý koláč) sa premení na hexafluorid uránu, plynnú zlúčeninu. Na zvýšenie koncentrácie uránu-235 sa v závodoch na separáciu izotopov obohacuje hexafluorid uránu. Obohatený urán sa potom premení späť na pevný oxid uraničitý, ktorý sa používa na výrobu palivových peliet. Z peliet sa zbierajú palivové články (palivové články), ktoré sa spájajú do zostáv na vloženie do aktívnej zóny jadrového reaktora jadrovej elektrárne. Vyhorené palivo vyvezené z reaktora má vysokú úroveň radiácie a po ochladení na území elektrárne sa posiela do špeciálneho skladu. Taktiež je zabezpečené odstraňovanie nízkoaktívneho radiačného odpadu, ktorý sa hromadí počas prevádzky a údržby zariadenia. Po skončení životnosti musí byť samotný reaktor vyradený z prevádzky (s dekontamináciou a likvidáciou komponentov reaktora). Každá fáza palivového cyklu je regulovaná tak, aby bola zaistená bezpečnosť ľudí a ochrana životného prostredia.

Jadrové reaktory.

Priemyselné jadrové reaktory sa spočiatku vyvíjali len v krajinách s jadrovými zbraňami. USA, ZSSR, Veľká Británia a Francúzsko aktívne skúmali rôzne možnosti pre jadrové reaktory. Následne však v jadrovej energetike začali dominovať tri hlavné typy reaktorov, ktoré sa líšili najmä palivom, chladivom používaným na udržanie požadovanej teploty jadra a moderátorom používaným na zníženie rýchlosti neutrónov uvoľňovaných počas procesu rozpadu a nevyhnutných na udržanie reťazovej reakcie.

Medzi nimi je prvým (a najbežnejším) typom reaktor na obohatený urán, v ktorom je chladivom aj moderátorom obyčajná alebo „ľahká“ voda (ľahkovodný reaktor). Existujú dva hlavné typy ľahkovodných reaktorov: reaktor, v ktorom sa para, ktorá otáča turbínami, vytvára priamo v aktívnej zóne (varný reaktor) a reaktor, v ktorom sa para vytvára vo vonkajšom alebo druhom pripojenom okruhu. do primárneho okruhu výmenníkmi tepla a parogenerátormi (vodo-vodný energetický reaktor - VVER). Vývoj ľahkovodného reaktora sa začal v rámci programov ozbrojených síl USA. V 50. rokoch teda General Electric a Westinghouse vyvinuli ľahkovodné reaktory pre ponorky a lietadlové lode amerického námorníctva. Tieto firmy boli tiež zapojené do vojenských programov na vývoj technológií na regeneráciu a obohacovanie jadrového paliva. V tom istom desaťročí Sovietsky zväz vyvinul grafitom moderovaný varný reaktor.

Druhým typom reaktora, ktorý našiel praktické uplatnenie, je plynom chladený reaktor (s grafitovým moderátorom). Jeho vytvorenie bolo tiež úzko spojené s ranými programami jadrových zbraní. Koncom 40. a začiatkom 50. rokov 20. storočia sa Veľká Británia a Francúzsko, ktoré sa snažili vytvoriť svoje vlastné atómové bomby, zamerali na vývoj plynom chladených reaktorov, ktoré produkujú plutónium na zbrane pomerne efektívne a môžu tiež bežať na prírodný urán.

Tretím typom reaktora, ktorý zaznamenal komerčný úspech, je reaktor, v ktorom je chladivom aj moderátorom ťažká voda a palivom je tiež prírodný urán. Na začiatku jadrového veku sa v mnohých krajinách skúmali potenciálne výhody ťažkovodného reaktora. Výroba takýchto reaktorov sa však potom sústredila predovšetkým v Kanade, čiastočne kvôli jej obrovským zásobám uránu.

Rozvoj jadrového priemyslu.

Od druhej svetovej vojny sa do sektora elektrickej energie celosvetovo investovali desiatky miliárd dolárov. Tento stavebný boom bol poháňaný rýchlo rastúcim dopytom po elektrine, ďaleko prevyšujúcim rast populácie a národného dôchodku. Hlavný dôraz sa kládol na tepelné elektrárne (TPP) spaľujúce uhlie a v menšej miere ropu a plyn, ako aj vodné elektrárne. Pred rokom 1969 neexistovali jadrové elektrárne priemyselného typu. Do roku 1973 takmer všetky priemyselné krajiny vyčerpali zdroje veľkej vodnej energie. Nárast cien energií po roku 1973, rýchly rast dopytu po elektrine a rastúce obavy zo straty národnej energetickej nezávislosti, to všetko prispelo k názoru, že jadrová energia je v dohľadnej budúcnosti jediným životaschopným alternatívnym zdrojom energie. Arabské ropné embargo z rokov 1973–1974 vyvolalo ďalšiu vlnu objednávok a optimistických predpovedí pre rozvoj jadrovej energie.

Každý nasledujúci rok však tieto prognózy upravoval. Na jednej strane mala jadrová energetika svojich priaznivcov vo vládach, v uránovom priemysle, vo výskumných laboratóriách a vo vplyvných energetických spoločnostiach. Na druhej strane vznikla silná opozícia, ktorá spájala skupiny obhajujúce záujmy obyvateľov, čistotu životného prostredia a práva spotrebiteľov. Diskusia, ktorá trvá dodnes, sa sústredila najmä na škodlivé vplyvy jednotlivých fáz palivového cyklu na životné prostredie, pravdepodobnosť havárií reaktorov a ich možné následky, organizáciu výstavby a prevádzky reaktorov, prijateľné možnosti pre zneškodňovanie jadrového odpadu, možnosti sabotáží a teroristických útokov v jadrových elektrárňach, ako aj otázky znásobenia národného a medzinárodného úsilia v oblasti nešírenia jadrových zbraní.

Bezpečnostné problémy.

Černobyľská katastrofa a ďalšie havárie jadrových reaktorov v 70. a 80. rokoch okrem iného jasne ukázali, že takéto havárie sú často nepredvídateľné. Napríklad v Černobyle bol vážne poškodený reaktor 4. energetického bloku v dôsledku prudkého nárastu výkonu, ku ktorému došlo počas plánovanej odstávky. Reaktor bol obsiahnutý v betónovom plášti a bol vybavený systémom núdzového chladenia a ďalšími modernými bezpečnostnými systémami. Nikomu ale nenapadlo, že pri vypnutí reaktora môže nastať prudký skok vo výkone a plynný vodík, ktorý sa v reaktore po takomto skoku vytvorí, zmiešaný so vzduchom vybuchne tak, že zničí budovu reaktora. V dôsledku nešťastia zomrelo viac ako 30 ľudí, viac ako 200 000 ľudí v Kyjeve a susedných regiónoch dostalo veľké dávky žiarenia a kyjevské zásoby vody boli kontaminované. Na sever od miesta katastrofy - priamo v dráhe radiačného oblaku - sa nachádzajú rozsiahle Pripjaťské močiare, ktoré sú životne dôležité pre ekológiu Bieloruska, Ukrajiny a západného Ruska.

V Spojených štátoch čelili zariadenia na výstavbu a prevádzku jadrových reaktorov mnohým bezpečnostným problémom, ktoré spomalili výstavbu, vynútili si početné zmeny v dizajne a prevádzkových normách a zvýšili náklady a náklady na energiu. Zdá sa, že tieto ťažkosti majú dva hlavné zdroje. Jedným z nich je nedostatok vedomostí a skúseností v tomto novom energetickom sektore. Ďalším je vývoj technológie jadrových reaktorov, ktorý prináša nové problémy. Zostávajú však aj staré, ako je korózia potrubí parného generátora a praskanie potrubí varného reaktora. Ďalšie bezpečnostné problémy neboli úplne vyriešené, napríklad poškodenie spôsobené náhlymi zmenami prietoku chladiacej kvapaliny.

Ekonomika jadrovej energetiky.

Investície do jadrovej energie, podobne ako investície do iných oblastí výroby elektriny, sú ekonomicky opodstatnené, ak sú splnené dve podmienky: náklady na kilowatthodinu nie sú vyššie ako najlacnejší alternatívny spôsob výroby a očakávaný dopyt po elektrine je dostatočne vysoký na to, aby vyrobenú energiu možno predať za cenu prevyšujúcu jej náklady. Začiatkom 70. rokov vyzerali globálne ekonomické vyhliadky pre jadrovú energiu veľmi priaznivo: dopyt po elektrine aj ceny hlavných palív, uhlia a ropy, rýchlo rástli. Čo sa týka nákladov na výstavbu jadrovej elektrárne, takmer všetci odborníci boli presvedčení, že bude stabilná alebo dokonca začne klesať. Začiatkom osemdesiatych rokov sa však ukázalo, že tieto odhady boli chybné: rast dopytu po elektrine sa zastavil, ceny prírodného paliva sa už nielen nezvyšovali, ale dokonca začali klesať a výstavba jadrových elektrární bola oveľa väčšia. drahšie, ako sa očakávalo v najpesimistickejšej prognóze. V dôsledku toho sa jadrová energetika všade dostala do obdobia vážnych ekonomických ťažkostí a najvážnejšie boli v krajine, kde vznikla a najintenzívnejšie sa rozvíjala – v Spojených štátoch.

Ak vykonáme porovnávaciu analýzu ekonomiky jadrovej energie v Spojených štátoch, je jasné, prečo toto odvetvie stratilo svoju konkurencieschopnosť. Od začiatku 70. rokov 20. storočia náklady na jadrové elektrárne prudko vzrástli. Náklady klasickej tepelnej elektrárne pozostávajú z priamych a nepriamych kapitálových investícií, nákladov na palivo, prevádzkových nákladov a nákladov na údržbu. Počas životnosti tepelnej elektrárne spaľujúcej uhlie predstavujú náklady na palivo v priemere 50 – 60 % všetkých nákladov. V prípade jadrových elektrární dominujú kapitálové investície, ktoré tvoria asi 70 % všetkých nákladov. Investičné náklady nových jadrových reaktorov v priemere výrazne prevyšujú palivové náklady tepelných elektrární spaľujúcich uhlie počas celej ich životnosti, čo neguje výhodu úspory paliva v prípade jadrových elektrární.

Perspektívy jadrovej energie.

Medzi tými, ktorí trvajú na potrebe pokračovať v hľadaní bezpečných a nákladovo efektívnych spôsobov rozvoja jadrovej energie, možno rozlíšiť dva hlavné smery. Zástancovia prvého sa domnievajú, že všetko úsilie by sa malo zamerať na odstránenie nedôvery verejnosti v bezpečnosť jadrovej technológie. Na to je potrebné vyvinúť nové reaktory, ktoré sú bezpečnejšie ako existujúce ľahkovodné reaktory. Tu sú zaujímavé dva typy reaktorov: „technologicky extrémne bezpečný“ reaktor a „modulárny“ vysokoteplotný plynom chladený reaktor.

V Nemecku, ale aj v USA a Japonsku bol vyvinutý prototyp modulárneho plynom chladeného reaktora. Na rozdiel od ľahkovodného reaktora je konštrukcia modulárneho plynom chladeného reaktora taká, že bezpečnosť jeho prevádzky je zabezpečená pasívne – bez priamych zásahov operátorov alebo elektrických či mechanických ochranných systémov. Technologicky mimoriadne bezpečné reaktory využívajú aj systém pasívnej ochrany. Takýto reaktor, ktorého myšlienka bola navrhnutá vo Švédsku, zjavne neprekročila fázu návrhu. V USA však získal silnú podporu medzi tými, ktorí vidia potenciálne výhody oproti modulárnym plynom chladeným reaktorom. Budúcnosť oboch možností je však neistá vzhľadom na ich neisté náklady, ťažkosti s vývojom a kontroverznú budúcnosť samotnej jadrovej energie.

Zástancovia druhého myšlienkového smeru veria, že na vývoj nových reaktorových technológií zostáva málo času, kým rozvinuté krajiny budú potrebovať nové elektrárne. Podľa ich názoru je prvoradou prioritou stimulovať investície do jadrovej energie.

No popri týchto dvoch perspektívach rozvoja jadrovej energetiky sa objavil úplne iný uhol pohľadu. Nádeje vkladá do komplexnejšieho využitia dodanej energie, obnoviteľných zdrojov energie (solárne panely a pod.) a šetrenia energiou. Podľa zástancov tohto pohľadu, ak vyspelé krajiny prejdú na vývoj úspornejších svetelných zdrojov, domácich elektrických spotrebičov, vykurovacích zariadení a klimatizácií, potom sa ušetrená elektrina zaobíde bez všetkých existujúcich jadrových elektrární. Pozorované výrazné zníženie spotreby elektrickej energie ukazuje, že účinnosť môže byť dôležitým faktorom pri obmedzovaní dopytu po elektrickej energii.

Jadrová energetika teda zatiaľ neprešla testami účinnosti, bezpečnosti a verejnej dobrej vôle. Jej budúcnosť teraz závisí od toho, ako efektívne a spoľahlivo sa bude vykonávať kontrola nad výstavbou a prevádzkou jadrových elektrární, ako aj od toho, ako úspešne sa podarí vyriešiť množstvo ďalších problémov, ako napríklad problém s ukladaním rádioaktívneho odpadu. Budúcnosť jadrovej energetiky závisí aj od životaschopnosti a expanzie jej silných konkurentov – tepelných elektrární spaľujúcich uhlie, nových technológií šetriacich energiu a obnoviteľných zdrojov energie.

Energia jadrovej reakcie je sústredená v jadre atómu. Atóm je malá častica, ktorá tvorí všetku hmotu vo vesmíre.

Množstvo energie z jadrového štiepenia je obrovské a dá sa využiť na výrobu elektriny, no najprv sa musí uvoľniť z atómu.

Získanie energie

Využitie energie z jadrovej reakcie prebieha prostredníctvom zariadenia, ktoré dokáže riadiť atómové štiepenie na výrobu elektriny.

Palivom používaným pre reaktory a výrobu energie sú najčastejšie pelety prvku urán. V jadrovom reaktore sú atómy uránu nútené rozpadať sa. Keď sa rozdelia, atómy uvoľnia drobné častice nazývané štiepne produkty. Produkty štiepenia pôsobia na ďalšie atómy uránu, aby sa oddelili – začína reťazová reakcia. Jadrová energia uvoľnená z tejto reťazovej reakcie vytvára teplo. Teplo z jadrového reaktora ho veľmi zahrieva, takže sa musí ochladiť.

Technologicky najlepším chladivom je zvyčajne voda, ale niektoré jadrové reaktory používajú tekuté kovy alebo roztavené soli. Chladivo ohriate z aktívnej zóny vytvára paru. Para pôsobí na parnú turbínu a otáča ju. Turbína je prostredníctvom mechanického prevodu spojená s generátorom, ktorý vyrába elektrinu.
Reaktory sú riadené pomocou regulačných tyčí, ktoré je možné prispôsobiť množstvu generovaného tepla. Regulačné tyče sú vyrobené z materiálu, ako je kadmium, hafnium alebo bór, aby absorbovali niektoré produkty vznikajúce pri štiepení jadra. Tyčinky sú prítomné počas reťazovej reakcie na riadenie reakcie. Odstránenie tyčí umožní, aby sa reťazová reakcia ďalej rozvíjala a vytvárala viac elektriny.

Asi 15 percent svetovej elektriny vyrábajú jadrové elektrárne.

Spojené štáty americké majú viac ako 100 reaktorov, hoci USA vyrábajú väčšinu svojej elektriny z fosílnych palív a vodnej energie.

V Rusku je 33 energetických blokov v 10 jadrových elektrárňach - 15% energetickej bilancie krajiny.

Litva, Francúzsko a Slovensko spotrebúvajú väčšinu elektriny z jadrových elektrární.

Jadrové palivo používané na výrobu energie

Urán je palivo, ktoré sa najčastejšie používa na výrobu energie jadrovej reakcie. Atómy uránu sa totiž pomerne ľahko rozpadajú. Špecifický typ vyrobeného uránu, nazývaný U-235, je vzácny. U-235 tvorí menej ako jedno percento svetového uránu.

Urán sa ťaží v Austrálii, Kanade, Kazachstane, Rusku, Uzbekistane a pred použitím musí byť spracovaný.

Keďže jadrové palivo možno použiť na výrobu zbraní, výroba podlieha zmluve o nešírení jadrových zbraní pre dovoz uránu alebo plutónia alebo iného jadrového paliva. Zmluva podporuje mierové využívanie paliva, ako aj obmedzenie šírenia tohto typu zbraní.

Typický reaktor spotrebuje asi 200 ton uránu ročne. Komplexné procesy umožňujú opätovné obohatenie alebo prepracovanie časti uránu a plutónia. Tým sa znižuje množstvo ťažby, ťažby a spracovania.

Jadrová energia a ľudia

Jadrová jadrová energia vyrába elektrinu, ktorú možno použiť na napájanie domácností, škôl, podnikov a nemocníc.

Prvý reaktor na výrobu elektriny bol postavený v Idahu v USA a experimentálne sa začal poháňať sám v roku 1951.

V roku 1954 bola v Obninsku v Rusku vytvorená prvá jadrová elektráreň určená na poskytovanie energie pre ľudí.

Konštrukcia reaktorov na extrakciu energie jadrovej reakcie si vyžaduje vysokú úroveň technológie a iba krajiny, ktoré podpísali zmluvu o nešírení jadrových zbraní, môžu získať požadovaný urán alebo plutónium. Z týchto dôvodov sa väčšina jadrových elektrární nachádza vo vyspelých krajinách sveta.

Jadrové elektrárne vyrábajú obnoviteľné zdroje šetrné k životnému prostrediu. Neznečisťujú ovzdušie a neprodukujú emisie skleníkových plynov. Môžu byť postavené v mestských alebo vidieckych oblastiach a radikálne nemenia prostredie okolo seba.

Rádioaktívny materiál z elektrární

Rádioaktívny materiál v s Reaktor je bezpečný, pretože je chladený v samostatnej konštrukcii nazývanej chladiaca veža. Para sa premení späť na vodu a môže sa znova použiť na výrobu elektriny. Prebytočná para sa jednoducho recykluje do atmosféry, kde nie je škodlivá ako čistá voda.

Energia jadrovej reakcie má však vedľajší produkt vo forme rádioaktívneho materiálu. Rádioaktívny materiál je súbor nestabilných jadier. Tieto jadrá strácajú energiu a môžu ovplyvňovať mnohé materiály okolo nich, vrátane živých organizmov a životného prostredia. Rádioaktívny materiál môže byť extrémne toxický, spôsobuje ochorenie, zvyšuje riziko rakoviny, krvných porúch a rozpadu kostí.

Rádioaktívny odpad je to, čo zostalo z prevádzky jadrového reaktora.

Rádioaktívny odpad zahŕňa ochranné odevy pracovníkov, nástroje a látky, ktoré boli v kontakte s rádioaktívnym prachom. Rádioaktívny odpad je dlhotrvajúci. Materiály ako oblečenie a nástroje môžu zostať rádioaktívne po tisíce rokov. Vláda reguluje, ako sa tieto materiály likvidujú, aby nekontaminovali nič iné.

Použité palivo a tyče sú extrémne rádioaktívne. Používané uránové pelety sa musia skladovať v špeciálnych kontajneroch, ktoré vyzerajú ako veľké bazény.Niektoré prevádzky skladujú palivo, ktoré používajú, v nadzemných suchých skladovacích nádržiach.

Voda ochladzujúca palivo neprichádza do styku s rádioaktivitou a je teda bezpečná.

Sú známe aj také, ktoré majú trochu iný princíp fungovania.

Využívanie jadrovej energie a radiačná bezpečnosť

Kritici využívania jadrovej reakčnej energie sa obávajú, že zariadenia na skladovanie rádioaktívneho odpadu uniknú, prasknú alebo sa zrútia. Rádioaktívny materiál by potom mohol kontaminovať pôdu a podzemné vody v blízkosti miesta. To môže viesť k vážnym zdravotným problémom pre ľudí a živé organizmy v danej oblasti. Všetci ľudia by sa museli evakuovať.

Stalo sa to v Černobyle na Ukrajine v roku 1986. Výbuch pary v jednej z elektrární štvrtého jadrového reaktora ju zničil a vypukol požiar. Vytvoril sa oblak rádioaktívnych častíc, ktoré padali na zem alebo sa unášali vetrom a častice vstúpili do kolobehu vody v prírode ako dážď. Väčšina rádioaktívneho spadu dopadla v Bielorusku.

Environmentálne dôsledky černobyľskej katastrofy nastali okamžite. Kilometre okolo lokality borovicový les vyschol a červená farba mŕtvych borovíc vyslúžila tejto oblasti prezývku Červený les. Ryby z neďalekej rieky Pripjať sa stali rádioaktívnymi a ľudia ich už nebudú môcť jesť. Zomrel dobytok a kone. Po katastrofe bolo evakuovaných viac ako 100 000 ľudí, no počet ľudských obetí z Černobyľu je ťažké určiť.

Následky otravy žiarením sa prejavia až po mnohých rokoch. Pri chorobách, ako je rakovina, je ťažké určiť zdroj.

Budúcnosť jadrovej energie

Reaktory využívajú na výrobu energie štiepenie alebo štiepenie atómov.

Energia jadrovej reakcie môže byť tiež produkovaná fúziou alebo spájaním atómov dohromady. Vo výrobe. Slnko napríklad neustále podlieha jadrovej fúzii atómov vodíka za vzniku hélia. Keďže život na našej planéte závisí od Slnka, môžeme povedať, že štiepenie umožňuje život na Zemi.

Jadrové elektrárne zatiaľ nemajú schopnosť bezpečne a spoľahlivo vyrábať energiu prostredníctvom jadrovej fúzie (fúzie), no vedci jadrovú fúziu skúmajú, pretože tento proces bude pravdepodobne bezpečný a nákladovo efektívnejší ako alternatívna forma energie.

Energia jadrovej reakcie je obrovská a ľudia ju musia využívať. Výzvou na získanie tejto energie sú mnohé konkurenčné konštrukcie s rôznymi chladivami, prevádzkovými teplotami a tlakmi chladiacej kvapaliny, moderátormi atď., okrem množstva konštrukčných výkonov. Výrobné a prevádzkové skúsenosti budú teda hrať kľúčovú úlohu.

Závislosť väzbovej energie na nukleón od počtu nukleónov v jadre je znázornená v grafe.

Energia potrebná na rozdelenie jadra na jednotlivé nukleóny sa nazýva väzbová energia. Väzbová energia na nukleón nie je rovnaká pre rôzne chemické prvky a dokonca ani pre izotopy toho istého chemického prvku. Špecifická väzbová energia nukleónu v jadre sa pohybuje v priemere od 1 MeV pre ľahké jadrá (deutérium) do 8,6 MeV pre stredne ťažké jadrá (A≈100). Pre ťažké jadrá (A≈200) je špecifická väzbová energia nukleónu menšia ako pre jadrá s priemernou hmotnosťou, približne o 1 MeV, takže ich premena na jadrá s priemernou hmotnosťou (rozdelenie na 2 časti) je sprevádzaná uvoľnením energie v množstve asi 1 MeV na nukleón alebo asi 200 MeV na jadro. Transformácia ľahkých jadier na ťažšie jadrá poskytuje ešte väčší energetický zisk na nukleón. Napríklad reakcia medzi deutériom a tríciom

1 D²+ 1 T³→ 2 He 4 + 0 n 1

je sprevádzané uvoľnením energie 17,6 MeV, to znamená 3,5 MeV na nukleón.

Uvoľňovanie jadrovej energie

Sú známe exotermické jadrové reakcie, pri ktorých sa uvoľňuje jadrová energia.

Typicky sa na výrobu jadrovej energie používa reťazová reakcia jadrového štiepenia jadier uránu-235 alebo plutónia. Jadrá sa štiepia, keď ich zasiahne neutrón, čím vznikajú nové neutróny a štiepne fragmenty. Štiepne neutróny a štiepne fragmenty majú vysokú kinetickú energiu. V dôsledku zrážok úlomkov s inými atómami sa táto kinetická energia rýchlo mení na teplo.

Ďalším spôsobom uvoľnenia jadrovej energie je jadrová fúzia. V tomto prípade sa dve jadrá ľahkých prvkov spoja do jedného ťažkého. Takéto procesy prebiehajú na Slnku.

Mnohé atómové jadrá sú nestabilné. V priebehu času sa niektoré z týchto jadier spontánne premenia na iné jadrá, čím sa uvoľní energia. Tento jav sa nazýva rádioaktívny rozpad.

Aplikácie jadrovej energie

Energia fúzie sa využíva vo vodíkovej bombe.

Poznámky

pozri tiež

Odkazy

Medzinárodné dohody

  • Dohovor o včasnom oznámení jadrovej havárie (Viedeň, 1986)
  • Dohovor o fyzickej ochrane jadrového materiálu (Viedeň, 1979)
  • Viedenský dohovor o občianskoprávnej zodpovednosti za jadrové škody
  • Spoločný dohovor o bezpečnosti nakladania s vyhoretým palivom a bezpečnosti nakladania s rádioaktívnym odpadom

Literatúra

  • Clarfield, Gerald H. a William M. Wiecek (1984). Jadrová Amerika: Vojenská a civilná jadrová sila v Spojených štátoch 1940-1980, Harper & Row.
  • Cooke, Stephanie (2009). V smrteľných rukách: Varovná história jadrového veku, Black Inc.
  • Cravens Gwyneth Moc na záchranu sveta: Pravda o jadrovej energii. - New York: Knopf, 2007. - ISBN 0-307-26656-7
  • Elliott, David (2007). Jadrové alebo nie? Má jadrová energia miesto v udržateľnej energetickej budúcnosti?, Palgrave.
  • Falk, Jim (1982). Globálne štiepenie: Bitka o jadrovú energiu, Oxford University Press.
  • Ferguson, Charles D., (2007). Jadrová energia: vyváženie prínosov a rizík Rada pre zahraničné vzťahy.
  • Herbst, Alan M. a George W. Hopley (2007). Jadrová energia teraz: Prečo prišiel čas na svetovo najviac nepochopený zdroj energie, Wiley.
  • Schneider, Mycle, Steve Thomas, Antony Froggatt, Doug Koplow (august 2009). Správa o stave svetového jadrového priemyslu, Nemecké spolkové ministerstvo životného prostredia, ochrany prírody a bezpečnosti reaktorov.
  • Walker, J. Samuel (1992). Obsahujúce atóm: jadrová regulácia v meniacom sa prostredí, 1993-1971
  • Walker, J. Samuel (2004). Three Mile Island: Jadrová kríza v historickej perspektíve, Berkeley: University of California Press.
  • Weart, Spencer R. Vzostup jadrového strachu. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2012. ISBN 0-674-05233-1

Nadácia Wikimedia. 2010.

  • Kossman, Bernhard
  • Zimmerman, Albert Karl Heinrich

Pozrite si, čo je „jadrová energia“ v iných slovníkoch:

    JADROVÁ ENERGIA- (atómová energia) vnútorná energia atómových jadier uvoľnená pri jadrových premenách (jadrových reakciách). jadrová väzbová energia. hromadný defekt Nukleóny (protóny a neutróny) v jadre sú pevne držané jadrovými silami. Ak chcete odstrániť nukleón z jadra,... ... Veľký encyklopedický slovník

    JADROVÁ ENERGIA- (jadrová energia), vnútorná energie pri. jadro, uvoľnené pri jadrových premenách. Energia, ktorá sa musí vynaložiť na rozdelenie jadra na jednotlivé nukleóny, sa nazýva. jadrová väzbová energia?st. Toto je max. energia smerom k nebu môže byť uvoľnená.... Fyzická encyklopédia

    JADROVÁ ENERGIA- JADROVÁ ENERGIA, ENERGIA uvoľnená počas jadrovej reakcie v dôsledku premeny HMOTY na energiu, ako je opísané v rovnici: E=mс2 (kde E je energia, m je hmotnosť, c je rýchlosť svetla); odvodil ju A. EINSTEIN vo svojej TEÓRII RELATIVITY.... ... Vedecko-technický encyklopedický slovník

    JADROVÁ ENERGIA- (jadrová energia) pozri () () ... Veľká polytechnická encyklopédia

    JADROVÁ ENERGIA- (atómová energia), vnútorná energia atómových jadier uvoľnená pri určitých jadrových reakciách. Využitie jadrovej energie je založené na realizácii reťazových reakcií štiepenia ťažkých jadier a termonukleárnych fúznych reakcií ľahkých jadier (pozri... ... Moderná encyklopédia