Атомная энергетика

     Введение 

     Атомная энергетика - область техники, основанная на использовании реакции деления атомных ядер для выработки теплоты и производства электроэнергии.

     В 1990 атомными электростанциями (АЭС) мира производилось 16% электроэнергии. Такие  электростанции работали в 31 стране и  строились еще в 6 странах.

     Ядерный сектор энергетики наиболее значителен во Фpанции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии, т.е. в тех  промышленно развитых странах, где  недостаточно природных энергоpесуpсов. Эти страны производят от четверти до половины своей электpоэнеpгии на АЭС. США производят на АЭС только восьмую часть своей электpоэнеpгии, но это составляет около одной пятой ее мирового производства.

     Атомная энергетика остается предметом острых дебатов. Сторонники и противники атомной  энергетики резко расходятся в оценках ее безопасности, надежности и экономической эффективности.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Атомная энергетика

     Атомная энеpгетика – это сложное производство, включающее множество промышленных процессов, которые вместе образуют топливный цикл. Существуют разные типы топливных циклов, зависящие от типа pеактоpа и от того, как протекает конечная стадия цикла.

     Обычно  топливный цикл состоит из следующих  процессов. В рудниках добывается урановая руда. Руда измельчается для отделения  диоксида урана, а радиоактивные  отходы идут в отвал. Полученный оксид  урана (желтый кек) преобразуется в  гексафтоpид урана – газообразное соединение. Для повышения концентрации уpана-235 гексафтоpид урана обогащают  на заводах по разделению изотопов. Затем обогащенный уран снова  переводят в твердый диоксид  урана, из которого изготавливают топливные  таблетки. Из таблеток собирают тепловыделяющие  элементы (твэлы), которые объединяют в сборки для ввода в активную зону ядерного pеактоpа АЭС. Извлеченное  из реактора отработанное топливо имеет  высокий уровень радиации и после  охлаждения на территории электростанции отправляется в специальное хранилище. Предусматривается также удаление отходов с низким уровнем радиации, накапливающихся в ходе эксплуатации и технического обслуживания станции. По истечении срока службы и сам  реактор должен быть выведен из эксплуатации (с дезактивацией и удалением  в отходы узлов реактора). Каждый этап топливного цикла регламентируется так, чтобы обеспечивались безопасность людей и защита окружающей среды.

     Одним из важных показателей экологических  и экономических возможностей страны является уровень развития энергетики. Развитие топливно- энергетического  комплекса (ТЭК) в настоящее время  нельзя мыслить без атомной энергетики. В 1990 г. атомными электростанциями (АЭС) мира производилось 16% электроэнергии. Такие электростанции работали в 31 стране и стоились еще в 6 станах. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен во Франции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии, т.е. в  тех промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов. Эти страны производят от четверти до половины своей электроэнергии на АЭС. США производят на АЭС только восьмую часть своей электроэнеpгии, но это составляет около одной пятой ее мирового производства.

     Атомная энергетика — это добыча урановой руды, создание ядерного горючего, транспортировка, использование на АЭС, хранение, в  том числе и технологическое. Сейчас, как отмечает академик РАН  Роберт Нигматулин, повсеместно развито  длительное хранение облученного ядерного топлива (ОЯТ), которое необходимо перерабатывать. «ОЯТ — это мощный энергетический ресурс, — подчеркивает известный  ученый. — И только с помощью  энергетики, в том числе и атомной, можно сегодня очистить все накопившиеся загрязнения, в том числе и  радиоактивные. Доля загрязнений от атомной энергетики составляет тысячные доли всех радиоактивных отходов. Настал момент, когда развитие науки и  техники позволяет использовать в качестве свежего топлива уже  отработанное ядерное топливо после  малозатратной технологической  обработки».

     К слову, таким образом, решается сразу несколько проблем: экологическая, ресурсосбережения и топливообеспечения, — а атомная энергетика выходит в своем развитии на замкнутый топливный цикл. В этой связи решение о создании в России государственной корпорации по атомной энергии 

     Инвестиции  в атомную энергетику подобно  инвестициям в другие области  производства электpоэнеpгии экономически оправданы, если выполняются два  условия: стоимость киловатт-часа не больше, чем при самом дешевом  альтернативном способе производства, и ожидаемая потребность в  электpоэнеpгии достаточно высокая, чтобы произведенная энергия  могла продаваться по цене, превышающей  ее себестоимость. Как отмечает ряд изданий, в начале 1970-х гг. мировые экономические перспективы выглядели очень благоприятными для атомной энергетики: быстро росли как потребность в электpоэнеpгии, так и цены на основные виды топлива — уголь и нефть. Что же касается стоимости строительства АЭС, то почти все специалисты были убеждены, что она будет стабильной или даже станет снижаться. Однако в начале 1980-х годов стало ясно, что эти оценки ошибочны: рост спроса на электpоэнеpгию прекратился, цены на пpиpодное топливо не только больше не росли, но даже начали снижаться, а строительство АЭС обходилось значительно дороже, чем предполагалось в самом пессимистическом прогнозе. В результате атомная энергетика повсюду вступила в полосу серьезных экономических трудностей, причем наиболее серьезными они оказались в стране, где она возникла и развивалась наиболее интенсивно — в США. Если провести сравнительный анализ экономики атомной энергетики в США, то становится понятным, почему эта отрасль промышленности потеряла конкурентоспособность. С начала 1970-х годов резко выросли затраты на АЭС. Затраты на обычную ТЭС складываются из прямых и косвенных капиталовложений, затрат на топливо, эксплуатационных расходов и расходов на техническое обслуживание. За срок службы ТЭС, работающей на угле, затраты на топливо составляют в среднем 50-60% всех затрат. В случае же АЭС доминируют капиталовложения, составляя около 70% всех затрат. Капитальные затраты на новые ядерные pеактоpы в среднем значительно превышают расходы на топливо угольных ТЭС за весь срок их службы, чем сводится на нет преимущество экономии на топливе в случае АЭС.

     В XXI веке во внутренней и внешней политике любого государства энергетика занимает особое место. Сегодня невозможно представить  ни одну отрасль, ни одно производство, где не использовалась бы электрическая  энергия, в том числе и от атомных  станций. Учитывая процесс глобализации, доля использования атомной энергии  в западных странах не только не уменьшилась, а, наоборот, увеличилась. Так, во Франции электроэнергия от АЭС  составляет 77%, в Бельгии — 56%, в  Швеции — 49%, в Украине — около 45%.

2 Перспективы развития атомной энергетики

  При рассмотрении вопроса о перспективах атомной энергетики в ближайшем (до конца века) и отдаленном будущем  необходимо учитывать влияние многих факторов: ограничение запасов природного урана, высокая по сравнению с  ТЭС стоимость капитального строительства  АЭС, негативное общественное мнение, которое привело к принятию в  ряде стран (США, ФРГ, Швеция, Италия) законов, ограничивающих атомную энергетику в праве использовать ряд технологий (например, с использованием Рu и  др.), что привело к свертыванию  строительства новых мощностей  и постепенному выводу отработавших без замены на новые. В то же время  наличие большого запаса уже добытого и обогащенного урана, а также  высвобождаемого при демонтаже  ядерных боеголовок урана и плутония, наличие технологий расширенного воспроизводства (где в выгружаемом из реактора топливе содержится больше делящихся  изотопов, чем загружалось) снимают  проблему ограничения запасов природного урана, увеличивая возможности атомной  энергетики до 200-300 Q. Это превышает  ресурсы органического топлива  и позволяет сформировать фундамент  мировой энергетики на 200-300 лет вперед.

  Но  технологии расширенного воспроизводства (в частности, реакторы-размножители на быстрых нейтронах) не перешли  в стадию серийного производства из-за отставания в области переработки  и рецикла (извлечения из отработанного  топлива «полезного» урана и  плутония). А наиболее распространенные в мире современные реакторы на тепловых нейтронах используют лишь 0,50,6% урана (в основном делящийся изотоп U238 , концентрация которого в природном  уране 0,7%). При такой низкой эффективности  использования урана энергетические возможности атомной энергетики оцениваются только в 35 Q. Хотя это  может оказаться приемлемым для  мирового сообщества на ближайшую перспективу, с учетом уже сложившегося соотношения  между атомной и традиционной энергетикой и постановкой темпов роста мощностей АЭС во всем мире. Кроме того, технология расширенного воспроизводства дает значительную дополнительную экологическую нагрузку. .Сегодня специалистам вполне понятно, что ядерная анергия, в принципе, является единственным реальным и существенным источником обеспечения электроэнергией человечества в долгосрочном плане, не вызывающим такие отрицательные для планеты явления, как парниковый эффект, кислотные дожди и т.д. Как известно, сегодня энергетика, базирующаяся на органическом топливе, то есть на сжигании угля, нефти и газа, является основой производства электроэнергии в мире Стремление сохранить органические виды топлива, одновременно являющиеся ценным сырьем, обязательство установить пределы для выбросов СО; или снизить их уровень и ограниченные перспективы широкомасштабного использования возобновляемых источников энергии все это свидетельствует о необходимости увеличения вклада ядерной энергетики.

  Учитывая  все перечисленное выше, можно  сделать вывод, что перспективы  развития атомной энергетики в мире будут различны для разных регионов и отдельных стран, исходя из потребностей и электроэнергии, масштабов территории, наличия запасов органического  топлива, возможности привлечения  финансовых ресурсов для строительства  и эксплуатации такой достаточно дорогой технологии, влияния общественного  мнения в данной стране и ряда других причин.

  Отдельно  рассмотрим перспективы атомной  энергетики в России. Созданный в  России замкнутый научно-производственный комплекс технологически связанных  предприятий охватывает все сферы, необходимые для функционирования атомной отрасли, включая добычу и переработку руды, металлургию, химию и радиохимию, машино- и  приборостроение, строительный потенциал. Уникальным является научный и инженерно-технический  потенциал отрасли. Промышленно-сырьевой потенциал отрасли позволяет  уже в настоящее время обеспечить работу АЭС России и СНГ на много  лет вперед, кроме того, планируются  работы по вовлечению в топливный цикл накопленного оружейного урана и плутония. Россия может экспортировать природный и обогащенный уран на мировой рынок, учитывая, что уровень технологии добычи и переработки урана по некоторым направлениям превосходит мировой, что дает возможность в условиях мировой конкуренции удерживать позиции на мировом урановом рынке.

  Но  дальнейшее развитие отрасли без  возврата к ней доверия населения  невозможно. Для этого нужно на базе открытости отрасли формировать  позитивное общественное мнение и обеспечить возможность безопасного функционирования АЭС под контролем МАГАТЭ. Учитывая экономические трудности России, отрасль сосредоточится в ближайшее  время на безопасной эксплуатации существующих мощностей с постепенной заменой  отработавших блоков первого поколения  наиболее совершенными российскими  реакторами (ВВЭР-1000, 500, 600), а небольшой  рост мощностей произойдет за счет завершения строительства уже начатых  станций. На длительную перспективу  в России вероятен рост мощностей  в переходом на АЭС новых поколений, уровень безопасности и экономические  показатели которых обеспечат устойчивое развитие отрасли на перспективу.

  В диалоге сторонников и противников  атомной энергетики необходимы полная и точная информация по состоянию  дел в отрасли как в отдельной  стране, так и в мире, научно обоснованные прогнозы развития и потребности  в атомной энергии. Только на пути гласности и информированности  могут быть достигнуты приемлемые результаты. Более 400 блоков во всем мире (по данным, содержащимся в Информационной системе  МАГАТЭ по энергетическим реакторам  на конец 1994 года, в 30 странах эксплуатируется 432 АЭС общей мощностью приблизительно 340 ГВт) обеспечивают весомую долю потребностей общества в энергии. Миллионы людей  в мире добывают уран, обогащают  его, создают оборудование и строят атомные станции, десятки тысяч  ученых работают в отрасли. Это одна из наиболее мощных отраслей современной индустрии, ставшая уже ее неотъемлемой частью. И хотя взлет атомной энергетики сейчас сменяется периодом стабилизации мощностей, учитывая позиции, завоеванные атомной энергетикой за 40 лет, есть надежда, что она сможет сохранить свою долю в мировом производстве электроэнергии на довольно длительную перспективу, пока не будет сформирован единый взгляд в мировом сообществе на необходимость и масштабы использования атомной энергетики в мире. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Заключение

     Таким образом, атомная энергетика пока не выдержала испытаний на экономичность, безопасность и расположение общественности. Ее будущее теперь зависит от того, насколько эффективно и надежно  будет осуществляться контроль за строительством и эксплуатацией АЭС, а также  насколько успешно будет решен  ряд других проблем, таких, как проблема удаления радиоактивных отходов. Будущее  атомной энергетики зависит также  от жизнеспособности и экспансии  ее сильных конкурентов – ТЭС, работающих на угле, новых энергосберегающих  технологий и возобновляемых энергоресурсов.    

  Сегодня в мировой экономике происходит ренессанс атомной энергетики, связанный  с общим пониманием необходимости  существенного пересмотра структуры  глобального энергетического баланса  в сторону уменьшения доли углеводородов. Атомная энергетика, которая характеризуется  меньшей топливной составляющей, а, следовательно, большей ценовой  стабильностью, чем классические углеводороды, при условии безопасной эксплуатации атомных энергетических объектов может  внести существенный вклад в процесс  устойчивого экономического развития в мире. 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  литературы: 

1. Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы. М., 1984.
2. Самойлов О. Б., Усынин Г. Б., Бахметьев А. М. Безопасность ядерных энергетических установок. М., 1989
3. Синев Н. М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии экономики ядерного топлива. Экономика АЭС. М., 1987.
4. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М., 1985.
5. http://www.rosatom.ru/concern/reports/prospects/prospects.htm.
6. http://www.noopolis.ru/articles/503.shtml  
        

Содержание 
 

Введение…………………………………………………………………………...3

1 Атомная  энергетика……………………………………………………………..4

2 Перспективы  развития атомной энергетики…………………………………7

Заключение……………………………………………………………………….11

Список  литературы………………………………………………………………12