Ατομική ενέργεια εν συντομία. Πυρηνική δύναμη. Η κατάσταση της πυρηνικής ενέργειας στον κόσμο

Μέσα στα επόμενα 50 χρόνια, η ανθρωπότητα θα καταναλώσει περισσότερη ενέργεια από ό,τι έχει χρησιμοποιηθεί σε όλη την προηγούμενη ιστορία. Προηγούμενες προβλέψεις για τον ρυθμό αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας και την ανάπτυξη νέων ενεργειακών τεχνολογιών δεν έχουν υλοποιηθεί: το επίπεδο κατανάλωσης αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα και οι νέες πηγές ενέργειας θα αρχίσουν να λειτουργούν σε βιομηχανική κλίμακα και σε ανταγωνιστικές τιμές το νωρίτερο το 2030. Το πρόβλημα της έλλειψης ορυκτών ενεργειακών πόρων γίνεται όλο και πιο οξύ. Οι δυνατότητες κατασκευής νέων υδροηλεκτρικών σταθμών είναι επίσης πολύ περιορισμένες.

Μην ξεχνάτε την καταπολέμηση του «φαινόμενου του θερμοκηπίου», που επιβάλλει περιορισμούς στην καύση πετρελαίου, φυσικού αερίου και άνθρακα σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς (ΤΡΡ). Η λύση στο πρόβλημα μπορεί να είναι η ενεργή ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, ενός από τους νεότερους και ταχύτερα αναπτυσσόμενους τομείς της παγκόσμιας οικονομίας. Ένας αυξανόμενος αριθμός χωρών έρχεται σήμερα στην ανάγκη να ξεκινήσει η ανάπτυξη ενός ειρηνικού ατόμου.

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της πυρηνικής ενέργειας;

Τεράστια ενεργειακή ένταση

1 κιλό ουρανίου που χρησιμοποιείται στα πυρηνικά καύσιμα, όταν καίγεται πλήρως, απελευθερώνει ενέργεια που ισοδυναμεί με την καύση 100 τόνων άνθρακα υψηλής ποιότητας.

Επαναχρησιμοποίηση

Το ουράνιο-235 δεν καίγεται πλήρως στο πυρηνικό καύσιμο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ξανά μετά την αναγέννηση. Στο μέλλον, είναι δυνατή μια πλήρης μετάβαση σε έναν κλειστό κύκλο καυσίμου, πράγμα που σημαίνει την πλήρη απουσία απορριμμάτων.

Μείωση του φαινομένου του θερμοκηπίου

Κάθε χρόνο, οι πυρηνικοί σταθμοί στην Ευρώπη αποφεύγουν την εκπομπή 700 εκατομμυρίων τόνων CO2. Οι λειτουργικοί πυρηνικοί σταθμοί της Ρωσίας εμποδίζουν ετησίως την έκλυση 210 εκατομμυρίων τόνων διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.

Εκείνοι. σε εκείνες τις βιομηχανικές χώρες όπου δεν υπάρχουν αρκετοί φυσικοί ενεργειακοί πόροι. Αυτές οι χώρες παράγουν το ένα τέταρτο και το μισό της ηλεκτρικής τους ενέργειας από πυρηνικούς σταθμούς. Οι ΗΠΑ παράγουν μόνο το ένα όγδοο της ηλεκτρικής τους ενέργειας από πυρηνικούς σταθμούς, αλλά αυτό είναι περίπου το ένα πέμπτο της παγκόσμιας ενέργειας.

Η πυρηνική ενέργεια παραμένει αντικείμενο έντονης συζήτησης. Οι υποστηρικτές και οι αντίπαλοι της πυρηνικής ενέργειας διαφέρουν έντονα στις εκτιμήσεις τους για την ασφάλεια, την αξιοπιστία και την οικονομική της απόδοση. Επιπλέον, υπάρχει ευρέως διαδεδομένη ανησυχία ότι το πυρηνικό καύσιμο μπορεί να διαρρεύσει από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή πυρηνικών όπλων.

Κύκλος πυρηνικού καυσίμου.

Η πυρηνική ενέργεια είναι μια σύνθετη βιομηχανία που περιλαμβάνει πολλές βιομηχανικές διεργασίες που μαζί σχηματίζουν τον κύκλο του καυσίμου. Υπάρχουν διάφοροι τύποι κύκλων καυσίμου, ανάλογα με τον τύπο του αντιδραστήρα και τον τρόπο με τον οποίο προχωρά το τελικό στάδιο του κύκλου.

Συνήθως, ο κύκλος καυσίμου αποτελείται από τις ακόλουθες διαδικασίες. Τα ορυχεία παράγουν μετάλλευμα ουρανίου. Το μετάλλευμα συνθλίβεται για να διαχωριστεί το διοξείδιο του ουρανίου και τα ραδιενεργά απόβλητα απορρίπτονται. Το προκύπτον οξείδιο του ουρανίου (κίτρινο κέικ) μετατρέπεται σε εξαφθοριούχο ουράνιο, μια αέρια ένωση. Για να αυξηθεί η συγκέντρωση του ουρανίου-235, το εξαφθοριούχο ουράνιο εμπλουτίζεται σε μονάδες διαχωρισμού ισοτόπων. Το εμπλουτισμένο ουράνιο στη συνέχεια μετατρέπεται ξανά σε στερεό διοξείδιο του ουρανίου, από το οποίο παράγονται σφαιρίδια καυσίμου. Τα στοιχεία καυσίμου (στοιχεία καυσίμου) συναρμολογούνται από πέλλετ, τα οποία συνδυάζονται σε συγκροτήματα για εισαγωγή στον πυρήνα ενός πυρηνικού αντιδραστήρα ενός πυρηνικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής. Το αναλωμένο καύσιμο που εξάγεται από τον αντιδραστήρα έχει υψηλό επίπεδο ακτινοβολίας και, μετά την ψύξη στο έδαφος του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, αποστέλλεται σε ειδική εγκατάσταση αποθήκευσης. Προβλέπει επίσης τη διάθεση απορριμμάτων με χαμηλά επίπεδα ακτινοβολίας που συσσωρεύονται κατά τη λειτουργία και συντήρηση του σταθμού. Στο τέλος της διάρκειας ζωής, ο ίδιος ο αντιδραστήρας πρέπει να παροπλιστεί (με απολύμανση και απόρριψη των μονάδων του αντιδραστήρα). Κάθε στάδιο του κύκλου καυσίμου ρυθμίζεται με τέτοιο τρόπο ώστε να διασφαλίζεται η ασφάλεια των ανθρώπων και η προστασία του περιβάλλοντος.

Πυρηνικοί αντιδραστήρες.

Οι βιομηχανικοί πυρηνικοί αντιδραστήρες αναπτύχθηκαν αρχικά μόνο σε χώρες με πυρηνικά όπλα. Οι ΗΠΑ, η ΕΣΣΔ, η Μεγάλη Βρετανία και η Γαλλία διερεύνησαν ενεργά διάφορες παραλλαγές πυρηνικών αντιδραστήρων. Ωστόσο, στη συνέχεια, τρεις κύριοι τύποι αντιδραστήρων άρχισαν να κυριαρχούν στη βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας, που διαφέρουν κυρίως ως προς το καύσιμο, το ψυκτικό που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της επιθυμητής θερμοκρασίας του πυρήνα και τον μετριαστή που χρησιμοποιείται για τη μείωση της ταχύτητας των νετρονίων που απελευθερώνονται κατά τη διαδικασία διάσπασης και είναι απαραίτητος για τη διατήρηση μια αλυσιδωτή αντίδραση.

Μεταξύ αυτών, ο πρώτος (και πιο συνηθισμένος) τύπος είναι ο αντιδραστήρας εμπλουτισμένου ουρανίου, στον οποίο τόσο το ψυκτικό όσο και ο συντονιστής είναι συνηθισμένο ή «ελαφρύ» νερό (αντιδραστήρας ελαφρού νερού). Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αντιδραστήρα ελαφρού νερού: ένας αντιδραστήρας στον οποίο ο ατμός που οδηγεί τους στρόβιλους παράγεται απευθείας στον πυρήνα (αντιδραστήρας βραστό νερό) και ένας αντιδραστήρας στον οποίο παράγεται ατμός σε ένα εξωτερικό ή δεύτερο κύκλωμα συνδεδεμένο με το πρωτεύον κύκλωμα από εναλλάκτες θερμότητας και γεννήτριες ατμού (αντιδραστήρας ισχύος νερού - νερού - VVER). Η ανάπτυξη ενός αντιδραστήρα ελαφρού νερού ξεκίνησε ήδη από τα προγράμματα του αμερικανικού στρατού. Έτσι, τη δεκαετία του 1950, οι εταιρείες General Electric και Westinghouse ανέπτυξαν αντιδραστήρες ελαφρού νερού για υποβρύχια και αεροπλανοφόρα του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ. Αυτές οι εταιρείες συμμετείχαν επίσης στην υλοποίηση στρατιωτικών προγραμμάτων για την ανάπτυξη τεχνολογιών για την αναγέννηση και τον εμπλουτισμό πυρηνικών καυσίμων. Την ίδια δεκαετία, στη Σοβιετική Ένωση αναπτύχθηκε ο αντιδραστήρας βραστό νερό με μέτριο γραφίτη.

Ο δεύτερος τύπος αντιδραστήρα που έχει βρει πρακτική εφαρμογή είναι ένας αερόψυκτος αντιδραστήρας (με συντονιστή γραφίτη). Η δημιουργία του συνδέθηκε επίσης στενά με πρώιμα προγράμματα ανάπτυξης πυρηνικών όπλων. Στα τέλη της δεκαετίας του 1940 και στις αρχές της δεκαετίας του 1950, η Μεγάλη Βρετανία και η Γαλλία, σε μια προσπάθεια να κατασκευάσουν τις δικές τους ατομικές βόμβες, επικεντρώθηκαν στην ανάπτυξη αερόψυκτων αντιδραστήρων που παράγουν πλουτώνιο υψηλής ποιότητας και μπορούν επίσης να λειτουργήσουν με φυσικό ουράνιο.

Ένας τρίτος τύπος αντιδραστήρα που ήταν εμπορικά επιτυχημένος είναι αυτός στον οποίο τόσο το ψυκτικό όσο και ο συντονιστής είναι βαρύ νερό και το καύσιμο είναι επίσης φυσικό ουράνιο. Στην αρχή της πυρηνικής εποχής, τα πιθανά οφέλη ενός αντιδραστήρα βαρέος νερού διερευνήθηκαν σε πολλές χώρες. Ωστόσο, τότε η παραγωγή τέτοιων αντιδραστήρων συγκεντρώθηκε κυρίως στον Καναδά, εν μέρει λόγω των τεράστιων αποθεμάτων ουρανίου του.

Ανάπτυξη της πυρηνικής βιομηχανίας.

Μετά τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο, δεκάδες δισεκατομμύρια δολάρια επενδύθηκαν στη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο τον κόσμο. Αυτή η οικοδομική έκρηξη τροφοδοτήθηκε από την ταχεία αύξηση της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια, με ρυθμό που ξεπερνά κατά πολύ την αύξηση του πληθυσμού και του εθνικού εισοδήματος. Η κύρια εστίαση ήταν στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς (ΤΡΡ) που λειτουργούν με άνθρακα και, σε μικρότερο βαθμό, με πετρέλαιο και φυσικό αέριο, καθώς και σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς. σταθμός πυρηνικής ενέργειας βιομηχανικού τύπουπριν από το 1969 δεν ήταν. Μέχρι το 1973, σχεδόν όλες οι βιομηχανικές χώρες είχαν εξαντλήσει τους πόρους της μεγάλης κλίμακας υδροηλεκτρικής ενέργειας. Η άνοδος των τιμών της ενέργειας μετά το 1973, η ταχεία αύξηση της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια και η αυξανόμενη ανησυχία για την πιθανότητα απώλειας της ανεξαρτησίας της εθνικής ενεργειακής βιομηχανίας συνέβαλαν στην καθιέρωση της άποψης για την πυρηνική ενέργεια ως τη μόνη βιώσιμη εναλλακτική πηγή ενέργειας για το ορατό μέλλον. Το αραβικό εμπάργκο πετρελαίου του 1973-1974 οδήγησε σε ένα επιπλέον κύμα παραγγελιών και αισιόδοξων προβλέψεων για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας.

Αλλά κάθε επόμενο έτος έκανε τις δικές του προσαρμογές σε αυτές τις προβλέψεις. Από τη μια πλευρά, η πυρηνική ενέργεια είχε τους υποστηρικτές της σε κυβερνήσεις, στη βιομηχανία ουρανίου, σε ερευνητικά εργαστήρια και σε ισχυρές εταιρείες ενέργειας. Από την άλλη, προέκυψε μια έντονη αντίθεση, στην οποία ενώθηκαν ομάδες που υπερασπίζονται τα συμφέροντα του πληθυσμού, την καθαριότητα του περιβάλλοντος και τα δικαιώματα των καταναλωτών. Η διαμάχη, η οποία συνεχίζεται μέχρι σήμερα, έχει επικεντρωθεί κυρίως στις βλαβερές συνέπειες των διαφόρων σταδίων του κύκλου του καυσίμου. περιβάλλον, την πιθανότητα ατυχημάτων στον αντιδραστήρα και τους πιθανές συνέπειες, η οργάνωση κατασκευής και λειτουργίας αντιδραστήρων, αποδεκτές επιλογές για τη διάθεση πυρηνικών αποβλήτων, η πιθανότητα δολιοφθοράς και τρομοκρατικών επιθέσεων σε πυρηνικούς σταθμούς, καθώς και θέματα αυξανόμενων εθνικών και διεθνών προσπαθειών στον τομέα της μη διάδοσης των πυρηνικών όπλα.

Θέματα ασφάλειας.

Η καταστροφή του Τσερνομπίλ και άλλα ατυχήματα πυρηνικού αντιδραστήρα στις δεκαετίες του 1970 και του 1980, μεταξύ άλλων, κατέστησαν σαφές ότι τέτοια ατυχήματα είναι συχνά απρόβλεπτα. Για παράδειγμα, στο Τσερνόμπιλ, ο αντιδραστήρας της Μονάδας 4 υπέστη σοβαρές ζημιές ως αποτέλεσμα της αύξησης της ισχύος που σημειώθηκε κατά τη διάρκεια ενός προγραμματισμένου τερματισμού λειτουργίας. Ο αντιδραστήρας βρισκόταν σε τσιμεντένιο κέλυφος και ήταν εξοπλισμένος με σύστημα ψύξης έκτακτης ανάγκης και άλλα σύγχρονα συστήματαασφάλεια. Αλλά ποτέ δεν πέρασε από το μυαλό κανενός ότι όταν ο αντιδραστήρας ήταν απενεργοποιημένος, θα μπορούσε να συμβεί μια απότομη αύξηση της ισχύος και το αέριο υδρογόνο που σχηματίστηκε στον αντιδραστήρα μετά από μια τέτοια κύμα, αναμεμειγμένο με αέρα, θα εκραγεί με τέτοιο τρόπο που θα καταστρέψει το κτίριο του αντιδραστήρα . Ως αποτέλεσμα του δυστυχήματος, περισσότεροι από 30 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους, περισσότεροι από 200.000 άνθρωποι στο Κίεβο και τις γειτονικές περιοχές δέχθηκαν μεγάλες δόσεις ραδιενέργειας και η πηγή της παροχής νερού του Κιέβου μολύνθηκε. Στα βόρεια του σημείου της συντριβής - ακριβώς στο μονοπάτι του νέφους ακτινοβολίας - βρίσκονται οι τεράστιοι βάλτοι Pripyat, οι οποίοι είναι ζωτικής σημασίας για την οικολογία της Λευκορωσίας, της Ουκρανίας και της δυτικής Ρωσίας.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι βιομηχανίες που κατασκευάζουν και λειτουργούν πυρηνικούς αντιδραστήρες αντιμετώπισαν επίσης πολλά ζητήματα ασφάλειας που επιβράδυνσαν την κατασκευή, ανάγκασαν πολλές αλλαγές στα πρότυπα σχεδιασμού και λειτουργίας και ανέβασαν το κόστος και το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας. Φαίνεται ότι υπήρξαν δύο κύριες πηγές αυτών των δυσκολιών. Ένα από αυτά είναι η έλλειψη γνώσης και εμπειρίας σε αυτή τη νέα βιομηχανία ενέργειας. Το άλλο είναι η ανάπτυξη της τεχνολογίας πυρηνικών αντιδραστήρων, στην πορεία της οποίας προκύπτουν νέα προβλήματα. Παραμένουν όμως τα παλιά, όπως η διάβρωση των σωλήνων της γεννήτριας ατμού και το ράγισμα των αγωγών των αντιδραστήρων βραστό νερό. Άλλα προβλήματα ασφαλείας, όπως ζημιές που προκαλούνται από απότομες αλλαγές στη ροή του ψυκτικού, δεν έχουν επιλυθεί πλήρως.

Οικονομικά της πυρηνικής ενέργειας.

Οι επενδύσεις στην πυρηνική ενέργεια, όπως και οι επενδύσεις σε άλλους τομείς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, δικαιολογούνται οικονομικά εάν πληρούνται δύο προϋποθέσεις: το κόστος ανά κιλοβατώρα δεν υπερβαίνει αυτό της φθηνότερης εναλλακτικής μεθόδου παραγωγής και η αναμενόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας είναι αρκετά υψηλή ότι η παραγόμενη ενέργεια μπορεί να πωληθεί.σε τιμή που υπερβαίνει το κόστος της. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, οι παγκόσμιες οικονομικές προοπτικές φαινόταν πολύ ευνοϊκές για την πυρηνική ενέργεια, καθώς τόσο η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια όσο και οι τιμές των κύριων καυσίμων, του άνθρακα και του πετρελαίου, αυξάνονταν ραγδαία. Όσον αφορά το κόστος κατασκευής ενός πυρηνικού σταθμού, σχεδόν όλοι οι ειδικοί ήταν πεπεισμένοι ότι θα ήταν σταθερό ή ακόμη και θα άρχιζε να μειώνεται. Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του 1980, έγινε σαφές ότι αυτές οι εκτιμήσεις ήταν λανθασμένες: η αύξηση της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια σταμάτησε, οι τιμές των φυσικών καυσίμων όχι μόνο δεν αυξήθηκαν πια, αλλά άρχισαν ακόμη και να μειώνονται και η κατασκευή πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής πολύ πιο ακριβό από το αναμενόμενο στην πιο απαισιόδοξη πρόβλεψη. Ως αποτέλεσμα, η πυρηνική ενέργεια παντού εισήλθε σε μια περίοδο σοβαρών οικονομικών δυσκολιών και ήταν πιο σοβαρές στη χώρα όπου ξεκίνησε και αναπτύχθηκε πιο εντατικά - στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Αν ξοδέψεις συγκριτική ανάλυσηοικονομία της πυρηνικής ενέργειας στις Ηνωμένες Πολιτείες, γίνεται σαφές γιατί αυτή η βιομηχανία έχει χάσει την ανταγωνιστικότητά της. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1970, το κόστος των πυρηνικών σταθμών έχει αυξηθεί απότομα. Το κόστος μιας συμβατικής μονάδας ΣΗΘ αποτελείται από άμεσες και έμμεσες επενδύσεις κεφαλαίου, κόστος καυσίμων, λειτουργικό κόστος και κόστος ενέργειας. Συντήρηση. Κατά τη διάρκεια ζωής ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού με καύση άνθρακα, το κόστος των καυσίμων είναι κατά μέσο όρο 50-60% του συνόλου του κόστους. Στην περίπτωση των πυρηνικών σταθμών, κυριαρχούν οι επενδύσεις κεφαλαίου, οι οποίες αντιπροσωπεύουν περίπου το 70% του συνολικού κόστους. Το κόστος κεφαλαίου των νέων πυρηνικών αντιδραστήρων, κατά μέσο όρο, υπερβαίνει κατά πολύ το κόστος καυσίμων διάρκειας ζωής των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα, αναιρώντας το όφελος της εξοικονόμησης καυσίμου στην περίπτωση των πυρηνικών σταθμών.

Προοπτικές για την πυρηνική ενέργεια.

Μεταξύ εκείνων που επιμένουν στην ανάγκη συνέχισης της αναζήτησης ασφαλών και οικονομικών τρόπων ανάπτυξης της πυρηνικής ενέργειας, διακρίνονται δύο κύριες κατευθύνσεις. Οι υποστηρικτές του πρώτου πιστεύουν ότι όλες οι προσπάθειες πρέπει να επικεντρωθούν στην εξάλειψη της δυσπιστίας του κοινού για την ασφάλεια της πυρηνικής τεχνολογίας. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν νέοι αντιδραστήρες που να είναι ασφαλέστεροι από τους υπάρχοντες αντιδραστήρες ελαφρού νερού. Δύο τύποι αντιδραστήρων παρουσιάζουν ενδιαφέρον εδώ: ένας "τεχνολογικά εξαιρετικά ασφαλής" αντιδραστήρας και ένας "αρθρωτός" αντιδραστήρας υψηλής θερμοκρασίας αερόψυκτου.

Το πρωτότυπο ενός αρθρωτού αερόψυκτου αντιδραστήρα αναπτύχθηκε στη Γερμανία, καθώς και στις ΗΠΑ και την Ιαπωνία. Σε αντίθεση με έναν αντιδραστήρα ελαφρού νερού, ο σχεδιασμός ενός αρθρωτού αερόψυκτου αντιδραστήρα είναι τέτοιος ώστε η ασφάλεια της λειτουργίας του να διασφαλίζεται παθητικά - χωρίς άμεσες ενέργειες χειριστών ή ηλεκτρικά ή μηχανικό σύστημαΠΡΟΣΤΑΣΙΑ. Σε τεχνολογικά εξαιρετικά ασφαλείς αντιδραστήρες χρησιμοποιείται επίσης σύστημα παθητικής προστασίας. Ένας τέτοιος αντιδραστήρας, η ιδέα του οποίου προτάθηκε στη Σουηδία, δεν φαίνεται να έχει προχωρήσει πέρα ​​από το στάδιο του σχεδιασμού. Ωστόσο, έχει λάβει ισχυρή υποστήριξη στις ΗΠΑ μεταξύ εκείνων που βλέπουν τα πιθανά πλεονεκτήματά του σε σχέση με έναν αρθρωτό αερόψυκτο αντιδραστήρα. Αλλά το μέλλον και των δύο επιλογών είναι αβέβαιο λόγω του αβέβαιου κόστους, των αναπτυξιακών δυσκολιών και του αμφιλεγόμενου μέλλοντος της ίδιας της πυρηνικής ενέργειας.

Οι υποστηρικτές της άλλης κατεύθυνσης πιστεύουν ότι πριν από τη στιγμή που οι ανεπτυγμένες χώρες χρειάζονται νέους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, απομένει λίγος χρόνος για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών αντιδραστήρων. Κατά τη γνώμη τους, πρωταρχικό καθήκον είναι η τόνωση των επενδύσεων στην πυρηνική ενέργεια.

Εκτός όμως από αυτές τις δύο προοπτικές για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, έχει διαμορφωθεί και μια εντελώς διαφορετική άποψη. Η ίδια εναποθέτει τις ελπίδες της στην πληρέστερη αξιοποίηση της παρεχόμενης ενέργειας, των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ηλιακές μπαταρίες κ.λπ.) και στην εξοικονόμηση ενέργειας. Σύμφωνα με τους υποστηρικτές αυτής της άποψης, εάν οι προηγμένες χώρες στραφούν στην ανάπτυξη πιο οικονομικών πηγών φωτός, οικιακών ηλεκτρικών συσκευών, εξοπλισμού θέρμανσης και κλιματιστικών, τότε η εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας θα είναι αρκετή για να γίνει χωρίς όλους τους υπάρχοντες πυρηνικούς σταθμούς. Η παρατηρούμενη σημαντική μείωση στην κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας δείχνει ότι η απόδοση μπορεί να είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τον περιορισμό της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας.

Έτσι, η πυρηνική ενέργεια δεν έχει ακόμη αντέξει τη δοκιμασία της αποτελεσματικότητας, της ασφάλειας και της διάθεσης του κοινού. Το μέλλον της εξαρτάται πλέον από τον αποτελεσματικό και αξιόπιστο έλεγχο της κατασκευής και λειτουργίας των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, καθώς και από το πόσο επιτυχώς θα επιλυθούν ορισμένα άλλα προβλήματα, όπως το πρόβλημα της διάθεσης ραδιενεργών αποβλήτων. Το μέλλον της πυρηνικής ενέργειας εξαρτάται επίσης από τη βιωσιμότητα και την επέκταση των ισχυρών ανταγωνιστών της - θερμοηλεκτρικούς σταθμούς με καύση άνθρακα, νέες τεχνολογίες εξοικονόμησης ενέργειας και ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Ο εικοστός αιώνας πέρασε κάτω από το σημάδι της ανάπτυξης ενός νέου είδους ενέργειας που περιέχεται στους πυρήνες των ατόμων και έγινε ο αιώνας της πυρηνικής φυσικής. Αυτή η ενέργεια είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια καυσίμου που χρησιμοποιεί η ανθρωπότητα σε όλη την ιστορία της.

Ήδη από τα μέσα του 1939 επιστήμονες του κόσμουείχε σημαντικές θεωρητικές και πειραματικές ανακαλύψεις στον τομέα της πυρηνικής φυσικής, που κατέστησαν δυνατή την προώθηση ενός εκτεταμένου ερευνητικού προγράμματος προς αυτή την κατεύθυνση. Αποδείχθηκε ότι το άτομο ουρανίου μπορεί να χωριστεί σε δύο μέρη. Αυτό απελευθερώνει τεράστια ποσότητα ενέργειας. Επιπλέον, κατά τη διαδικασία της σχάσης απελευθερώνονται νετρόνια, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να διασπάσουν άλλα άτομα ουρανίου και να προκαλέσουν μια πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση. Η αντίδραση πυρηνικής σχάσης του ουρανίου είναι πολύ αποτελεσματική και ξεπερνά κατά πολύ τις πιο βίαιες χημικές αντιδράσεις. Ας συγκρίνουμε ένα άτομο ουρανίου και ένα μόριο ενός εκρηκτικού - τρινιτροτολουολίου (TNT). Κατά τη διάσπαση ενός μορίου TNT, απελευθερώνονται 10 ηλεκτρον βολτ ενέργειας και κατά τη διάσπαση ενός πυρήνα ουρανίου, 200 εκατομμύρια ηλεκτρον βολτ, δηλαδή 20 εκατομμύρια φορές περισσότερο.

Αυτές οι ανακαλύψεις έκαναν αίσθηση στον επιστημονικό κόσμο: στην ιστορία της ανθρωπότητας δεν υπήρξε κανένα επιστημονικό γεγονός πιο σημαντικό στις συνέπειές του από τη διείσδυση του ατόμου στον κόσμο και την κυριαρχία της ενέργειάς του. Οι επιστήμονες κατάλαβαν ότι ο κύριος σκοπός του ήταν η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και η χρήση σε άλλες ειρηνικές περιοχές. Με τη θέση σε λειτουργία στην ΕΣΣΔ το 1954 του πρώτου βιομηχανικού πυρηνικού σταθμού στον κόσμο ισχύος 5 MW, ξεκίνησε η εποχή της πυρηνικής ενέργειας στο Obninsk. Η πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ήταν η σχάση των πυρήνων του ουρανίου.

Η εμπειρία από τη λειτουργία των πρώτων πυρηνικών σταθμών έδειξε την πραγματικότητα και την αξιοπιστία της τεχνολογίας πυρηνικής ενέργειας για εργοστασιακή παραγωγήηλεκτρική ενέργεια. Οι ανεπτυγμένες βιομηχανικές χώρες έχουν αρχίσει να σχεδιάζουν και να κατασκευάζουν πυρηνικούς σταθμούς με αντιδραστήρες ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Μέχρι το 1964, η συνολική ισχύς των πυρηνικών σταθμών στον κόσμο είχε αυξηθεί στα 5 εκατομμύρια kW.

Έκτοτε, άρχισε η ταχεία ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, η οποία, συμβάλλοντας όλο και περισσότερο στη συνολική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο, έχει γίνει μια πολλά υποσχόμενη νέα ενεργειακή εναλλακτική. Μια έκρηξη στις παραγγελίες για την κατασκευή πυρηνικών σταθμών στις Ηνωμένες Πολιτείες ξεκίνησε, αργότερα Δυτική Ευρώπη, Ιαπωνία, ΕΣΣΔ. Ο ρυθμός ανάπτυξης της πυρηνικής ενέργειας έχει φτάσει περίπου το 30% ετησίως. Ήδη από το 1986, 365 μονάδες ισχύος με συνολική εγκατεστημένη ισχύ 253 εκατομμυρίων kW λειτουργούσαν σε πυρηνικούς σταθμούς στον κόσμο. Σε σχεδόν 20 χρόνια, η δυναμικότητα των πυρηνικών σταθμών έχει αυξηθεί 50 φορές. Η κατασκευή πυρηνικών σταθμών πραγματοποιήθηκε σε 30 χώρες του κόσμου (Εικ. 1.1).

Μέχρι εκείνη την εποχή, οι μελέτες της Λέσχης της Ρώμης, μιας έγκυρης κοινότητας παγκοσμίου φήμης επιστημόνων, ήταν ευρέως γνωστές. Τα συμπεράσματα των συντακτών των μελετών συνοψίζονται στο αναπόφευκτο μιας αρκετά στενής εξάντλησης των φυσικών αποθεμάτων οργανικών ενεργειακών πόρων, συμπεριλαμβανομένου του πετρελαίου, που είναι το κλειδί για την παγκόσμια οικονομία, και την απότομη αύξηση της τιμής τους στο εγγύς μέλλον. Έχοντας αυτό κατά νου, η πυρηνική ενέργεια ήρθε ακριβώς στην ώρα της. Τα πιθανά αποθέματα πυρηνικών καυσίμων (2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th) έλυσαν μακροπρόθεσμα το ζωτικό πρόβλημα της προμήθειας καυσίμων σε διάφορα σενάρια για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας.

Οι συνθήκες για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας ήταν εξαιρετικά ευνοϊκές και οι οικονομικές επιδόσεις των πυρηνικών σταθμών ενέπνευσαν επίσης αισιοδοξία, οι πυρηνικοί σταθμοί μπορούσαν ήδη να ανταγωνιστούν με επιτυχία τους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς.

Η πυρηνική ενέργεια κατέστησε δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων και τη δραστική μείωση των εκπομπών ρύπων στο περιβάλλον από τους TPP.

Η ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας βασίστηκε στον καθιερωμένο ενεργειακό τομέα του στρατιωτικού-βιομηχανικού συγκροτήματος - αρκετά καλά ανεπτυγμένους βιομηχανικούς αντιδραστήρες και αντιδραστήρες για υποβρύχια που χρησιμοποιούν τον κύκλο πυρηνικών καυσίμων (NFC) που έχει ήδη δημιουργηθεί για αυτούς τους σκοπούς, αποκτηθείσα γνώση και σημαντική εμπειρία. Η πυρηνική ενέργεια, η οποία είχε τεράστια κρατική υποστήριξη, εντάχθηκε με επιτυχία στο υπάρχον ενεργειακό σύστημα, λαμβάνοντας υπόψη τους κανόνες και τις απαιτήσεις που είναι εγγενείς σε αυτό το σύστημα.

Το πρόβλημα της ενεργειακής ασφάλειας, που επιδεινώθηκε στη δεκαετία του '70 του εικοστού αιώνα. Σε σχέση με την ενεργειακή κρίση που προκλήθηκε από την απότομη αύξηση των τιμών του πετρελαίου, η εξάρτηση της προσφοράς του από την πολιτική κατάσταση, ανάγκασε πολλές χώρες να επανεξετάσουν τα ενεργειακά τους προγράμματα. Η ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, με τη μείωση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων, μειώνει την ενεργειακή εξάρτηση χωρών που δεν διαθέτουν ή έχουν περιορισμένα δικά τους καύσιμα και ενέργεια.

από την εισαγωγή τους και ενισχύει την ενεργειακή ασφάλεια των χωρών αυτών.

Στη διαδικασία της ταχείας ανάπτυξης της πυρηνικής ενέργειας, από τους δύο κύριους τύπους αντιδραστήρων πυρηνικής ενέργειας - τα θερμικά και τα γρήγορα νετρόνια - οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενοι στον κόσμο είναι οι θερμικοί αντιδραστήρες νετρονίων.

Σχεδιασμένο διαφορετικές χώρεςτύποι και σχέδια αντιδραστήρων με διαφορετικούς συντονιστές και ψυκτικά μέσα έγιναν η βάση της εθνικής βιομηχανίας πυρηνικής ενέργειας. Για παράδειγμα, στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι αντιδραστήρες υπό πίεση νερού και οι αντιδραστήρες βραστό νερό έχουν γίνει οι κύριοι, στον Καναδά - αντιδραστήρες βαρέος νερού που λειτουργούν με φυσικό ουράνιο, πρώην ΕΣΣΔ- Αντιδραστήρες νερού υπό πίεση (VVER) και αντιδραστήρες βραστό νερό ουρανίου-γραφίτη (RBMK), η μονάδα ισχύος των αντιδραστήρων αυξήθηκε. Έτσι, ο αντιδραστήρας RBMK-1000 με ηλεκτρική ισχύ 1000 MW εγκαταστάθηκε στον πυρηνικό σταθμό του Λένινγκραντ το 1973. Η χωρητικότητα των μεγάλων πυρηνικών σταθμών, για παράδειγμα, του πυρηνικού σταθμού Zaporizhzhya (Ουκρανία), έφτασε τα 6000 MW.

Δεδομένου ότι οι μονάδες NPP λειτουργούν με σχεδόν σταθερή ισχύ, καλύπτοντας

NPP "Three Mile Island" (ΗΠΑ)

το βασικό μέρος του ημερήσιου χρονοδιαγράμματος φόρτωσης των διασυνδεδεμένων ενεργειακών συστημάτων, παράλληλα με τους πυρηνικούς σταθμούς στον κόσμο, κατασκευάστηκαν σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αποθήκευσης υψηλής ικανότητας ελιγμών για να καλύψουν το μεταβλητό μέρος του χρονοδιαγράμματος και να καλύψουν το νυχτερινό κενό στο χρονοδιάγραμμα φορτίου.

Τα υψηλά ποσοστά ανάπτυξης της πυρηνικής ενέργειας δεν αντιστοιχούσαν στο επίπεδο της ασφάλειάς της. Με βάση την εμπειρία από τη λειτουργία πυρηνικών εγκαταστάσεων, την αυξανόμενη επιστημονική και τεχνική κατανόηση των διαδικασιών και των πιθανών συνεπειών, κατέστη αναγκαία η αναθεώρηση τεχνικές απαιτήσεις, που προκάλεσε αύξηση των επενδύσεων κεφαλαίου και του λειτουργικού κόστους.

Σοβαρό πλήγμα στην ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας επέφερε ένα σοβαρό ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό Three Mile Island στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1979, καθώς και σε μια σειρά από άλλες εγκαταστάσεις, το οποίο οδήγησε σε ριζική αναθεώρηση των απαιτήσεων ασφαλείας. Η αυστηροποίηση των υφιστάμενων προτύπων και η αναθεώρηση των προγραμμάτων ανάπτυξης πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής σε όλο τον κόσμο, προκάλεσαν τεράστια ηθική και υλική ζημιά στη βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, που ήταν ηγέτιδα στην πυρηνική ενέργεια, οι παραγγελίες για την κατασκευή πυρηνικών σταθμών σταμάτησαν το 1979 και η κατασκευή τους σε άλλες χώρες επίσης μειώθηκε.

Το σοβαρότερο ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ στην Ουκρανία το 1986, χαρακτηρίστηκε σύμφωνα με τη διεθνή κλίμακα πυρηνικών συμβάντων ως ατύχημα του υψηλότερου επιπέδου επτά και προκάλεσε οικολογική καταστροφήσε μια τεράστια έκταση, η απώλεια ζωών, η επανεγκατάσταση εκατοντάδων χιλιάδων ανθρώπων, υπονόμευσαν την εμπιστοσύνη της παγκόσμιας κοινότητας στην πυρηνική ενέργεια.

«Η τραγωδία στο Τσερνόμπιλ είναι μια προειδοποίηση. Και όχι μόνο στην πυρηνική ενέργεια», δήλωσε ο Ακαδημαϊκός V.A. Legasov, μέλος της κυβερνητικής επιτροπής, πρώτος αναπληρωτής ακαδημαϊκός A.P. Aleksandrov, ο οποίος ήταν επικεφαλής του Ινστιτούτου Ατομικής Ενέργειας που πήρε το όνομά του από τον I.V. Κουρτσάτοφ.

Σε πολλές χώρες, τα προγράμματα για την ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας ανεστάλησαν και σε ορισμένες χώρες, τα σχέδια για την ανάπτυξή της που είχαν περιγραφεί νωρίτερα εγκαταλείφθηκαν εντελώς.

Παρόλα αυτά, μέχρι το 2000, οι πυρηνικοί σταθμοί που λειτουργούσαν σε 37 χώρες του κόσμου παρήγαγαν το 16% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι πρωτοφανείς προσπάθειες που έγιναν για τη διασφάλιση της ασφάλειας των πυρηνικών σταθμών που λειτουργούν κατέστησαν εφικτές στις αρχές του 21ου αιώνα. αποκατάσταση της εμπιστοσύνης του κοινού στην πυρηνική ενέργεια. Έρχεται μια εποχή «αναγέννησης» στην ανάπτυξή του.

Εκτός από την υψηλή οικονομική απόδοση και ανταγωνιστικότητα, τη διαθεσιμότητα πόρων καυσίμου, την αξιοπιστία, την ασφάλεια, ένα από τα σημαντικούς παράγοντεςείναι ότι η πυρηνική ενέργεια είναι μια από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, αν και το πρόβλημα της διάθεσης αναλωμένων καυσίμων παραμένει.

Η ανάγκη για αναπαραγωγή (εκτροφή) πυρηνικού καυσίμου έγινε εμφανής, δηλ. η κατασκευή ταχέων αντιδραστήρων νετρονίων (αναπαραγωγείς), η εισαγωγή της επεξεργασίας του λαμβανόμενου καυσίμου. Η ανάπτυξη αυτής της κατεύθυνσης είχε σοβαρά οικονομικά κίνητρα και προοπτικές και πραγματοποιήθηκε σε πολλές χώρες.

Στην ΕΣΣΔ, ξεκίνησε η πρώτη πειραματική εργασία για τη βιομηχανική χρήση αντιδραστήρων ταχέων νετρονίων

Το 1949, και από τα μέσα της δεκαετίας του 1950, ξεκίνησε η θέση σε λειτουργία μιας σειράς πιλοτικών αντιδραστήρων BR-1, BR-5, BOR-60 (1969), το 1973 ένας πυρηνικός σταθμός διπλής χρήσης με αντιδραστήρα ισχύος 350 MW. για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού, το 1980 δρομολογήθηκε ο βιομηχανικός αντιδραστήρας BN-600 ισχύος 600 MW.

Ένα εκτεταμένο αναπτυξιακό πρόγραμμα στον τομέα αυτό εφαρμόστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το 1966-1972 Κατασκευάστηκε ο πειραματικός αντιδραστήρας "Enrico Fermil" και το 1980 τέθηκε σε λειτουργία ο μεγαλύτερος ερευνητικός αντιδραστήρας στον κόσμο FFTF, χωρητικότητας 400 MW. Στη Γερμανία, ο πρώτος αντιδραστήρας άρχισε να λειτουργεί το 1974 και ο ολοκληρωμένος αντιδραστήρας υψηλή ισχύςΤο SNR-2 δεν τέθηκε ποτέ σε λειτουργία. Στη Γαλλία, το 1973, ξεκίνησε ο αντιδραστήρας Phenix ισχύος 250 MW και το 1986 ο Superphenix ισχύος 1242 MW. Το 1977, η Ιαπωνία ανέθεσε τον πειραματικό αντιδραστήρα Joyo και το 1994 τον αντιδραστήρα Monju 280 MW.

Υπό τις συνθήκες της οικολογικής κρίσης με την οποία η παγκόσμια κοινότητα έχει εισέλθει στον 21ο αιώνα, η πυρηνική ενέργεια μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην εξασφάλιση αξιόπιστης παροχής ηλεκτρικής ενέργειας, στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και ρύπων στο περιβάλλον.

Πυρηνική δύναμη ο καλύτερος τρόποςπληροί τις αρχές της αειφόρου ανάπτυξης που είναι αποδεκτές στον κόσμο, μια από τις σημαντικότερες απαιτήσεις των οποίων είναι η διαθεσιμότητα επαρκών πόρων καυσίμου και ενέργειας με σταθερή μακροπρόθεσμη κατανάλωσή τους.

Σύμφωνα με τις προβλέψεις που βασίζονται σε υπολογισμούς και μοντελοποίηση της ανάπτυξης της κοινωνίας και της παγκόσμιας οικονομίας στον 21ο αιώνα, ο κυρίαρχος ρόλος της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας θα συνεχιστεί. Μέχρι το 2030, σύμφωνα με τις προβλέψεις του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας (ΙΕΑ), η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο θα υπερδιπλασιαστεί και θα ξεπεράσει τα 30 τρισ. kWh, και σύμφωνα με τις προβλέψεις του Διεθνούς Οργανισμού Ατομικής Ενέργειας (ΔΟΑΕ), στο πλαίσιο της «αναγέννησης» της πυρηνικής ενέργειας, το μερίδιό της θα αυξηθεί στο 25% της παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τα επόμενα 15 χρόνια, περισσότερα θα κατασκευαστούν πάνω από 100 νέοι αντιδραστήρες στον κόσμο και η ισχύς Ο πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής θα αυξηθεί από 370 εκατομμύρια kW το 2006 σε 679 εκατομμύρια kW το 2030.

Επί του παρόντος, χώρες με υψηλό μερίδιο στον συνολικό όγκο της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων των Ηνωμένων Πολιτειών, της Ιαπωνίας, της Νότιας Κορέας και της Φινλανδίας, αναπτύσσουν ενεργά την πυρηνική ενέργεια. Η Γαλλία, επαναπροσανατολίζοντας τη βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας στην πυρηνική ενέργεια και συνεχίζοντας να την αναπτύσσει, έλυσε με επιτυχία το ενεργειακό πρόβλημα για πολλές δεκαετίες. Το μερίδιο των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα αυτή αγγίζει το 80%. Οι αναπτυσσόμενες χώρες με μικρό μερίδιο παραγωγής πυρηνικής ενέργειας κατασκευάζουν με ταχείς ρυθμούς πυρηνικούς σταθμούς. Έτσι, η Ινδία ανακοίνωσε την πρόθεσή της να κατασκευάσει έναν πυρηνικό σταθμό ισχύος 40 εκατομμυρίων kW μακροπρόθεσμα, και η Κίνα - περισσότερα από 100 εκατομμύρια kW.

Από τις 29 υπό κατασκευή μονάδες NPP το 2006, οι 15 βρίσκονταν στην Ασία. Η Τουρκία, η Αίγυπτος, η Ιορδανία, η Χιλή, η Ταϊλάνδη, το Βιετνάμ, το Αζερμπαϊτζάν, η Πολωνία, η Γεωργία, η Λευκορωσία και άλλες χώρες σχεδιάζουν να θέσουν σε λειτουργία πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής για πρώτη φορά.

Περαιτέρω ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας σχεδιάζει η Ρωσία, η οποία προβλέπει την κατασκευή πυρηνικών σταθμών ισχύος 40 εκατομμυρίων kW έως το 2030. Στην Ουκρανία, σύμφωνα με την ενεργειακή στρατηγική της Ουκρανίας για την περίοδο έως το 2030, σχεδιάζεται να αυξηθεί η παραγωγή πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής σε 219 δισεκατομμύρια kWh, διατηρώντας παράλληλα στο επίπεδο του 50% της συνολικής παραγωγής και αύξηση της ισχύος των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής κατά σχεδόν 2 φορές, φτάνοντάς την στα 29,5 εκατομμύρια kW, με συντελεστή χρήσης εγκατεστημένης ισχύος (ICUF) 85%, μεταξύ άλλων μέσω της θέσης σε λειτουργία νέων μονάδων ισχύος 1–1,5 εκατομμυρίων kW και παράταση της διάρκειας ζωής των υφιστάμενων μονάδων πυρηνικής ενέργειας (το 2006 στην Ουκρανία, η ισχύς των πυρηνικών σταθμών ήταν 13,8 εκατομμύρια kW με την παραγωγή 90,2 δισεκατομμυρίων kWh ηλεκτρικής ενέργειας, ή περίπου το 48,7% της συνολικής παραγωγής).

Οι συνεχιζόμενες εργασίες σε πολλές χώρες για την περαιτέρω βελτίωση των θερμικών και ταχέων αντιδραστήρων νετρονίων θα καταστήσουν δυνατή την περαιτέρω βελτίωση της αξιοπιστίας, της οικονομικής απόδοσης και της περιβαλλοντικής τους ασφάλειας. Ταυτόχρονα, μεγάλη σημασία έχει η διεθνής συνεργασία. Έτσι, στη μελλοντική υλοποίηση του διεθνούς έργου GT MSR (gas turbine modular solar-cooled reactor), το οποίο χαρακτηρίζεται από υψηλό επίπεδο ασφάλειας και ανταγωνιστικότητας, ελαχιστοποίηση των ραδιενεργών αποβλήτων, η απόδοση μπορεί να αυξηθεί. έως και 50%.

Η ευρεία χρήση στο μέλλον μιας δομής πυρηνικής ενέργειας δύο συστατικών, συμπεριλαμβανομένων πυρηνικών σταθμών με θερμικούς αντιδραστήρες νετρονίων και με ταχείς αντιδραστήρες νετρονίων που αναπαράγουν πυρηνικά καύσιμα, θα αυξήσει την αποτελεσματικότητα της χρήσης φυσικού ουρανίου και θα μειώσει το επίπεδο συσσώρευσης ραδιενεργά απόβλητα.

Θα πρέπει να σημειωθεί ο σημαντικότερος ρόλος στην ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας του κύκλου πυρηνικού καυσίμου (NFC), που είναι στην πραγματικότητα ο βασικός παράγοντας της. Αυτό οφείλεται στις ακόλουθες συνθήκες:

• Ο κύκλος του πυρηνικού καυσίμου πρέπει να διαθέτει όλες τις απαραίτητες δομικές, τεχνολογικές και σχεδιαστικές λύσεις για ασφαλή και αποτελεσματική λειτουργία.
• Το NFC αποτελεί προϋπόθεση για την κοινωνική αποδοχή και την οικονομική απόδοση της πυρηνικής ενέργειας και την ευρεία χρήση της.
• Η ανάπτυξη του κύκλου του πυρηνικού καυσίμου θα οδηγήσει στην ανάγκη συνδυασμού των καθηκόντων για τη διασφάλιση του απαιτούμενου επιπέδου ασφάλειας των πυρηνικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και την ελαχιστοποίηση των κινδύνων που συνδέονται με την παραγωγή πυρηνικών καυσίμων, συμπεριλαμβανομένης της εξόρυξης ουρανίου, της μεταφοράς, της επεξεργασίας αναλωθέν πυρηνικό καύσιμο (SNF) και διάθεση ραδιενεργών αποβλήτων ( ένα σύστημααπαιτήσεις ασφάλειας)·
• μια απότομη αύξηση της παραγωγής και χρήσης ουρανίου (το αρχικό στάδιο του NFC) οδηγεί σε αύξηση του κινδύνου εισόδου φυσικών ραδιονουκλεϊδίων μεγάλης διάρκειας ζωής στο περιβάλλον, γεγονός που απαιτεί αύξηση της απόδοσης καυσίμου, μείωση της ποσότητας αποβλήτων και κλείσιμο του κύκλου καυσίμου.

Η οικονομική απόδοση της λειτουργίας του NPP εξαρτάται άμεσα από τον κύκλο του καυσίμου, συμπεριλαμβανομένης της μείωσης του χρόνου ανεφοδιασμού καυσίμου, της αύξησης της απόδοσης των συγκροτημάτων καυσίμου (FA). Ως εκ τούτου, η περαιτέρω ανάπτυξη και βελτίωση του κύκλου πυρηνικών καυσίμων με υψηλό συντελεστή χρήσης πυρηνικών καυσίμων και η δημιουργία ενός κλειστού κύκλου καυσίμου με χαμηλά απόβλητα έχουν μεγάλη σημασία.

Η ενεργειακή στρατηγική της Ουκρανίας προβλέπει την ανάπτυξη του εθνικού κύκλου καυσίμων. Έτσι, η εξόρυξη ουρανίου αναμένεται να αυξηθεί από 0,8 χιλιάδες τόνους σε 6,4 χιλιάδες τόνους το 2030, η εγχώρια παραγωγή ζιρκονίου, κραμάτων ζιρκονίου και εξαρτημάτων για συγκροτήματα καυσίμων θα αναπτυχθεί περαιτέρω, και στο μέλλον, η δημιουργία κλειστού κύκλου καυσίμου επίσης ως συμμετοχή στη διεθνή συνεργασία για την παραγωγή πυρηνικών καυσίμων. Η εταιρική συμμετοχή της Ουκρανίας προβλέπεται στη δημιουργία χωρητικότητας για την κατασκευή συγκροτημάτων καυσίμου για αντιδραστήρες VVER και στη δημιουργία του Διεθνούς Κέντρου Εμπλουτισμού Ουρανίου στη Ρωσία, την είσοδο της Ουκρανίας στη Διεθνή Τράπεζα Πυρηνικών Καυσίμων που πρότειναν οι Ηνωμένες Πολιτείες.

Η διαθεσιμότητα καυσίμων για την πυρηνική ενέργεια είναι υψίστης σημασίας για τις προοπτικές ανάπτυξής της. Η τρέχουσα ζήτηση για φυσικό ουράνιο στον κόσμο είναι περίπου 60 χιλιάδες τόνοι, με συνολικά αποθέματα περίπου 16 εκατομμύρια τόνους.

Στον 21ο αιώνα Ο ρόλος της πυρηνικής ενέργειας στη διασφάλιση της αυξανόμενης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο με τη χρήση πιο προηγμένων τεχνολογιών θα αυξηθεί απότομα. Η πυρηνική ενέργεια δεν έχει ακόμη σοβαρό ανταγωνιστή μακροπρόθεσμα. Προκειμένου να υλοποιηθεί η ανάπτυξή του σε μεγάλη κλίμακα, πρέπει, όπως ήδη αναφέρθηκε, να έχει τις ακόλουθες ιδιότητες: υψηλή απόδοση, προικοδότηση πόρων, πλεονασμός ενέργειας, ασφάλεια και αποδοχή περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Οι τρεις πρώτες απαιτήσεις μπορούν να ικανοποιηθούν χρησιμοποιώντας μια δομή πυρηνικής ενέργειας δύο συστατικών που αποτελείται από θερμικούς και γρήγορους αντιδραστήρες. Με μια τέτοια δομή, είναι δυνατό να αυξηθεί σημαντικά η αποτελεσματικότητα της χρήσης φυσικού ουρανίου, να μειωθεί η παραγωγή του και να περιοριστεί το επίπεδο του ραδονίου που εισέρχεται στη βιόσφαιρα. Τρόποι για την επίτευξη του απαιτούμενου επιπέδου ασφάλειας και τη μείωση του κόστους κεφαλαίου και για τους δύο τύπους αντιδραστήρων είναι ήδη γνωστοί, χρειάζονται χρόνο και χρήμα για την υλοποίησή τους. Μέχρι να συνειδητοποιήσει η κοινωνία την ανάγκη για περαιτέρω ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας, η τεχνολογία μιας δομής δύο συστατικών θα έχει στην πραγματικότητα προετοιμαστεί, αν και πολλά πρέπει να γίνουν ακόμη όσον αφορά τη βελτιστοποίηση των πυρηνικών σταθμών και της δομής της βιομηχανίας, συμπεριλαμβανομένων των καυσίμων επιχειρήσεις του κύκλου.

Το επίπεδο των περιβαλλοντικών επιπτώσεων καθορίζεται κυρίως από την ποσότητα των ραδιονουκλεϊδίων στον κύκλο του καυσίμου (ουράνιο, πλουτώνιο) και στην αποθήκευση (Np, Am, Cm, προϊόντα σχάσης).

Ο κίνδυνος από την έκθεση σε βραχύβια ισότοπα, όπως 1 1 I και 9 0 Sr, l 7 Cs, μπορεί να μειωθεί σε αποδεκτό επίπεδο βελτιώνοντας την ασφάλεια των πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, των εγκαταστάσεων αποθήκευσης και των επιχειρήσεων κύκλου καυσίμου. Η αποδοχή ενός τέτοιου κινδύνου μπορεί να αποδειχθεί στην πράξη. Αλλά είναι δύσκολο να αποδειχθεί και αδύνατο να αποδειχθεί η αξιοπιστία της ταφής μακρόβιων ακτινιδών και προϊόντων σχάσης για εκατομμύρια χρόνια.

Αναμφίβολα, δεν μπορεί κανείς να αρνηθεί να αναζητήσει τρόπους αξιόπιστης διάθεσης ραδιενεργών αποβλήτων, αλλά είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί η δυνατότητα χρήσης ακτινιδών για παραγωγή ενέργειας, δηλ. κλείσιμο του κύκλου καυσίμου όχι μόνο για το ουράνιο και το πλουτώνιο, αλλά και για τις ακτινίδες (Np, Am, Cm, κ.λπ.). Η μεταστοιχείωση επικίνδυνων προϊόντων σχάσης μεγάλης διάρκειας σε ένα σύστημα αντιδραστήρων θερμικών νετρονίων θα περιπλέξει τη δομή της πυρηνικής ενέργειας λόγω πρόσθετων τεχνολογικών διαδικασιών για την κατασκευή και την επεξεργασία πυρηνικών καυσίμων ή θα αυξήσει τον αριθμό των τύπων πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Η εισαγωγή Np, Am, Cm, άλλων ακτινιδών και προϊόντων σχάσης στο καύσιμο του αντιδραστήρα θα περιπλέξει το σχεδιασμό τους, θα απαιτήσει την ανάπτυξη νέων τύπων πυρηνικών καυσίμων και θα έχει αρνητικό αντίκτυπο στην ασφάλεια.

Από αυτή την άποψη, εξετάζεται η δυνατότητα δημιουργίας μιας δομής τριών συστατικών της πυρηνικής μηχανικής, αποτελούμενης από θερμικούς και γρήγορους αντιδραστήρες και αντιδραστήρες για την καύση Np, Am, Cm και άλλων ακτινιδών και τη μεταστοιχείωση ορισμένων προϊόντων σχάσης.

Τα σημαντικότερα προβλήματα είναι η επεξεργασία και η διάθεση των ραδιενεργών αποβλήτων, τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε πυρηνικά καύσιμα.

Στο πρώτο μισό του 21ου αιώνα, η ανθρωπότητα θα πρέπει να κάνει μια επιστημονική και τεχνική ανακάλυψη στον δρόμο προς την ανάπτυξη νέων τύπων ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της ηλεκτροπυρηνικής ενέργειας με χρήση επιταχυντών φορτισμένων σωματιδίων και, μακροπρόθεσμα, της θερμοπυρηνικής ενέργειας, η οποία απαιτεί διεθνή συνεργασία.

Ο πυρηνικός σταθμός Tianwan είναι ο μεγαλύτερος από την άποψη της χωρητικότητας μονάδων μονάδων ισχύος μεταξύ όλων των πυρηνικών σταθμών που κατασκευάζονται αυτή τη στιγμή στην Κίνα. Το master plan της προβλέπει τη δυνατότητα κατασκευής τεσσάρων ηλεκτροπαραγωγικών μονάδων ισχύος 1000 MW η καθεμία. Ο σταθμός βρίσκεται ανάμεσα στο Πεκίνο και τη Σαγκάη στην ακτή της Κίτρινης Θάλασσας. Εργα κατασκευήςστον ιστότοπο ξεκίνησε το 1998. Η πρώτη μονάδα ισχύος του NPP με αντιδραστήρα ισχύος υπό πίεση νερού VVER-1000/428 και στρόβιλο K-1000-60/3000, που ξεκίνησε τον Μάιο του 2006, τέθηκε σε λειτουργία στις 2 Ιουνίου 2007 και η δεύτερη μονάδα του ίδιου τύπου τέθηκε σε λειτουργία στις 12 Σεπτεμβρίου 2007. Επί του παρόντος, και οι δύο μονάδες παραγωγής ενέργειας του πυρηνικού σταθμού λειτουργούν σταθερά με 100% δυναμικότητα και παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στην κινεζική επαρχία Jiangsu. Σχεδιάζεται η κατασκευή της τρίτης και τέταρτης μονάδας ισχύος του πυρηνικού σταθμού Tianwan.

Η εξάρτηση της ενέργειας δέσμευσης ανά νουκλεόνιο από τον αριθμό των νουκλεονίων στον πυρήνα φαίνεται στο γράφημα.

Η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση ενός πυρήνα σε μεμονωμένα νουκλεόνια ονομάζεται ενέργεια δέσμευσης. Η ενέργεια δέσμευσης ανά νουκλεόνιο δεν είναι ίδια για διαφορετικά χημικά στοιχεία και ακόμη και για ισότοπα του ίδιου χημικού στοιχείου. Η ειδική ενέργεια δέσμευσης ενός νουκλεονίου σε έναν πυρήνα κυμαίνεται, κατά μέσο όρο, από 1 MeV για ελαφρούς πυρήνες (δευτέριο) έως 8,6 MeV για πυρήνες μεσαίου βάρους (A≈100). Για βαρείς πυρήνες (A≈200), η ειδική ενέργεια δέσμευσης ενός νουκλεονίου είναι μικρότερη από ό,τι για πυρήνες μέσου βάρους κατά περίπου 1 MeV, έτσι ώστε η μετατροπή τους σε πυρήνες μέσου βάρους (σχάση σε 2 μέρη) συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργεια σε ποσότητα περίπου 1 MeV ανά νουκλεόνιο ή περίπου 200 MeV ανά πυρήνα. Ο μετασχηματισμός ελαφρών πυρήνων σε βαρύτερους πυρήνες δίνει ακόμη μεγαλύτερο ενεργειακό κέρδος ανά νουκλεόνιο. Έτσι, για παράδειγμα, η αντίδραση του συνδυασμού δευτερίου και τριτίου

1 D²+ 1 T³→ 2 He 4 + 0 n 1

συνοδεύεται από απελευθέρωση ενέργειας 17,6 MeV, δηλαδή 3,5 MeV ανά νουκλεόνιο.

Απελευθέρωση πυρηνικής ενέργειας

Οι εξώθερμες πυρηνικές αντιδράσεις είναι γνωστό ότι απελευθερώνουν πυρηνική ενέργεια.

Συνήθως, μια αλυσιδωτή αντίδραση πυρηνικής σχάσης πυρήνων ουρανίου-235 ή πλουτωνίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Οι πυρήνες διαιρούνται όταν τους χτυπήσει ένα νετρόνιο και λαμβάνονται νέα νετρόνια και θραύσματα σχάσης. Τα νετρόνια σχάσης και τα θραύσματα σχάσης έχουν υψηλή κινητική ενέργεια. Ως αποτέλεσμα των συγκρούσεων θραυσμάτων με άλλα άτομα, αυτή η κινητική ενέργεια μετατρέπεται γρήγορα σε θερμότητα.

Ένας άλλος τρόπος απελευθέρωσης της πυρηνικής ενέργειας είναι μέσω της θερμοπυρηνικής σύντηξης. Σε αυτή την περίπτωση, δύο πυρήνες ελαφρών στοιχείων συνδυάζονται σε έναν βαρύ. Τέτοιες διεργασίες λαμβάνουν χώρα στον Ήλιο.

Πολλοί ατομικοί πυρήνες είναι ασταθείς. Με την πάροδο του χρόνου, ορισμένοι από αυτούς τους πυρήνες μεταμορφώνονται αυθόρμητα σε άλλους πυρήνες, απελευθερώνοντας ενέργεια. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ραδιενεργή διάσπαση.

Εφαρμογές πυρηνικής ενέργειας

Η ενέργεια σύντηξης χρησιμοποιείται στη βόμβα υδρογόνου.

Σημειώσεις

δείτε επίσης

Συνδέσεις

Διεθνείς συμφωνίες

• Σύμβαση για την έγκαιρη ειδοποίηση ενός πυρηνικού ατυχήματος (Βιέννη, 1986)
• Σύμβαση για τη Φυσική Προστασία του Πυρηνικού Υλικού (Βιέννη, 1979)
• Σύμβαση της Βιέννης για την αστική ευθύνη για πυρηνική ζημία
• Κοινή σύμβαση για την ασφάλεια της διαχείρισης αναλωμένων καυσίμων και την ασφάλεια της διαχείρισης ραδιενεργών αποβλήτων

Βιβλιογραφία

• Clarfield, Gerald Η. and William M. Wiecek (1984). Nuclear America: Military and Civilian Nuclear Power στις Ηνωμένες Πολιτείες 1940-1980, Harper & Row.
• Cooke, Stephanie (2009). In Mortal Hands: A Cautionary History of the Nuclear Age Black Inc.
• Κρέιβενς Γκουίνεθ Power to Save the World: η αλήθεια για την πυρηνική ενέργεια. - Νέα Υόρκη: Knopf, 2007. - ISBN 0-307-26656-7
• Elliott, David (2007). Πυρηνικά ή όχι; Έχει θέση η πυρηνική ενέργεια σε ένα βιώσιμο ενεργειακό μέλλον;, Πάλγκρεβ.
• Falk, Jim (1982). Global Fission: The Battle Over Nuclear Power, Oxford University Press.
• Ferguson, Charles D., (2007). Πυρηνική ενέργεια: Εξισορρόπηση οφελών και κινδύνωνΣυμβούλιο Εξωτερικών Σχέσεων.
• Herbst, Alan M. and George W. Hopley (2007). Πυρηνική ενέργεια τώρα: Γιατί ήρθε η ώρα για την πιο παρεξηγημένη πηγή ενέργειας στον κόσμο, Γουάιλι.
• Schneider, Mycle, Steve Thomas, Antony Froggatt, Doug Koplow (Αύγουστος 2009). Έκθεση για την κατάσταση της παγκόσμιας πυρηνικής βιομηχανίας, Γερμανικό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Περιβάλλοντος, Προστασίας της Φύσης και Ασφάλειας Αντιδραστήρων.
• Walker, J. Samuel (1992). Containing the Atom: Nuclear Regulation in a Changing Environment, 1993-1971
• Walker, J. Samuel (2004). Three Mile Island: A Nuclear Crisis in Historical Perspective, Berkeley: University of California Press.
• Weart, Spencer R. Η άνοδος του πυρηνικού φόβου. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2012. ISBN 0-674-05233-1

Πυρηνικές τεχνολογίες
Μηχανική
υλικά
Πυρηνική δύναμη
πυρηνική ιατρική
Πυρηνικά όπλα

Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .

• Kossman, Bernhard
• Zimmermann, Albert Carl Heinrich

Δείτε τι είναι το "Nuclear Energy" σε άλλα λεξικά:

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ- (ατομική ενέργεια) η εσωτερική ενέργεια των ατομικών πυρήνων που απελευθερώνεται κατά τους πυρηνικούς μετασχηματισμούς (πυρηνικές αντιδράσεις). την ενέργεια δέσμευσης του πυρήνα. ελάττωμα μάζας Τα νουκλεόνια (πρωτόνια και νετρόνια) στον πυρήνα συγκρατούνται σταθερά από πυρηνικές δυνάμεις. Για να αφαιρέσετε ένα νουκλεόνιο από έναν πυρήνα, ... ... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ- (ατομική ενέργεια), εξωτ. ενέργεια σε. πυρήνες που απελευθερώνονται κατά τους πυρηνικούς μετασχηματισμούς. Η ενέργεια που πρέπει να δαπανηθεί για να χωριστεί ο πυρήνας στα νουκλεόνια που τον αποτελούν, που ονομάζεται. δεσμευτική ενέργεια του πυρήνα; St. Αυτό είναι μέγ. ενέργεια, ο παράδεισος μπορεί να ξεχωρίσει...... Φυσική Εγκυκλοπαίδεια

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ- ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ, ΕΝΕΡΓΕΙΑ που εκλύεται κατά τη διάρκεια μιας πυρηνικής αντίδρασης ως αποτέλεσμα της μετατροπής της ΜΑΖΑΣ σε ενέργεια όπως περιγράφεται στην εξίσωση: E=mc2 (όπου E είναι ενέργεια, m είναι μάζα, c είναι η ταχύτητα του φωτός). προήλθε από τον Α. Αϊνστάιν στη ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ του. ... ... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ- (ατομική ενέργεια) βλέπε () () ... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗ- (ατομική ενέργεια), η εσωτερική ενέργεια των ατομικών πυρήνων που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια ορισμένων πυρηνικών αντιδράσεων. Η χρήση της πυρηνικής ενέργειας βασίζεται στην υλοποίηση αλυσιδωτών αντιδράσεων σχάσης βαρέων πυρήνων και αντιδράσεων θερμοπυρηνικής σύντηξης ελαφρών πυρήνων (βλ. ... ... Σύγχρονη Εγκυκλοπαίδεια

Η πυρηνική ενέργεια είναι ένας από τους κλάδους της ενεργειακής βιομηχανίας. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας βασίζεται στη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση των πυρήνων των βαρέων ραδιενεργών μετάλλων. Τα ισότοπα του πλουτωνίου-239 και του ουρανίου-235, τα οποία διασπώνται σε ειδικούς πυρηνικούς αντιδραστήρες, χρησιμοποιούνται ευρέως ως καύσιμο.

Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία για το 2014, η πυρηνική ενέργεια παράγει περίπου το 11% της συνολικής ηλεκτρικής ενέργειας στον κόσμο. Οι τρεις πρώτες χώρες όσον αφορά την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας είναι οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Γαλλία και η Ρωσία.

Αυτός ο τύπος παραγωγής ενέργειας χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου η ίδια Φυσικοί πόροιχώρες δεν επιτρέπουν την παραγωγή ενέργειας στους απαιτούμενους όγκους. Αλλά υπάρχει ακόμη συζήτηση γύρω από αυτόν τον ενεργειακό τομέα. Η οικονομική αποδοτικότητα και η ασφάλεια της παραγωγής τίθεται υπό αμφισβήτηση λόγω επικίνδυνα απόβλητακαι πιθανές διαρροές ουρανίου και πλουτωνίου στη βιομηχανία πυρηνικών όπλων.

Ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας

Η πυρηνική ενέργεια δημιουργήθηκε για πρώτη φορά το 1951. Στην πολιτεία του Αϊντάχο, στις Ηνωμένες Πολιτείες, επιστήμονες κατασκεύασαν έναν σταθερό αντιδραστήρα που λειτουργεί με χωρητικότητα 100 κιλοβάτ. Κατά τη διάρκεια της μεταπολεμικής καταστροφής και της ταχείας αύξησης της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας, η πυρηνική ενέργεια έχει γίνει ιδιαίτερα σημαντική. Επομένως, τρία χρόνια αργότερα, το 1954, μια μονάδα ισχύος στην πόλη Obninsk άρχισε να λειτουργεί και ενάμιση μήνα μετά την εκτόξευση, η ενέργεια που παρήγαγε άρχισε να ρέει στο δίκτυο Mosenergo.

Μετά από αυτό, η κατασκευή και η εκτόξευση πυρηνικών σταθμών απέκτησαν ταχύ ρυθμό:

• 1956 - στο Ηνωμένο Βασίλειο, ξεκίνησε ο πυρηνικός σταθμός Calder Hall-1 με ισχύ 50 MW.
• 1957 - εκκίνηση του πυρηνικού σταθμού Shippingport στις ΗΠΑ (60 μεγαβάτ).
• 1959 - Ο σταθμός Marcoule ισχύος 37 MW ανοίγει κοντά στην Αβινιόν στη Γαλλία.

Η αρχή της ανάπτυξης της πυρηνικής ενέργειας στην ΕΣΣΔ σηματοδοτήθηκε από την κατασκευή και την εκτόξευση του πυρηνικού σταθμού της Σιβηρίας ισχύος 100 MW. Ο ρυθμός ανάπτυξης της πυρηνικής βιομηχανίας εκείνη την εποχή αυξανόταν: το 1964, κυκλοφόρησαν οι πρώτες μονάδες των πυρηνικών σταθμών Beloyarsk και Novovoronezh με χωρητικότητα 100 και 240 MW, αντίστοιχα. Κατά την περίοδο από το 1956 έως το 1964, η ΕΣΣΔ κατασκεύασε 25 πυρηνικές εγκαταστάσεις σε όλο τον κόσμο.

Στη συνέχεια, το 1973, ξεκίνησε η πρώτη μονάδα υψηλής ισχύος του NPP του Λένινγκραντ ισχύος 1000 MW. Ένα χρόνο νωρίτερα, ένας πυρηνικός σταθμός στην πόλη Shevcheko (τώρα Aktau), στο Καζακστάν, ξεκίνησε τις εργασίες του. Η ενέργεια που παράγεται από αυτό χρησιμοποιήθηκε για την αφαλάτωση των υδάτων της Κασπίας Θάλασσας.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η ταχεία ανάπτυξη της πυρηνικής ενέργειας δικαιολογήθηκε από διάφορους λόγους:

• έλλειψη αναξιοποίητων υδροηλεκτρικών πόρων·
• αύξηση της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και του κόστους των μεταφορέων ενέργειας·
• εμπορικό εμπάργκο στον ενεργειακό εφοδιασμό από αραβικές χώρες·
• αναμένεται μείωση του κόστους κατασκευής πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.

Ωστόσο, τη δεκαετία του 1980, η κατάσταση μετατράπηκε στο αντίθετο: η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια σταθεροποιήθηκε, όπως και το κόστος των ορυκτών καυσίμων. Και το κόστος κατασκευής ενός πυρηνικού σταθμού, αντίθετα, έχει αυξηθεί. Αυτοί οι παράγοντες έχουν δημιουργήσει σοβαρά εμπόδια στην ανάπτυξη αυτού του κλάδου.

Σοβαρά προβλήματα στην ανάπτυξη της βιομηχανίας πυρηνικής ενέργειας δημιουργήθηκαν από το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ το 1986. Μια μεγάλης κλίμακας ανθρωπογενής καταστροφή έκανε ολόκληρο τον κόσμο να σκεφτεί την ασφάλεια του ειρηνικού ατόμου. Παράλληλα, έχει ξεκινήσει μια περίοδος στασιμότητας σε ολόκληρο τον κλάδο της πυρηνικής ενέργειας.

Οι αρχές του 21ου αιώνα σηματοδότησε την αναβίωση της βιομηχανίας πυρηνικής ενέργειας της Ρωσίας. Μεταξύ 2001 και 2004, τέθηκαν σε λειτουργία τρεις νέες μονάδες ισχύος.

Τον Μάρτιο του 2004, σύμφωνα με το Διάταγμα του Προέδρου, ιδρύθηκε η Ομοσπονδιακή Υπηρεσία Ατομικής Ενέργειας. Και τρία χρόνια αργότερα αντικαταστάθηκε από την κρατική εταιρεία "Rosatom"

Στη σημερινή της μορφή, η ρωσική βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας είναι ένα ισχυρό συγκρότημα περισσότερων από 350 επιχειρήσεων, των οποίων το προσωπικό πλησιάζει τις 230.000. Η Corporation κατατάσσεται δεύτερη στον κόσμο όσον αφορά την ποσότητα των αποθεμάτων πυρηνικών καυσίμων και τον όγκο της παραγωγής πυρηνικής ενέργειας. Η βιομηχανία αναπτύσσεται ενεργά, αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε εξέλιξη η κατασκευή 9 πυρηνικών μονάδων παραγωγής ενέργειας σε συμμόρφωση με τα σύγχρονα πρότυπα ασφαλείας.

Βιομηχανίες πυρηνικής ενέργειας

Η βιομηχανία πυρηνικής ενέργειας της σύγχρονης Ρωσίας είναι ένα σύνθετο συγκρότημα που αποτελείται από διάφορες βιομηχανίες:

• εξόρυξη και εμπλουτισμός ουρανίου - το κύριο καύσιμο για πυρηνικούς αντιδραστήρες.
• ένα συγκρότημα επιχειρήσεων για την παραγωγή ισοτόπων ουρανίου και πλουτωνίου.
• οι ίδιοι οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής, οι οποίοι εκτελούν τα καθήκοντα σχεδιασμού, κατασκευής και λειτουργίας πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας·
• παραγωγή πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.

Έμμεσα σχετίζονται με την πυρηνική ενέργεια ερευνητικά ινστιτούτα, όπου πραγματοποιείται η ανάπτυξη και βελτίωση τεχνολογιών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ταυτόχρονα, τέτοιοι θεσμοί ασχολούνται με τα προβλήματα των πυρηνικών όπλων, της ασφάλειας και της ναυπηγικής.

Πυρηνική ενέργεια στη Ρωσία

Η Ρωσία διαθέτει πυρηνικές τεχνολογίες πλήρους κύκλου - από την εξόρυξη μεταλλεύματος ουρανίου έως την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Το συγκρότημα πυρηνικής ενέργειας περιλαμβάνει 10 σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής σε λειτουργία με 35 μονάδες ισχύος. Επίσης, πραγματοποιείται ενεργά η κατασκευή 6 πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας και επεξεργάζονται σχέδια για την κατασκευή 8 ακόμη.

Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που παράγεται από τα ρωσικά πυρηνικά εργοστάσια χρησιμοποιείται απευθείας για την κάλυψη των αναγκών του πληθυσμού. Ωστόσο, ορισμένοι σταθμοί, όπως ο Beloyarskaya και ο Leningradskaya, παρέχουν κοντινούς οικισμούς και ζεστό νερό. Η Rosatom αναπτύσσει ενεργά μια μονάδα πυρηνικής θέρμανσης, η οποία θα καταστήσει δυνατή τη φθηνή θέρμανση των συντονισμένων περιοχών της χώρας.

Η πυρηνική ενέργεια στις χώρες του κόσμου

Την πρώτη θέση όσον αφορά την παραγωγή ατομικής ενέργειας καταλαμβάνουν οι Ηνωμένες Πολιτείες με 104 πυρηνικούς αντιδραστήρες δυναμικότητας 798 δισεκατομμυρίων κιλοβατώρες ετησίως. Η δεύτερη θέση είναι η Γαλλία, όπου βρίσκονται 58 αντιδραστήρες. Πίσω της βρίσκεται η Ρωσία με 35 μονάδες ισχύος. Την πρώτη πεντάδα συμπληρώνουν η Νότια Κορέα και η Κίνα. Κάθε χώρα έχει 23 αντιδραστήρες, μόνο η Κίνα είναι κατώτερη από την Κορέα όσον αφορά την παραγόμενη πυρηνική ηλεκτρική ενέργεια - 123 δισεκατομμύρια kWh / έτος έναντι 149 δισεκατομμυρίων kWh / έτος.