Ev Tamirat

Atom enerjisi kısaca. Nükleer güç. Dünyada nükleer enerjinin durumu

Önümüzdeki 50 yıl boyunca insanlık, önceki tüm tarihlerde kullanılandan daha fazla enerji tüketecek. Enerji tüketiminin büyüme hızı ve yeni enerji teknolojilerinin gelişimi hakkında daha önceki tahminler gerçekleşmedi: tüketim seviyesi çok daha hızlı artıyor ve yeni enerji kaynakları, 2030'dan önce endüstriyel ölçekte ve rekabetçi fiyatlarla faaliyete geçecek. Fosil enerji kaynaklarının kıtlığı sorunu giderek daha şiddetli hale geliyor. Yeni hidroelektrik santralleri inşa etme olanakları da oldukça sınırlıdır.

Termik santrallerde (TPS'ler) petrol, gaz ve kömürün yanmasına kısıtlamalar getiren "sera etkisi" ile mücadeleyi unutmayın. Sorunun çözümü, küresel ekonominin en genç ve en hızlı büyüyen sektörlerinden biri olan nükleer enerjinin aktif olarak geliştirilmesi olabilir. Bugün artan sayıda ülke barışçıl bir atom geliştirmeye başlama ihtiyacı duyuyor.

Nükleer enerjinin avantajları nelerdir?

Büyük enerji yoğunluğu

Nükleer yakıtta kullanılan 1 kilogram uranyum tamamen yandığında 100 ton kaliteli kömürün yanmasına eşdeğer enerji açığa çıkarıyor.

yeniden kullan

Uranyum-235 nükleer yakıtta tamamen yanmaz ve rejenerasyondan sonra tekrar kullanılabilir. Gelecekte, kapalı bir yakıt döngüsüne tam bir geçiş mümkündür, bu da atıkların tamamen yokluğu anlamına gelir.

Sera etkisinin azaltılması

Avrupa'daki nükleer santraller her yıl 700 milyon ton CO2 emisyonunu önlüyor. Rusya'nın işletmedeki NGS'leri yılda 210 milyon ton karbondioksitin atmosfere salınmasını engelliyor.

Onlar. Yeterli doğal enerji kaynaklarının olmadığı sanayileşmiş ülkelerde. Bu ülkeler elektriğinin dörtte biri ile yarısını nükleer santrallerden üretiyor. ABD, elektriğinin yalnızca sekizde birini nükleer santrallerden üretiyor, ancak bu, dünyanın yaklaşık beşte biri.

Nükleer enerji hararetli tartışma konusu olmaya devam ediyor. Nükleer enerjinin destekçileri ve karşıtları, güvenlik, güvenilirlik ve ekonomik verimlilik değerlendirmelerinde keskin bir şekilde farklılık gösterir. Ayrıca, nükleer yakıtın elektrik üretiminden sızabileceği ve nükleer silah yapımında kullanılabileceği konusunda yaygın bir endişe var.

Nükleer yakıt döngüsü.

Nükleer enerji, birlikte yakıt döngüsünü oluşturan birçok endüstriyel süreci içeren karmaşık bir endüstridir. Reaktör tipine ve çevrimin son aşamasının nasıl ilerlediğine bağlı olarak farklı tipte yakıt çevrimleri vardır.

Tipik olarak, yakıt çevrimi aşağıdaki süreçlerden oluşur. Madenler uranyum cevheri üretir. Cevher, uranyum dioksiti ayırmak için ezilir ve radyoaktif atık boşaltılır. Ortaya çıkan uranyum oksit (sarı kek), gaz halindeki bir bileşik olan uranyum hekzafloride dönüştürülür. Uranyum-235 konsantrasyonunu artırmak için izotop ayırma tesislerinde uranyum hekzaflorür zenginleştirilir. Zenginleştirilmiş uranyum daha sonra yakıt peletlerinin yapıldığı katı uranyum dioksite dönüştürülür. Yakıt elemanları (yakıt elemanları), bir nükleer enerji santralinin nükleer reaktörünün çekirdeğine sokulmak üzere düzenekler halinde birleştirilen peletlerden birleştirilir. Reaktörden çıkarılan kullanılmış yakıt yüksek düzeyde radyasyona sahiptir ve santral bölgesinde soğuduktan sonra özel bir depolama tesisine gönderilir. Ayrıca istasyonun işletilmesi ve bakımı sırasında biriken düşük radyasyonlu atıkların bertaraf edilmesini sağlar. Hizmet ömrünün sonunda, reaktörün kendisi devre dışı bırakılmalıdır (reaktör ünitelerinin dekontaminasyonu ve imhası ile). Yakıt çevriminin her aşaması, insanların güvenliğini ve çevrenin korunmasını sağlayacak şekilde düzenlenir.

Nükleer reaktörler.

Endüstriyel nükleer reaktörler başlangıçta yalnızca nükleer silahlara sahip ülkelerde geliştirildi. ABD, SSCB, İngiltere ve Fransa aktif olarak çeşitli nükleer reaktör çeşitlerini araştırdı. Bununla birlikte, daha sonra, nükleer enerji endüstrisine esas olarak yakıt, çekirdeğin istenen sıcaklığını korumak için kullanılan soğutucu ve bozunma işlemi sırasında salınan nötronların hızını azaltmak için kullanılan ve sürdürmek için gerekli olan moderatörde farklılık gösteren üç ana reaktör türü hakim olmaya başladı. bir zincirleme reaksiyon.

Bunların arasında, birinci (ve en yaygın) tip, hem soğutucunun hem de moderatörün sıradan veya "hafif" su (hafif su reaktörü) olduğu zenginleştirilmiş uranyum reaktörüdür. İki ana tip hafif su reaktörü vardır: türbinleri çalıştıran buharın doğrudan çekirdekte üretildiği bir reaktör (kaynar su reaktörü) ve buharın harici veya ikinci bir devrede üretildiği bir reaktör. ısı eşanjörleri ve buhar jeneratörleri (su-su güç reaktörü - VVER) tarafından birincil devre. Bir hafif su reaktörünün geliştirilmesi, ABD ordusunun programları kadar erken başladı. Böylece 1950'lerde General Electric ve Westinghouse şirketleri ABD Donanması'nın denizaltıları ve uçak gemileri için hafif su reaktörleri geliştirdiler. Bu firmalar ayrıca nükleer yakıtın yenilenmesi ve zenginleştirilmesi için teknolojilerin geliştirilmesine yönelik askeri programların uygulanmasında yer aldılar. Aynı on yılda, Sovyetler Birliği'nde grafit kontrollü kaynar su reaktörü geliştirildi.

Pratik uygulama bulan ikinci tip reaktör, gaz soğutmalı bir reaktördür (grafit moderatörlü). Yaratılışı aynı zamanda erken nükleer silah geliştirme programlarıyla da yakından ilişkiliydi. 1940'ların sonlarında ve 1950'lerin başlarında, İngiltere ve Fransa, kendi atom bombalarını yapma çabasıyla, oldukça verimli bir şekilde silah kalitesinde plütonyum üreten ve doğal uranyumla da çalışabilen gaz soğutmalı reaktörlerin geliştirilmesine odaklandılar.

Ticari olarak başarılı olan üçüncü bir reaktör tipi, hem soğutucunun hem de moderatörün ağır su olduğu ve yakıtın da doğal uranyum olduğu reaktördür. Nükleer çağın başlangıcında, bir dizi ülkede bir ağır su reaktörünün potansiyel faydaları araştırıldı. Bununla birlikte, o zamanlar bu tür reaktörlerin üretimi, kısmen geniş uranyum rezervleri nedeniyle, esas olarak Kanada'da yoğunlaşmıştı.

Nükleer endüstrinin gelişimi.

İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra, dünya çapında elektrik enerjisi endüstrisine on milyarlarca dolar yatırım yapıldı. Bu bina patlaması, nüfus artışını çok geride bırakan elektrik talebindeki hızlı büyüme ile körüklendi ve Milli gelir. Ana odak noktası, kömürle ve daha az ölçüde petrol ve gazla çalışan termik santraller (TPS'ler) ve hidroelektrik santralleri idi. nükleer santral endüstriyel tip 1969'dan önce değildi. 1973'e gelindiğinde, neredeyse tüm sanayileşmiş ülkeler büyük ölçekli hidroelektrik kaynaklarını tüketmişti. 1973 yılından sonra enerji fiyatlarındaki artış, hızlı büyüme elektriğe duyulan ihtiyaç ve ulusal enerji endüstrisinin bağımsızlığını kaybetme olasılığına ilişkin artan endişe - tüm bunlar, nükleer enerjinin öngörülebilir gelecek için tek geçerli alternatif enerji kaynağı olduğu görüşünün oluşturulmasına katkıda bulundu. 1973-1974 Arap petrol ambargosu, nükleer enerjinin gelişimi için ek bir emir dalgasına ve iyimser tahminlere yol açtı.

Ancak sonraki her yıl bu tahminlerde kendi ayarlamalarını yaptı. Bir yandan nükleer enerjinin hükümetlerde, uranyum endüstrisinde, araştırma laboratuvarlarında ve güçlü enerji şirketlerinde destekçileri vardı. Öte yandan, nüfusun çıkarlarını, çevrenin temizliğini ve tüketicilerin haklarını savunan grupların birleştiği güçlü bir muhalefet ortaya çıktı. Bugüne kadar devam eden tartışma, esas olarak sorular üzerinde odaklandı. zararlı etki yakıt döngüsünün çeşitli aşamaları çevre, reaktör kazalarının olasılığı ve bunların Olası sonuçlar, reaktörlerin inşası ve işletilmesinin organizasyonu, nükleer atıkların bertaraf edilmesi için kabul edilebilir seçenekler, nükleer santrallere sabotaj ve terör saldırıları potansiyeli ve ayrıca nükleer silahların yayılmasının önlenmesi alanında artan ulusal ve uluslararası çabalar konuları silahlar.

Güvenlik sorunları.

Diğer şeylerin yanı sıra 1970'ler ve 1980'lerdeki Çernobil felaketi ve diğer nükleer reaktör kazaları, bu tür kazaların genellikle öngörülemez olduğunu açıkça ortaya koydu. Örneğin, Çernobil'de Ünite 4'ün reaktörü, programlanmış bir kapatma sırasında meydana gelen güç dalgalanması sonucunda ciddi şekilde hasar gördü. Reaktör beton bir kabuğun içindeydi ve bir acil durum soğutma sistemi ve diğer donanımlarla donatılmıştı. modern sistemler güvenlik. Ancak reaktör kapatıldığında keskin bir güç dalgalanmasının olabileceği ve böyle bir dalgalanmanın ardından reaktörde oluşan gaz halindeki hidrojenin hava ile karışarak reaktör binasını tahrip edecek şekilde patlayacağı kimsenin aklına gelmemişti. . Kaza sonucunda 30'dan fazla kişi öldü, Kiev ve komşu bölgelerde 200.000'den fazla kişi yüksek dozda radyasyon aldı ve Kiev'in su kaynağı kirlendi. Kaza mahallinin kuzeyinde - tam radyasyon bulutunun yolu üzerinde - Beyaz Rusya, Ukrayna ve Batı Rusya'nın ekolojisi için hayati önem taşıyan geniş Pripyat bataklıkları var.

Amerika Birleşik Devletleri'nde nükleer reaktör inşa eden ve işleten endüstriler, inşaatı yavaşlatan, tasarım ve işletme standartlarında birçok değişikliği zorunlu kılan ve elektrik maliyetini ve maliyetini artıran birçok güvenlik sorunuyla karşı karşıya kaldı. Görünüşe göre bu zorlukların iki ana kaynağı var. Bunlardan biri, bu yeni enerji sektöründeki bilgi ve deneyim eksikliğidir. Diğeri ise yeni sorunların ortaya çıktığı nükleer reaktör teknolojisindeki gelişmelerdir. Ancak buhar jeneratörü borularının aşınması ve kaynar su reaktörlerinin boru hatlarının çatlaması gibi eskiler devam ediyor. Soğutma sıvısı akışındaki ani değişikliklerin neden olduğu hasarlar gibi diğer güvenlik sorunları tam olarak çözülmemiştir.

Nükleer enerji ekonomisi.

Elektrik üretiminin diğer alanlarındaki yatırımlar gibi nükleer enerjiye yapılan yatırımlar, iki koşul yerine getirildiğinde ekonomik olarak gerekçelendirilir: kilovat saat başına maliyetin en ucuz alternatif üretim yönteminden daha fazla olmaması ve beklenen elektrik talebinin yeterince yüksek olması. üretilen enerjinin maliyetinin üzerinde bir fiyata satılabilmesi. 1970'lerin başlarında, hem elektrik talebi hem de ana yakıtlar olan kömür ve petrol fiyatlarının hızla artmasıyla birlikte, dünya ekonomik görünümü nükleer enerji için çok elverişli görünüyordu. Bir nükleer santral inşa etmenin maliyetine gelince, neredeyse tüm uzmanlar bunun istikrarlı olacağına ve hatta düşmeye başlayacağına ikna olmuştu. Ancak 1980'lerin başında bu tahminlerin hatalı olduğu anlaşıldı: elektrik talebindeki artış durdu, doğal yakıt fiyatları artık artmakla kalmadı, hatta düşmeye başladı ve nükleer santrallerin inşası durduruldu. en karamsar tahminde beklenenden çok daha pahalı. Sonuç olarak, nükleer enerji her yerde ciddi bir ekonomik zorluklar dönemine girdi ve bunlar en ciddi şekilde ortaya çıktığı ve en yoğun şekilde geliştiği ülkede - Amerika Birleşik Devletleri'nde yaşandı.

eğer harcarsan Karşılaştırmalı analiz Amerika Birleşik Devletleri'nde nükleer enerji ekonomisi, bu endüstrinin neden rekabet gücünü kaybettiği ortaya çıkıyor. 1970'lerin başından beri nükleer santrallerin maliyetleri hızla arttı. Geleneksel bir CHP tesisinin maliyetleri, doğrudan ve dolaylı sermaye yatırımları, yakıt maliyetleri, işletme maliyetleri ve enerji maliyetlerinden oluşur. Bakım. Kömürle çalışan bir termik santralin ömrü boyunca, yakıt maliyetleri tüm maliyetlerin ortalama %50-60'ını oluşturur. Nükleer santraller söz konusu olduğunda, tüm maliyetlerin yaklaşık %70'ini oluşturan sermaye yatırımları hakimdir. Yeni nükleer reaktörlerin sermaye maliyetleri, ortalama olarak, kömürle çalışan elektrik santrallerinin ömür boyu yakıt maliyetlerinin çok üzerindedir ve nükleer santraller söz konusu olduğunda yakıt tasarrufunun faydasını ortadan kaldırır.

Nükleer enerji için beklentiler.

Nükleer enerji geliştirmenin güvenli ve ekonomik yollarını aramaya devam etme ihtiyacında ısrar edenler arasında iki ana yön ayırt edilebilir. İlkinin destekçileri, tüm çabaların nükleer teknolojinin güvenliğine yönelik kamuoyu güvensizliğini ortadan kaldırmaya odaklanması gerektiğine inanıyor. Bunu yapmak için, mevcut hafif su reaktörlerinden daha güvenli yeni reaktörler geliştirmek gerekiyor. Burada iki tip reaktör ilgi çekicidir: "teknolojik olarak son derece güvenli" bir reaktör ve "modüler" yüksek sıcaklıklı gaz soğutmalı bir reaktör.

Modüler bir gaz soğutmalı reaktörün prototipi, Almanya'nın yanı sıra ABD ve Japonya'da geliştirildi. Bir hafif su reaktöründen farklı olarak, modüler bir gaz soğutmalı reaktörün tasarımı, operasyon güvenliğinin pasif olarak sağlanacağı şekildedir - operatörlerin doğrudan eylemleri veya elektrik veya mekanik sistem koruma. Teknolojik olarak son derece güvenli reaktörlerde pasif koruma sistemi de kullanılmaktadır. Fikri İsveç'te önerilen böyle bir reaktör, tasarım aşamasından öteye gidememiş görünüyor. Ancak ABD'de modüler gaz soğutmalı bir reaktöre göre potansiyel avantajlarını görenler arasında güçlü bir destek gördü. Ancak her iki seçeneğin de geleceği, belirsiz maliyetleri, geliştirme güçlükleri ve nükleer enerjinin kendisinin tartışmalı geleceği nedeniyle belirsizdir.

Diğer yönün savunucuları, gelişmiş ülkelerin yeni enerji santrallerine ihtiyaç duyduğu andan önce, yeni reaktör teknolojilerinin geliştirilmesi için çok az zaman kaldığına inanıyor. Onların görüşüne göre, birincil görev nükleer enerjiye yatırımı teşvik etmektir.

Ancak nükleer enerjinin geliştirilmesine yönelik bu iki beklentiye ek olarak, tamamen farklı bir bakış açısı da oluştu. Tedarik edilen enerjinin, yenilenebilir enerji kaynaklarının (güneş pilleri vb.) daha eksiksiz kullanılmasına ve enerji tasarrufuna umut bağlamaktadır. Bu görüşü savunanlara göre, eğer gelişmiş ülkeler daha ekonomik ışık kaynaklarının geliştirilmesine yönelirlerse, elektrikli ev aletleri, ısıtma ekipmanı ve klimalar, o zaman tasarruf edilen elektrik, mevcut tüm nükleer santraller olmadan yapmak için yeterli olacaktır. Elektrik tüketiminde gözlenen önemli düşüş, verimliliğin elektrik talebini sınırlamada önemli bir faktör olabileceğini göstermektedir.

Bu nedenle, nükleer enerji henüz verimlilik, güvenlik ve kamu düzeni testinden geçememiştir. Geleceği artık nükleer santrallerin inşası ve işletilmesi üzerindeki kontrolün ne kadar etkili ve güvenilir bir şekilde yürütüleceğine ve ayrıca radyoaktif atık bertarafı sorunu gibi bir dizi başka sorunun ne kadar başarılı bir şekilde çözüleceğine bağlı. Nükleer enerjinin geleceği aynı zamanda güçlü rakiplerinin - kömürle çalışan termik santraller, yeni enerji tasarrufu teknolojileri ve yenilenebilir enerji kaynakları - yaşayabilirliğine ve genişlemesine bağlıdır.

Yirminci yüzyıl, atomların çekirdeğinde bulunan yeni bir enerji türünün gelişiminin işareti altında geçti ve nükleer fiziğin yüzyılı oldu. Bu enerji, insanlığın tarihi boyunca kullandığı yakıt enerjisinden kat kat fazladır.

Zaten 1939'un ortalarında dünyanın bilim adamları nükleer fizik alanında önemli teorik ve deneysel keşiflere sahipti ve bu da bu yönde kapsamlı bir araştırma programı ortaya koymayı mümkün kıldı. Uranyum atomunun iki parçaya ayrılabileceği ortaya çıktı. Bu büyük miktarda enerji açığa çıkarır. Ek olarak, fisyon işlemi sırasında diğer uranyum atomlarını parçalayabilen ve bir nükleer zincir reaksiyonuna neden olabilen nötronlar salınır. Uranyumun nükleer fisyon reaksiyonu çok etkilidir ve en şiddetli kimyasal reaksiyonları çok geride bırakır. Bir uranyum atomu ile bir patlayıcı - trinitrotoluen (TNT) molekülünü karşılaştıralım. Bir TNT molekülünün bozunması sırasında 10 elektron volt enerji açığa çıkar ve bir uranyum çekirdeğinin bozunması sırasında 200 milyon elektron volt, yani 20 milyon kat daha fazla enerji açığa çıkar.

Bu keşifler bilim dünyasında bir sansasyon yarattı: insanlık tarihinde, atomun dünyaya nüfuz etmesi ve enerjisine hakim olması kadar sonuçları açısından daha önemli bir bilimsel olay olmamıştır. Bilim adamları, asıl amacının elektrik üretmek ve diğer barışçıl alanlarda kullanmak olduğunu anladılar. 1954 yılında SSCB'de dünyanın ilk 5 MW kapasiteli endüstriyel nükleer santralinin devreye alınmasıyla Obninsk'te nükleer enerji çağı başladı. Elektrik üretiminin kaynağı uranyum çekirdeklerinin bölünmesiydi.

İlk nükleer santralleri işletme deneyimi, nükleer enerji teknolojisinin gerçekliğini ve güvenilirliğini gösterdi. endüstriyel üretim elektrik. Gelişmiş sanayi ülkeleri, reaktörlü nükleer santraller tasarlamaya ve inşa etmeye başladı. farklı şekiller. 1964 yılına gelindiğinde dünyadaki nükleer santrallerin toplam kapasitesi 5 milyon kw'a çıkmıştı.

O zamandan beri, dünyadaki toplam elektrik üretimine giderek daha önemli bir katkı yapan ve umut verici yeni bir enerji alternatifi haline gelen nükleer enerjinin hızlı gelişimi başladı. Amerika Birleşik Devletleri'nde nükleer enerji santrallerinin inşası için siparişlerde bir patlama başladı, daha sonra Batı Avrupa, Japonya, SSCB. Nükleer enerjinin büyüme oranı yılda yaklaşık %30'a ulaşmıştır. Daha 1986 yılına gelindiğinde, dünyadaki nükleer santrallerde toplam kurulu gücü 253 milyon kW olan 365 güç ünitesi çalışıyordu. Yaklaşık 20 yılda nükleer santrallerin kapasitesi 50 kat arttı. Nükleer santrallerin inşası dünyanın 30 ülkesinde gerçekleştirildi (Şekil 1.1).

O zamana kadar, dünyaca ünlü bilim adamlarından oluşan yetkili bir topluluk olan Roma Kulübü'nün çalışmaları yaygın olarak biliniyordu. Çalışmaların yazarlarının sonuçları, dünya ekonomisinin anahtarı olan petrol de dahil olmak üzere organik enerji kaynaklarının doğal rezervlerinin oldukça yakın bir şekilde tükenmesinin kaçınılmazlığına ve yakın gelecekte fiyatlarındaki keskin artışa indirgenmiştir. Bunu akılda tutarak, nükleer enerji tam zamanında geldi. Uzun vadede potansiyel nükleer yakıt stokları (2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th), nükleer enerjinin geliştirilmesi için çeşitli senaryolar altında hayati önem taşıyan yakıt tedarik sorununu çözdü.

Nükleer enerjinin gelişmesi için koşullar son derece elverişliydi ve nükleer santrallerin ekonomik performansı da iyimserlik uyandırdı, nükleer santraller zaten termik santrallerle başarılı bir şekilde rekabet edebiliyordu.

Nükleer enerji, fosil yakıtların tüketimini azaltmayı ve TPP'lerden çevreye kirletici emisyonları önemli ölçüde azaltmayı mümkün kıldı.

Nükleer enerjinin gelişimi, askeri-sanayi kompleksinin yerleşik enerji sektörüne dayanıyordu - oldukça iyi gelişmiş endüstriyel reaktörler ve bu amaçlar için halihazırda oluşturulmuş nükleer yakıt çevrimini (NFC) kullanan denizaltılar için reaktörler, edinilen bilgi ve önemli deneyim. Devasa bir devlet desteğine sahip olan nükleer enerji, mevcut sisteme başarılı bir şekilde uyum sağladı. enerji sistemi bu sistemin doğasında var olan kural ve gereklilikleri dikkate alarak.

Yirminci yüzyılın 70'lerinde ağırlaşan enerji güvenliği sorunu. petrol fiyatlarındaki keskin artışın neden olduğu enerji kriziyle bağlantılı olarak, arzının siyasi duruma bağlı olması, birçok ülkeyi enerji programlarını yeniden gözden geçirmeye zorladı. Nükleer enerjinin geliştirilmesi, fosil yakıtların tüketimini azaltarak, kendi yakıt ve enerjisine sahip olmayan veya sınırlı olan ülkelerin enerji bağımlılığını azaltır.

tik kaynakları ithalatından kurtarmakta ve bu ülkelerin enerji güvenliğini güçlendirmektedir.

Nükleer enerjinin hızlı gelişimi sürecinde, iki ana nükleer güç reaktörü türünden - termal ve hızlı nötronlar - dünyada en yaygın kullanılanı termal nötron reaktörleridir.

tasarlanmış Farklı ülkeler farklı moderatörlere ve soğutuculara sahip reaktörlerin tipleri ve tasarımları, ulusal nükleer enerji endüstrisinin temeli haline geldi. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri'nde basınçlı su reaktörleri ve kaynar su reaktörleri, Kanada'da - doğal uranyumla çalışan ağır su reaktörleri, eski SSCB- Basınçlı su reaktörleri (VVER) ve uranyum-grafit kaynar su reaktörleri (RBMK) reaktörlerinin birim gücü büyüdü. Böylece, 1973 yılında Leningrad NGS'ye 1000 MW elektrik gücüne sahip RBMK-1000 reaktörü kuruldu. Büyük nükleer santrallerin, örneğin Zaporizhzhya NGS'nin (Ukrayna) kapasitesi 6000 MW'a ulaştı.

NPP ünitelerinin neredeyse sabit güçte çalıştığı göz önüne alındığında,

NPP "Three Mile Island" (ABD)

Birbirine bağlı enerji sistemlerinin günlük yük çizelgesinin temel kısmı, dünyadaki nükleer santrallere paralel olarak, çizelgenin değişken kısmını kapsayacak ve yük çizelgesindeki gece boşluğunu kapatacak şekilde yüksek manevra kabiliyetine sahip pompaj depolamalı enerji santralleri inşa edilmiştir.

Nükleer enerjinin yüksek gelişme oranları, güvenlik düzeyine karşılık gelmiyordu. Nükleer enerji tesislerini işletme deneyimine, süreçlere ve olası sonuçlara ilişkin artan bilimsel ve teknik anlayışa dayanarak, gözden geçirme gerekli hale geldi. teknik gereksinimler sermaye yatırımlarında ve işletme maliyetlerinde artışa neden olmuştur.

Nükleer enerjinin gelişimine ciddi bir darbe, 1979'da Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Three Mile Island nükleer santralinde ve ayrıca bir dizi başka tesiste meydana gelen ve güvenlik gereksinimlerinin radikal bir şekilde gözden geçirilmesine yol açan ciddi bir kaza ile indirildi. dünya çapında mevcut standartların sıkılaştırılması ve nükleer santral geliştirme programlarının revize edilmesi, nükleer enerji endüstrisinde çok büyük manevi ve maddi hasara neden oldu. Nükleer enerjide lider olan Amerika Birleşik Devletleri'nde 1979'da nükleer santral yapım siparişleri durdurulmuş, diğer ülkelerdeki inşaatları da azalmıştır.

1986'da Ukrayna'daki Çernobil nükleer santralindeki en kötü kaza, uluslararası nükleer olaylar ölçeğine göre en yüksek seviye yedi kaza olarak nitelendirildi ve neden oldu ekolojik felaket geniş bir coğrafyada can kaybı, yüzbinlerce insanın yeniden yerleşimi, dünya toplumunun nükleer enerjiye olan güvenini sarstı.

“Çernobil'deki trajedi bir uyarıdır. Ve sadece nükleer enerjide değil, ”dedi Akademisyen V.A. Legasov, hükümet komisyonu üyesi, birinci akademisyen yardımcısı A.P. Atom Enerjisi Enstitüsü'ne başkanlık eden Aleksandrov, I.V. Kurchatov.

Pek çok ülkede, nükleer enerjinin geliştirilmesine yönelik programlar askıya alındı ve bazı ülkelerde, daha önce ana hatları çizilen nükleer enerjinin geliştirilmesine yönelik planlar tamamen terk edildi.

Buna rağmen 2000 yılına kadar dünyanın 37 ülkesinde faaliyet gösteren nükleer santraller dünya elektrik üretiminin %16'sını üretmiştir.

Nükleer santrallerin işletim güvenliğini sağlamak için eşi benzeri görülmemiş çabalar, 21. yüzyılın başında bunu mümkün kıldı. halkın nükleer enerjiye olan güvenini yeniden sağlamak. Gelişiminde bir "rönesans" zamanı gelir.

Yüksek ekonomik verimlilik ve rekabet gücünün yanı sıra, yakıt kaynaklarının mevcudiyeti, güvenilirlik, emniyet, önemli faktörler nükleer enerjinin en çevre dostu elektrik kaynaklarından biri olmasına rağmen, kullanılmış yakıtın bertaraf edilmesi sorunu devam etmektedir.

Nükleer yakıtın çoğaltılması (üretilmesi) ihtiyacı açık hale geldi, yani. hızlı nötron reaktörlerinin (yetiştiricilerin) inşası, elde edilen yakıtın işlenmesine giriş. Bu yöndeki gelişimin ciddi ekonomik teşvikleri ve beklentileri vardı ve birçok ülkede gerçekleştirildi.

SSCB'de hızlı nötron reaktörlerinin endüstriyel kullanımına yönelik ilk deneysel çalışma 2000 yılında başlamıştır.

1949 ve 1950'lerin ortalarından itibaren, bir dizi pilot reaktör BR-1, BR-5, BOR-60'ın (1969) işletmeye alınması başladı, 1973'te 350 MW gücünde bir reaktöre sahip çift amaçlı bir nükleer santral elektrik üretimi ve deniz suyunun tuzdan arındırılması için 1980 yılında 600 MW kapasiteli BN-600 endüstriyel reaktörü devreye alındı.

Amerika Birleşik Devletleri'nde bu alanda kapsamlı bir geliştirme programı uygulandı. 1966–1972'de Deneysel reaktör "Enrico Fermil" inşa edildi ve 1980 yılında 400 MW kapasiteli dünyanın en büyük araştırma reaktörü FFTF işletmeye alındı. Almanya'da ilk reaktör 1974 yılında faaliyete geçmiş ve inşa edilen yüksek güçlü SNR-2 reaktörü hiçbir zaman işletmeye alınmamıştır. Fransa'da 1973 yılında 250 MW kapasiteli Phoenix reaktörü, 1986 yılında ise 1242 MW kapasiteli Superphenix reaktörü devreye alınmıştır. 1977'de Japonya deneysel Joyo reaktörünü ve 1994'te 280 MW Monju reaktörünü devreye aldı.

Dünya topluluğunun 21. yüzyıla girdiği ekolojik kriz koşullarında, nükleer enerji, güvenilir bir güç kaynağının sağlanmasına, sera gazı emisyonlarının ve çevreye kirletici maddelerin azaltılmasına önemli bir katkı sağlayabilir.

Nükleer güç en iyi yol yeterli yakıt ve enerji kaynaklarının uzun vadede istikrarlı bir şekilde tüketilmesi ile mevcudiyetinin en önemli gerekliliklerinden biri olduğu, dünyada kabul görmüş sürdürülebilir kalkınma ilkelerini karşılamaktadır.

21. yüzyılda toplumun ve dünya ekonomisinin gelişimine ilişkin hesaplamalara ve modellemelere dayalı tahminlere göre, elektrik enerjisi endüstrisinin baskın rolü devam edecektir. Uluslararası Enerji Ajansı'nın (IEA) tahminine göre 2030 yılına kadar dünyadaki elektrik üretimi iki kattan fazla olacak ve 30 trilyonu aşacak. kWh ve Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı'nın (IAEA) tahminlerine göre, nükleer enerjinin "rönesansı" bağlamında, payı dünya elektrik üretiminde% 25'e çıkacak ve önümüzdeki 15 yılda daha fazla Dünyada 100'den fazla yeni reaktör inşa edilecek ve nükleer santralin gücü 2006'da 370 milyon kw'dan 2030'da 679 milyon kw'a çıkacak.

Şu anda, ABD, Japonya, Güney Kore ve Finlandiya dahil olmak üzere üretilen toplam elektrik hacminde yüksek paya sahip ülkeler aktif olarak nükleer enerji geliştiriyor. Ülkenin elektrik enerjisi endüstrisini nükleer enerjiye yeniden yönlendiren ve geliştirmeye devam eden Fransa, enerji sorununu onlarca yıldır başarıyla çözdü. Bu ülkede elektrik üretiminde nükleer santrallerin payı yüzde 80'e ulaşıyor. Nükleer enerji üretiminde küçük bir paya sahip olan gelişmekte olan ülkeler, hızla nükleer enerji santralleri inşa etmektedir. Böylece Hindistan, uzun vadede 40 milyon kW kapasiteli bir nükleer santral inşa etme niyetini ve Çin - 100 milyon kW'tan fazla inşa etme niyetini açıkladı.

2006 yılında yapımı devam eden 29 nükleer santral ünitesinden 15'i Asya'da bulunuyordu. Türkiye, Mısır, Ürdün, Şili, Tayland, Vietnam, Azerbaycan, Polonya, Gürcistan, Beyaz Rusya ve diğer ülkeler ilk kez nükleer santralleri devreye almayı planlıyor.

2030 yılına kadar 40 milyon kW kapasiteli nükleer santrallerin inşasını sağlayan Rusya tarafından nükleer enerjinin daha da geliştirilmesi planlanıyor. Ukrayna'da, Ukrayna'nın 2030 yılına kadar olan Enerji Stratejisi uyarınca, nükleer santral üretiminin toplam üretimin %50'si seviyesinde tutularak 219 milyar kWh'e çıkarılması ve 1–1,5 milyon kW kapasiteli yeni ünitelerin devreye alınması ve mevcut nükleer santral ünitelerinin işletme ömrünün uzatılması (2006 yılında Ukrayna'da nükleer santrallerin kapasitesi 90,2 milyar kWh elektrik üretimiyle 13,8 milyon kW veya toplam üretimin yaklaşık %48,7'si idi).

Termal ve hızlı nötron reaktörlerinin daha da geliştirilmesi konusunda birçok ülkede devam eden çalışmalar, güvenilirliklerini, ekonomik verimliliklerini ve çevresel güvenliklerini daha da geliştirmeyi mümkün kılacaktır. Aynı zamanda uluslararası işbirlikleri de büyük önem taşımaktadır. Böylece, yüksek düzeyde güvenlik ve rekabet edebilirlik, radyoaktif atıkların en aza indirilmesi ile karakterize edilen uluslararası GT MSR projesinin (gaz türbini modüler güneş soğutmalı reaktör) gelecekteki uygulamasında verimlilik artabilir. 50'ye kadar%.

Termal nötron reaktörlü nükleer enerji santralleri ve nükleer yakıtı yeniden üreten hızlı nötron reaktörlü nükleer santraller de dahil olmak üzere iki bileşenli bir nükleer enerji yapısının gelecekte yaygın kullanımı, doğal uranyum kullanma verimliliğini artıracak ve radyoaktif atık birikim seviyesini azaltacaktır. .

Aslında omurga faktörü olan nükleer yakıt çevriminin (NFC) nükleer enerjinin geliştirilmesindeki en önemli rolü not edilmelidir. Bu, aşağıdaki durumlardan kaynaklanmaktadır:

Nükleer yakıt çevrimi, güvenli ve verimli çalışma için gerekli tüm yapısal, teknolojik ve tasarım çözümleriyle sağlanmalıdır;
NFC, nükleer enerjinin ve yaygın kullanımının sosyal kabul edilebilirliği ve ekonomik etkinliği için bir koşuldur;
Nükleer yakıt döngüsünün geliştirilmesi, elektrik üreten nükleer santraller için gerekli güvenlik düzeyini sağlama ve uranyum madenciliği, nakliye, kullanılmış atıkların işlenmesi dahil nükleer yakıt üretimi ile ilgili riskleri en aza indirme görevlerini birleştirme ihtiyacına yol açacaktır. nükleer yakıt (SNF) ve radyoaktif atıkların imhası (birleşik bir güvenlik gereksinimleri sistemi);
uranyum üretiminde ve kullanımında (NFC'nin ilk aşaması) keskin bir artış, yakıt verimliliğinde bir artış, atık miktarında bir azalma gerektiren, doğal uzun ömürlü radyonüklidlerin çevreye girme riskinde bir artışa yol açar. ve yakıt döngüsünün kapatılması.

NGS işletiminin ekonomik verimliliği, yakıt ikmali için harcanan sürenin kısaltılması ve yakıt tertibatlarının (FA) performansındaki artış dahil olmak üzere doğrudan yakıt döngüsüne bağlıdır. Bu nedenle, yüksek nükleer yakıt kullanım faktörüne sahip nükleer yakıt çevriminin daha da geliştirilmesi ve iyileştirilmesi ve düşük atıklı kapalı bir yakıt çevriminin oluşturulması büyük önem taşımaktadır.

Ukrayna'nın enerji stratejisi, ulusal yakıt döngüsünün geliştirilmesini sağlar. Böylelikle uranyum madenciliğinin 2030 yılında 0,8 bin tondan 6,4 bin tona çıkması, zirkonyum, zirkonyum alaşımları ve yakıt düzenekleri bileşenlerinin yerli üretiminin daha da geliştirilmesi ve gelecekte de kapalı bir yakıt çevriminin oluşturulması sağlanacaktır. nükleer yakıt üretimi için uluslararası işbirliğine katılım olarak. Ukrayna'nın kurumsal katılımı, VVER reaktörleri için yakıt tertibatlarının üretimi için kapasitelerin oluşturulmasında ve Rusya'da Uluslararası Uranyum Zenginleştirme Merkezi'nin oluşturulmasında, Ukrayna'nın ABD tarafından önerilen Uluslararası Nükleer Yakıt Bankası'na girmesi öngörülmektedir.

Nükleer enerji için yakıtın mevcudiyeti, gelişme beklentileri açısından büyük önem taşımaktadır. Dünyadaki mevcut doğal uranyum talebi yaklaşık 60 bin ton olup, toplam rezervleri yaklaşık 16 milyon tondur.

21. yüzyılda daha ileri teknolojilerin kullanılmasıyla dünyada artan elektrik üretiminin sağlanmasında nükleer enerjinin rolü keskin bir şekilde artacaktır. Nükleer enerjinin uzun vadede henüz ciddi bir rakibi yok. Gelişimini büyük ölçekte uygulamak için, daha önce de belirtildiği gibi, aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır: yüksek verimlilik, kaynak bağışı, enerji fazlalığı, güvenlik ve çevresel etkinin kabul edilebilirliği. İlk üç gereksinim, termal ve hızlı reaktörlerden oluşan iki bileşenli bir nükleer güç yapısı kullanılarak karşılanabilir. Böyle bir yapıyla, doğal uranyum kullanma etkinliğini önemli ölçüde artırmak, üretimini azaltmak ve biyosfere giren radonun seviyesini sınırlamak mümkündür. Her iki tip reaktör için gerekli güvenlik seviyesini elde etmenin ve sermaye maliyetlerini azaltmanın yolları zaten biliniyor ve bunları uygulamak için zaman ve para gerekiyor. Toplum nükleer enerjinin daha fazla geliştirilmesi ihtiyacını anladığında, iki bileşenli bir yapının teknolojisi fiilen hazırlanacak, ancak nükleer santrallerin ve yakıt dahil endüstrinin yapısının optimize edilmesi açısından hala yapılması gereken çok şey var. çevrim işletmeleri.

Çevresel etki düzeyi esas olarak yakıt çevrimindeki (uranyum, plütonyum) ve depolamadaki (Np, Am, Cm, fisyon ürünleri) radyonüklidlerin miktarı ile belirlenir.

1 1 I ve 9 0 Sr, l 7 Cs gibi kısa ömürlü izotoplara maruz kalma riski, nükleer santrallerin, depolama tesislerinin ve yakıt çevrimi işletmelerinin güvenliğini iyileştirerek kabul edilebilir bir düzeye indirilebilir. Böyle bir riskin kabul edilebilirliği pratikte kanıtlanabilir. Ancak milyonlarca yıl boyunca uzun ömürlü aktinitlerin ve fisyon ürünlerinin gömülmesinin güvenilirliğini kanıtlamak zor ve göstermek imkansızdır.

Kuşkusuz, radyoaktif atığın güvenilir bir şekilde bertaraf edilmesinin yollarını aramayı reddetmek imkansızdır, ancak aktinitleri enerji üretimi için kullanma olasılığını geliştirmek gerekir, yani. sadece uranyum ve plütonyum için değil, aynı zamanda aktinitler için de (Np, Am, Cm, vb.) yakıt döngüsünün kapanması. Tehlikeli uzun ömürlü fisyon ürünlerinin bir termal nötron reaktör sistemindeki dönüştürülmesi, nükleer yakıtın üretimi ve işlenmesi için ek teknolojik süreçler nedeniyle nükleer enerji mühendisliğinin yapısını karmaşıklaştıracak veya nükleer santral türlerinin sayısını artıracaktır. Np, Am, Cm, diğer aktinitler ve fisyon ürünlerinin reaktör yakıtına dahil edilmesi, tasarımlarını zorlaştıracak, yeni nükleer yakıt türlerinin geliştirilmesini gerektirecek ve güvenlik üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olacaktır.

Bu bağlamda, termal ve hızlı reaktörler ile Np, Am, Cm ve diğer aktinitleri yakmak ve bazı fisyon ürünlerinin dönüşümü için reaktörlerden oluşan üç bileşenli bir nükleer enerji mühendisliği yapısı oluşturma olasılığı değerlendirilmektedir.

En önemli sorunlar, nükleer yakıta dönüştürülebilen radyoaktif atıkların işlenmesi ve bertaraf edilmesidir.

21. yüzyılın ilk yarısında insanlık, yüklü parçacık hızlandırıcıları kullanan elektronnükleer enerji ve uzun vadede termonükleer enerji de dahil olmak üzere yeni enerji türlerinin geliştirilmesi yolunda bilimsel ve teknik bir atılım yapmak zorunda kalacak. uluslararası işbirliğini gerektirir.

Tianwan NGS, şu anda Çin'de yapım aşamasında olan tüm NGS'ler arasında güç ünitelerinin birim kapasitesi açısından en büyüğüdür. Ana planı, her biri 1000 MW kapasiteli dört güç ünitesi inşa etme imkanı sağlıyor. İstasyon, Sarı Deniz kıyısında, Pekin ve Şangay arasında yer almaktadır. inşaat işleri sitede 1998 yılında başladı. Basınçlı su reaktörü VVER-1000/428 ve türbin K-1000-60/3000 ile Mayıs 2006'da devreye alınan NGS'nin ilk güç ünitesi 2 Haziran 2007'de devreye alınmış ve aynı ünitenin ikinci ünitesi devreye alınmıştır. tipi 12 Eylül 2007 tarihinde işletmeye alınmıştır. Şu anda, nükleer santralin her iki güç ünitesi de %100 kapasitede istikrarlı bir şekilde çalışıyor ve Çin'in Jiangsu eyaletine elektrik sağlıyor. Tianwan NGS'nin üçüncü ve dördüncü güç ünitelerinin inşa edilmesi planlanmaktadır.

Nükleon başına bağlanma enerjisinin çekirdekteki nükleon sayısına bağımlılığı grafikte gösterilmiştir.

Bir çekirdeği tek tek nükleonlara ayırmak için gereken enerjiye bağlanma enerjisi denir. Nükleon başına bağlanma enerjisi, farklı kimyasal elementler ve hatta aynı kimyasal elementin izotopları için aynı değildir. Bir çekirdekteki bir nükleonun spesifik bağlanma enerjisi, ortalama olarak, hafif çekirdekler (döteryum) için 1 MeV ile orta ağırlıktaki çekirdekler (A≈100) için 8.6 MeV arasında değişir. Ağır çekirdekler için (A≈200), bir nükleonun spesifik bağlanma enerjisi, ortalama ağırlıktaki çekirdeklerden yaklaşık 1 MeV daha azdır, böylece ortalama ağırlıktaki çekirdeklere dönüşmelerine (2 parçaya bölünme) aşağıdakilerin salınması eşlik eder: nükleon başına yaklaşık 1 MeV veya çekirdek başına yaklaşık 200 MeV miktarda enerji. Hafif çekirdeklerin daha ağır çekirdeklere dönüşmesi, nükleon başına daha da büyük bir enerji kazancı sağlar. Örneğin, döteryum ve trityum kombinasyonunun reaksiyonu

1 D²+ 1 T³→ 2 He 4 + 0 N 1

17.6 MeV, yani nükleon başına 3.5 MeV'lik bir enerji salınımı ile birlikte.

Nükleer enerjinin serbest bırakılması

Ekzotermik nükleer reaksiyonların nükleer enerji açığa çıkardığı bilinmektedir.

Genellikle, nükleer enerji üretmek için uranyum-235 veya plütonyum çekirdeklerinin zincir nükleer fisyon reaksiyonu kullanılır. Çekirdekler, üzerlerine bir nötron çarptığında bölünür ve yeni nötronlar ve fisyon parçaları elde edilir. Fisyon nötronları ve fisyon fragmanları yüksek kinetik enerjiye sahiptir. Parçacıkların diğer atomlarla çarpışması sonucunda bu kinetik enerji hızla ısıya dönüşür.

Nükleer enerjiyi serbest bırakmanın bir başka yolu da termonükleer füzyondur. Bu durumda, iki hafif element çekirdeği bir ağır olana birleştirilir. Bu tür süreçler Güneş'te gerçekleşir.

Birçok atom çekirdeği kararsızdır. Zamanla, bu çekirdeklerden bazıları kendiliğinden diğer çekirdeklere dönüşerek enerji açığa çıkarır. Bu fenomene radyoaktif bozunma denir.

Nükleer enerji uygulamaları

Hidrojen bombasında füzyon enerjisi kullanılır.

notlar

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

Uluslararası anlaşmalar

Bir Nükleer Kazanın Erken Bildirilmesine İlişkin Sözleşme (Viyana, 1986)
Nükleer Maddenin Fiziksel Korunmasına İlişkin Sözleşme (Viyana, 1979)
Nükleer Hasar için Hukuki Sorumluluğa İlişkin Viyana Sözleşmesi
Kullanılmış Yakıt Yönetiminin Güvenliği ve Radyoaktif Atık Yönetiminin Güvenliğine İlişkin Ortak Sözleşme

Edebiyat

Clarfield, Gerald H. ve William M. Wiecek (1984). Nükleer Amerika: Amerika Birleşik Devletleri'nde Askeri ve Sivil Nükleer Güç 1940-1980, Harper ve Sıra.
Cooke, Stephanie (2009). Ölümlü Ellerde: Nükleer Çağın Dikkatli Bir Tarihi Siyah A.Ş.
Cravens Gwyneth Dünyayı Kurtarma Gücü: Nükleer Enerji Hakkındaki Gerçek. - New York: Knopf, 2007. - ISBN 0-307-26656-7
Elliott, David (2007). Nükleer mi Değil mi? Sürdürülebilir Enerji Geleceğinde Nükleer Enerjinin Yeri Var mı?, Palgrave.
Falk Jim (1982). Küresel Fisyon: Nükleer Güç Üzerine Savaş, Oxford Üniversitesi Yayınları.
Ferguson, Charles D., (2007). Nükleer Enerji: Faydaları ve Riskleri Dengelemek Dış İlişkiler Konseyi.
Herbst, Alan M. ve George W. Hopley (2007). Şimdi Nükleer Enerji: Neden Dünyanın En Yanlış Anlaşılan Enerji Kaynağının Zamanı Geldi?, Wiley.
Schneider, Mycle, Steve Thomas, Antony Froggatt, Doug Koplow (Ağustos 2009). Dünya Nükleer Sanayi Durum Raporu, Almanya Federal Çevre, Doğa Koruma ve Reaktör Güvenliği Bakanlığı.
Walker, J. Samuel (1992). Atomu İçeren: Değişen Bir Ortamda Nükleer Düzenleme, 1993-1971
Walker, J.Samuel (2004). Three Mile Island: Tarihsel Perspektifte Bir Nükleer Kriz, Berkeley: Kaliforniya Üniversitesi Yayınları.
Giyim, Spencer R. Nükleer Korkunun Yükselişi. Cambridge, MA: Harvard University Press, 2012. ISBN 0-674-05233-1

nükleer teknolojiler
Mühendislik
malzemeler
Nükleer güç
nükleer Tıp
Nükleer silah

Wikimedia Vakfı. 2010

Kossman, Bernhard
Zimmermann, Albert Carl Heinrich

Diğer sözlüklerde "Nükleer Enerji" nin ne olduğuna bakın:

NÜKLEER GÜÇ- (atom enerjisi) nükleer dönüşümler (nükleer reaksiyonlar) sırasında salınan atom çekirdeğinin iç enerjisi. çekirdeğin bağlanma enerjisi. kütle kusuru Çekirdekteki nükleonlar (protonlar ve nötronlar) nükleer kuvvetler tarafından sıkıca tutulur. Bir çekirdekten bir nükleon çıkarmak için, ... ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

NÜKLEER GÜÇ- (atom enerjisi), dahili. enerji nükleer dönüşümler sırasında salınan çekirdekler. Çekirdeği oluşturan nükleonlara ayırmak için harcanması gereken enerjiye denir. Çekirdeğin bağlanma enerjisi St. Bu maks. enerji, cennet öne çıkabilir. ...... Fiziksel Ansiklopedi

NÜKLEER GÜÇ- NÜKLEER ENERJİ, denklemde açıklandığı gibi KÜTLE'nin enerjiye dönüştürülmesi sonucunda bir nükleer reaksiyon sırasında salınan ENERJİ: E=mc2 (burada E enerjidir, m kütledir, c ışık hızıdır); A. EINSTEIN tarafından GÖRELİK TEORİSİ'nde türetilmiştir. ... ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

NÜKLEER GÜÇ- (atom enerjisi) bkz. () () ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

NÜKLEER GÜÇ- (atom enerjisi), belirli nükleer reaksiyonlar sırasında salınan atom çekirdeğinin iç enerjisi. Nükleer enerjinin kullanımı, ağır çekirdeklerin fisyon zincir reaksiyonlarının ve hafif çekirdeklerin termonükleer füzyon reaksiyonlarının uygulanmasına dayanır (bkz ... ... Modern Ansiklopedi

Nükleer enerji, enerji endüstrisinin kollarından biridir. Elektrik üretimi, ağır radyoaktif metallerin çekirdeklerinin bölünmesi sırasında açığa çıkan ısıya dayanır. Özel nükleer reaktörlerde bozunan plütonyum-239 ve uranyum-235 izotopları en çok yakıt olarak kullanılır.

2014 istatistiklerine göre, nükleer enerji dünyadaki tüm elektriğin yaklaşık %11'ini üretiyor. Nükleer enerji üretiminde ilk üç ülke ABD, Fransa ve Rusya'dır.

Bu tür enerji üretimi, kendi ihtiyaç duyduğu durumlarda kullanılır. Doğal Kaynaklarülkeler gerekli hacimlerde enerji üretimine izin vermemektedir. Ancak bu enerji sektörü etrafında hala tartışmalar var. Üretimin ekonomik verimliliği ve güvenliği şu nedenlerle sorgulanmaktadır: tehlikeli atık ve nükleer silah endüstrisine olası uranyum ve plütonyum sızıntıları.

Nükleer enerjinin gelişimi

Nükleer enerji ilk olarak 1951'de üretildi. Amerika Birleşik Devletleri'nin Idaho eyaletinde, bilim adamları 100 kilovat kapasiteli kararlı çalışan bir reaktör inşa ettiler. Savaş sonrası yıkım ve elektrik tüketimindeki hızlı artış sırasında, nükleer enerji özellikle önemli hale geldi. Bu nedenle, üç yıl sonra, 1954'te Obninsk şehrinde bir güç ünitesi faaliyete geçti ve lansmandan bir buçuk ay sonra ürettiği enerji Mosenergo ağına akmaya başladı.

Bundan sonra, nükleer santrallerin inşası ve devreye alınması hızlı bir hız kazandı:

1956 - Birleşik Krallık'ta 50 MW kapasiteli Calder Hall-1 nükleer santrali devreye alındı;
1957 - ABD'de Shippingport nükleer santralinin lansmanı (60 megavat);
1959 - Fransa'da Avignon yakınlarında 37 MW kapasiteli Marcoule istasyonu açıldı.

SSCB'de nükleer enerjinin gelişiminin başlangıcı, 100 MW kapasiteli Sibirya nükleer santralinin inşası ve lansmanı ile belirlendi. O zamanlar nükleer endüstrinin gelişme hızı artıyordu: 1964'te, sırasıyla 100 ve 240 MW kapasiteli Beloyarsk ve Novovoronezh nükleer santrallerinin ilk birimleri piyasaya sürüldü. 1956'dan 1964'e kadar olan dönemde, SSCB dünya çapında 25 nükleer tesis inşa etti.

Ardından 1973 yılında Leningrad NGS'nin 1000 MW kapasiteli ilk yüksek güçlü ünitesi piyasaya sürüldü. Bir yıl önce, Kazakistan'ın Shevcheko (şimdiki adı Aktau) şehrinde bulunan bir nükleer santral çalışmalarına başladı. Ürettiği enerji Hazar Denizi'nin sularını tuzdan arındırmak için kullanıldı.

1970'lerin başında, nükleer enerjinin hızlı gelişimi birkaç nedenden dolayı haklıydı:

kullanılmayan hidroelektrik kaynaklarının eksikliği;
elektrik tüketimindeki ve enerji taşıyıcılarının maliyetindeki artış;
enerji arzına yönelik ticaret ambargosu Arap ülkeleri;
nükleer santral inşa etme maliyetinde beklenen azalma.

Ancak 1980'lerde durum tersine döndü: fosil yakıtların maliyeti gibi elektrik talebi de istikrar kazandı. Ve aksine, bir nükleer santral inşa etmenin maliyeti arttı. Bu faktörler, bu sanayi sektörünün gelişmesi önünde ciddi engeller oluşturmuştur.

Gelişimde ciddi sorunlar nükleer enerji endüstrisi 1986'da Çernobil nükleer santralindeki kazayı yarattı. Büyük ölçekli insan yapımı bir felaket, tüm dünyanın barışçıl atomun güvenliğini düşünmesine neden oldu. Aynı zamanda nükleer enerji sektörünün tamamında bir durgunluk dönemi başladı.

21. yüzyılın başlangıcı, Rusya'nın nükleer enerji endüstrisinin yeniden canlanmasına işaret ediyordu. 2001 ve 2004 yılları arasında üç yeni güç ünitesi devreye alındı.

Mart 2004'te Cumhurbaşkanı Kararnamesi uyarınca Federal Atom Enerjisi Kurumu kuruldu. Ve üç yıl sonra devlet şirketi "Rosatom" ile değiştirildi.

Mevcut haliyle, Rus nükleer enerji endüstrisi, personeli 230.000'e yaklaşan 350'den fazla işletmeden oluşan güçlü bir komplekstir. Şirket, nükleer yakıt rezervlerinin miktarı ve nükleer enerji üretim hacmi açısından dünyada ikinci sırada yer almaktadır. Endüstri aktif olarak gelişiyor, şu anda modern güvenlik standartlarına uygun olarak 9 nükleer güç ünitesinin inşası sürüyor.

Nükleer enerji endüstrileri

Modern Rusya'nın nükleer enerji endüstrisi, birkaç endüstriden oluşan karmaşık bir komplekstir:

nükleer reaktörlerin ana yakıtı olan uranyumun madenciliği ve zenginleştirilmesi;
uranyum ve plütonyum izotoplarının üretimi için bir işletme kompleksi;
nükleer santrallerin tasarımı, inşası ve işletilmesi görevlerini yerine getiren nükleer santraller;
nükleer santrallerin üretimi.

Elektrik üretimine yönelik teknolojilerin geliştirildiği ve iyileştirildiği araştırma enstitüleri, nükleer enerji ile dolaylı olarak ilişkilidir. Aynı zamanda, bu tür kurumlar nükleer silahlar, güvenlik ve gemi yapımı sorunlarıyla da ilgilenmektedir.

Rusya'da nükleer enerji

Rusya, uranyum cevherinin çıkarılmasından nükleer santrallerde elektrik üretimine kadar tam bir döngünün nükleer teknolojilerine sahiptir. Nükleer enerji kompleksi, 35 işletme güç ünitesine sahip 10 işletme elektrik santralini içermektedir. 6 adet nükleer santralin de inşaatı aktif olarak sürdürülmekte olup, 8 adet daha yapılması planlanmaktadır.

Rus nükleer santralleri tarafından üretilen enerjinin çoğu, doğrudan nüfusun ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılmaktadır. Ancak, Beloyarskaya ve Leningradskaya gibi bazı istasyonlar yakın yerleşim yerleri ve sıcak su. Rosatom aktif olarak, ülkenin koordineli bölgelerini ucuza ısıtmayı mümkün kılacak bir nükleer ısıtma tesisi geliştiriyor.

Dünya ülkelerinde nükleer enerji

Atom enerjisi üretimi açısından ilk sırayı yılda 798 milyar kilovat saat kapasiteli 104 nükleer reaktörle Amerika Birleşik Devletleri alıyor. İkinci sırada 58 reaktörün bulunduğu Fransa yer alıyor. Arkasında 35 güç ünitesi ile Rusya yer alıyor. İlk beşi tamamlayan Güney Kore ve Çin. Her ülkenin 23 reaktörü vardır, yalnızca Çin, üretilen nükleer elektrik açısından Kore'den daha düşüktür - 123 milyar kWh / yıl'a karşı 149 milyar kWh / yıl.