Atomske stanice. Nuklearne elektrane Ukrajine. Atomske postaje Rusije

Suvremene potrebe čovječanstva u energiji rastu pod velikim tempom. Njegovi izdaci se povećavaju za osvjetljavanje gradova, za industrijske i druge potrebe nacionalnog gospodarstva. Sukladno tome, sve više čađe iz spaljene ugljena i loživog ulja baca se u atmosferu, intenzitet staklenika se pojačava. Osim toga, u zadnjih nekoliko godina bilo je više govora o puštanju u pogon električnih vozila, što će također pridonijeti povećanju potrošnje električne energije.

Nažalost, hidroelektrane za okoliš ne mogu pokriti takve velike potrebe, a daljnje povećanje broja TE-a i CHPP-a jednostavno nije izvedivo. Što učiniti u ovom slučaju? I zaista nema baš ništa za izabrati: nuklearne elektrane, kada se pravilno upravljaju, izvrstan su način izlaska iz energetske slijepe ulice.

Unatoč onome što se dogodilo u Černobilu, čak i svjesni nedavnih japanskih propusta, znanstvenici širom svijeta priznaju da je mirni atom jedino rješenje za približnu energetsku krizu do sada. Široko oglašavani alternativni izvori energije ne daju ni stotinu dijela količine električne energije koju svijet treba svakodnevno.

Osim toga, čak i eksplozija nuklearne elektrane u Černobilu nije uzrokovalo okoliš i stotinu dijela štete, što je istaknuto čak i jednim padom na platformi za proizvodnju nafte. Incident s BP-om živa je potvrda.

Načelo rada nuklearnog reaktora

Izvor topline su gorivi elementi - TVEL. Zapravo, to je cijev od cirkonijske legure, koja je slabo podložna degeneraciji čak iu zoni aktivne fisije atoma. Unutra, postoje tablete uranija dioksida ili gritova iz legure urana i molibdena. Unutar reaktora, ove cijevi se montiraju u sklopove, od kojih svaka sadrži 18 elemenata goriva.

Ukupni sklopovi mogu biti gotovo dvije tisuće, a nalaze se u kanalima unutar grafitnog ziđa. Razvija se toplina koja se prikuplja pomoću rashladnog sredstva, au modernim nuklearnim elektranama postoje dva kruga cirkulacije. U drugom, voda ne utječe na reaktorsku jezgru na bilo koji način, što značajno povećava sigurnost strukture kao cjeline. Reaktor se nalazi u osovini, a za grafitne zidove nastaje posebna kapsula iste cirkonijske legure (debljine 30 mm).

Cijela konstrukcija temelji se na izuzetno masivnoj podlozi betona visoke čvrstoće, pod kojom se nalazi bazen. Služi za hlađenje nuklearnog goriva u slučaju nesreće.

Načelo rada je jednostavno: TVEL-ovi se zagrijavaju, topline od njih prenose na primarnu rashladnu tekućinu (tekući natrij, deuterij), nakon čega se energija prenosi u sekundarni krug, unutar kojeg voda cirkulira pod ogromnim pritiskom. Ona se odmah kuha, a parna pare generatori turbina. Nakon toga, para ulazi u kondenzatorske uređaje, vraća se u tekuće stanje, a zatim se vraća u sekundarni krug.

Povijest stvaranja

U drugoj polovici četrdesetih godina prošlog stoljeća u SSSR-u su se uložili svi napori u stvaranju projekata mirnog korištenja atomske energije. Poznati akademik Kurchatov, koji je govorio na redovitom sastanku Središnjeg odbora CPSU, predložio je korištenje atomske energije u proizvodnji električne energije u kojoj je zemlja, obnovljena nakon strašnog rata, bila u strašnoj potrebi.

Godine 1950. započela je izgradnja nuklearne elektrane (prva na svijetu, usput) koja je položena u selu Obninskoye u regiji Kaluga. U četiri godine uspješno je pokrenuta ova postaja, koja je imala kapacitet od 5 MW. Jedinstvenost događaja je i činjenica da je naša zemlja postala prva država na svijetu koja je učinkovito iskoristila atom isključivo za miroljubive svrhe.

Nastavak rada

Već 1958. godine započeo je rad na dizajnu sibirske nuklearne elektrane. Kapacitet dizajna povećan je odjednom za 20 puta i iznosi 100 MW. Ali jedinstvenost situacije nije ni to. Kada je stanica bila predana, njegov je izlaz bio 600 MW. Znanstvenici su uspjeli samo poboljšati projekt u samo nekoliko godina, a nedavno je takva djelotvornost izgledala nemoguće.

Međutim, nuklearne elektrane na području Unije tada nisu bile gora od gljiva. Dakle, nekoliko godina nakon što je Sibirski, pokrenut je Beloyarsk NPP. Uskoro je u Voronezhu sagrađena stanica. Godine 1976. pokrenuta je nuklearna elektrana Kursk , čiji su reaktori ozbiljno modernizirani 2004. godine.

Općenito, nuklearne elektrane su izgrađene na planirani način tijekom poslijeratnog razdoblja. Samo katastrofa u Černobilu mogla bi usporiti taj proces.

Kako su stvari bile u inozemstvu

Ne treba smatrati da su takva kretanja provedena isključivo u našoj zemlji. Britanci su bili svjesni koliko bi mogli biti važne nuklearne elektrane, pa su stoga aktivno radile u tom smjeru. Tako su već 1952. pokrenuli vlastiti projekt razvoja i izgradnje nuklearnih elektrana. Četiri godine kasnije grad Calder Hall postao je prvi engleski nuklearni grad s vlastitom elektranom od 46 MW. Godine 1955. otvorio je nuklearnu elektranu u američkom gradu Shippingport. Snaga je bila jednaka 60 MW. Od tada su nuklearne elektrane počele svoje trijumfalno ožujak diljem svijeta.

Prijetnje mirnog atoma

Prva euforija od uvjetovanja atoma uskoro je zamijenjena tjeskobom i strahom. Naravno, najgora katastrofa bila je nuklearna elektrana u Černobilu, ali postojala je postrojenje Mayak, nuklearne reaktorske nesreće u nuklearnoj podmornici i drugi incidenti, od kojih mnogi nikada nećemo znati. Posljedice tih nezgoda uzrokovale su ljude da razmišljaju o podizanju razine kulture korištenja nuklearne energije. Osim toga, čovječanstvo je ponovno shvatilo da ne može izdržati spontane sile prirode.

Mnogi svjetionici svjetske znanosti odavno su razgovarali o tome kako nuklearne elektrane učiniti sigurnijima. U Moskvi 1989. godine okupljena je Svjetska skupština, nakon rezultata sastanka, doneseni su zaključci o potrebi radikalnog zatvaranja nadzora nad nuklearnom energijom.

Danas svjetska zajednica pažljivo prati kako se poštuju svi ti sporazumi. Međutim, nikakva opažanja i kontrola ne mogu spasiti od prirodnih katastrofa ili banalne gluposti. To je još jednom potvrđeno nesrećom na Fukushima-1, što je rezultiralo stotinama milijuna tona radioaktivne vode izlijevane u Tihi ocean. Općenito, Japan, nuklearna elektrana u kojoj - jedini način da se osigura ogromne potrebe industrije i stanovništva električne energije, iz izgradnje programa, NPP nije odbio.

klasifikacija

Svi atomi mogu se klasificirati prema vrsti proizvedene energije, a također i na model njihovog reaktora. Također se uzima u obzir stupanj sigurnosti, vrsta gradnje i druge važne parametre.

Tako se dijele prema vrsti proizvedene energije:

• Nuklearne elektrane. Jedina energija koja se stvara na njima je električna energija.
• Atomske termoelektrane. Osim struje, ti objekti također proizvode toplinu, što ih čini posebno vrijednim za smještaj u sjevernim gradovima. Tamo, rad nuklearne elektrane može dramatično smanjiti ovisnost regije o opskrbi gorivima iz drugih područja.

Gorivo i druga svojstva

Najčešći su nuklearni reaktori, kao gorivo za koje se koristi obogaćeni uran. Nosač topline - lagana voda. Takvi reaktori nazivaju se lagana voda, a razlikuju ih se dvije vrste. U prvom slučaju, pare koja služi za okretanje turbina formirana je u jezgri reaktora.

Za formiranje pare u drugom slučaju je sustav toplotnog hlađenja, kroz koji voda ne teče u jezgru. Usput, razvoj ovog sustava započeo je već u 50-im godinama prošlog stoljeća, a osnova za njega služila je kao američki vojni razvoj. U isto vrijeme, u SSSR-u je projektiran reaktor prvog tipa, ali sa sustavom usporavanja u ulozi grafitnih šipki.

Tako se pojavio plinski rashladni reaktor, kojeg koriste mnoge nuklearne elektrane u Rusiji. Brzo ubrzanje izgradnje postaja ovog modela bila je posljedica činjenice da su reaktori kao nusproizvod proizveli plutonij. Osim toga, čak i konvencionalni prirodni uranij je pogodan kao gorivo za takvu vrstu, čiji talozi u našoj zemlji su vrlo veliki.

Druga vrsta reaktora, koja je naširoko koristi u svijetu, model je s teškom vodom i prirodnim uranijem kao gorivom. Isprva su takvi modeli stvorili gotovo sve zemlje koje su imale pristup nuklearnim reaktorima, ali danas je Kanada jedan od njihovih eksploatacija, u dubinama od kojih su najbogatiji naslage prirodnog urana.

Kako su se reaktori poboljšali?

Prvo, obični čelik je upotrijebljen za izradu omotnica cijevi za gorivo i kružnih kanala. U to vrijeme još nije bilo poznato o cirkonijskim legurama koje su za takve svrhe puno bolje. Reaktor je ohlađen vodom isporučenom pod tlakom od 10 atmosfera.

Paraje oslobođene u ovom trenutku imale su temperaturu od 280 stupnjeva. Svi su kanali u kojima su postavljeni TVEL bili uklonjivi, budući da ih je trebalo zamijeniti relativno često. Činjenica je da se na području aktivnosti nuklearnog goriva materijali brzo podvrgavaju deformaciji i uništenju. Općenito, konstruktivni elementi u jezgri projektirani su već 30 godina, ali u takvim slučajevima optimizam je neprihvatljiv.

šipke goriva

U ovom slučaju, znanstvenici su odlučili koristiti verziju jednostranim cjevastim hlađenjem. Takav dizajn oštro smanjuje šanse za dobivanje fisijskih proizvoda u krugu izmjene topline čak iu slučaju oštećenja gorivog elementa. Isto nuklearno gorivo je legura urana i molibdena. Ovo rješenje omogućilo je stvaranje relativno jeftine i pouzdane opreme koja može funkcionirati stabilno čak iu uvjetima značajno povećane temperature.

Černobil

Ironično, zloglasni Černobil, čija je nuklearna elektrana postala simbolom tehogenih katastrofa prošlog stoljeća, bio je pravi trijumf znanosti. U to vrijeme najnaprednije tehnologije korištene su u njegovoj konstrukciji i dizajnu. Kapacitet samog reaktora iznosio je 3.200 MW. Gorivo je također bilo novo: po prvi put, u Černobilu je upotrijebljen obogaćeni uranijev dioksid prirodnog urana. Jedna tona goriva sadrži samo 20 kilograma urana 235. Ukupno je 180 t urana dioksida punilo gorivo u reaktor. Do sada nije točno poznato tko je i za koju svrhu odlučio provesti eksperiment na stanici, što je u suprotnosti sa svim mogućim sigurnosnim pravilima.

Nuklearne elektrane u Rusiji

Ako se ne radi o katastrofi u Černobilu, u našoj zemlji (najvjerojatnije) program na najširem i najraširenijoj izgradnji nuklearnih elektrana nastavit će se. U svakom slučaju, takav je pristup planiran u SSSR-u.

Općenito, odmah nakon Černobila, mnogi programi su počeli masovno smanjiti, što je odmah dovelo do povećanja cijena za mnoge "ekološki prihvatljive" ocjene nositelja topline. Na mnogim područjima, bili su prisiljeni vratiti se u izgradnju CHP postrojenja, koja (uključujući) rade čak i na ugljen, i dalje monstruozno zagaditi atmosferu velikih gradova.

Sredinom 2000-ih vlada je ipak shvatila potrebu za razvojem nuklearnog programa, jer bez toga nije jednostavno osigurati potrebnu energiju mnogim područjima naše zemlje.

Koliko nuklearne elektrane danas imamo u zemlji? Samo deset. Da, to su sve nuklearne elektrane u Rusiji. Ali čak i taj broj generira više od 16% energije koju konzumiraju naši građani. Kapacitet svih 33 pogonske jedinice koje rade u strukturi tih nuklearnih elektrana je 25,2 GW. Gotovo 37% potreba naših sjevernih područja električne energije pokriveno je nuklearnim elektranama.

Jedna od najpoznatijih je nuklearna elektrana Lenjingrad, sagrađena 1973. godine. Trenutno se nastavlja intenzivna izgradnja druge faze, koja će omogućiti povećanje izlazne snage (4 000 MW) najmanje dva puta.

Ukrajinske nuklearne elektrane

Sovjetski je savez učinio mnogo, uključujući i za razvoj energije u republikama Unije. Primjerice, Litva je u jednom trenutku dobila ne samo izvrsnu infrastrukturu i puno industrijskih poduzeća, već i Ignalinu NPP, koja je do 2005. godine bila pravi "Pileći Ryaba", pružajući gotovo cijelu baltičku regiju jeftin (i njen!) Energija.

No, glavni je dar bio Ukrajini, koji je istodobno dobio četiri elektrane. Zapadždaja NPP općenito je najmoćnija u Europi, istodobno daje 6 GW energije. Općenito, ukrajinske nuklearne elektrane daju mu mogućnost pružanja električne energije, nego se ne mogu pohvaliti u istoj Litvi.

Sada djeluju sve iste četiri postaje: Zaporozhye, Rivne, Južno-ukrajinski i Khmelnytsky. Suprotno uvriježenom mišljenju, treći blok Černobilske nuklearne elektrane nastavio je raditi do 2000. godine, opskrbljujući regiju električnom energijom. Trenutno 46 posto ukrajinske električne energije proizvodi ukrajinske nuklearne elektrane.

Čudne političke ambicije vlasti u zemlji dovele su do činjenice da je 2011. godine odlučeno zamijeniti ruske TVEL-ove s američkim. Eksperiment je potpuno propustio, a ukrajinska industrija pretrpjela je gotovo 200 milijuna dolara.

planovi

Danas, diljem svijeta, ponovno se prisjećaju prednosti mirnog atoma. Cijeli grad može se isporučiti s energijom male i primitivne nuklearne elektrane koja godišnje troši oko 2 tone goriva. Koliko ćete morati gorjeti plin ili ugljen u istom razdoblju? Dakle, izgledi za tehnologiju su ogromni: energetski nositelji tradicionalnih vrsta stalno rastu u cijeni, a njihov se broj smanjuje.