Перспективы развития атомной энергетики

в МАОУ «Лицей №4» г. Чебоксары» Давыдова Валерия и Соколова

виктория

на которых улавливается тепловая энергия радиоактивного распада ядерного «топлива» –

обогащенного урана и некоторых других радиоактивных материалов.

в 1952 г., с этого времени производство электроэнергии на атомных

электростанциях (АЭС) неуклонно увеличивается, хотя после тяжелых аварий в мире наблюдается настороженное отношение к этому варианту энергетики. В настоящее время в 88 странах мира работает 437 ядерных энергоблоков и строится еще около 50.

– это сравнительная дешевизна энергии и небольшое количество отходов. В

пересчете на единицу производимой энергии отходы от АЭС в тысячи раз меньше, чем на угольных ТЭС (1 стакан урана-235 дает столько же энергии, сколько 10 тыс. т угля). Достоинством АЭС является и отсутствие выбросов в атмосферу диоксида углерода, которое сопровождает производство электроэнергии при сжигании углеродистых энергоносителей.

полной безопасности ядерного топливного цикла, а также риск аварий на

АЭС. Историю развития атомной энергетики омрачают тяжелые аварии, которые произошли в Кыштыме и Чернобыле. Однако, вероятность аварий на современных АЭС крайне низка. Так, в Великобритании она составляет не более чем 1:1 000 000. В Японии строятся новые АЭС (в том числе и самая крупная в мире «Фукусама») в сейсмически опасных районах на берегу океана.

основе ВИЭ и возрастающая потребность в энергии подталкивает большинство стран

мира к развитию атомной энергетики, причем строительство АЭС начинается в развивающихся странах Южной Америки, Азии и Африки. Возобновляется ранее приостановленное строительство АЭС даже в странах, пострадавших от Чернобыльской катастрофы – Украине, Белоруссии, РФ. Возобновляется работа АЭС в Армении.

разработаны проекты внедрения новых, более экономичных реакторов, способных расходовать на

получение единицы электроэнергии в 4-10 раз меньше урана, чем современные. Обсуждается вопрос об использовании в качестве «топлива» тория и плутония. Японские ученые считают, что плутоний можно сжигать без остатка, и АЭС на плутонии могут быть самыми экологически чистыми, так как не дают радиоактивных отходов (РАО). По этой причине Япония активно скупает плутоний, освобождающийся при демонтаже ядерных боеголовок. Однако для перевода АЭС на плутониевое топливо нужна дорогостоящая модернизация ядерных реакторов.

сырья для ядерного топлива, его подготовку к сжиганию в реакторах,

процесс получения энергии и переработку, хранение и захоронение РАО. В некоторых странах Европы и в РФ осуществляется переход к закрытому циклу, при котором образуется меньше РАО, т.к. значительная часть их после переработки дожигается. Это позволяет не только снизить риск радиоактивного загрязнения среды, но в сотни раз уменьшить расходы урана. При открытом цикле РАО не перерабатываются, а захороняются. Он более экономичен, но экологически не оправдан. По этой схеме пока работают АЭС США.

гораздо более эффективно используют уран (приблизительно в 60 раз). Этот

тип реакторов может работать на плутониевом топливе, произведенном в обычных реакторах, и эксплуатироваться в замкнутом цикле с собственным заводом по переработке отработанного топлива. Они могут быть сконструированы так, чтобы производить больше делящихся изотопов. Их использование позволит обеспечить нас энергией на многие миллионы лет. Однако быстрые реакторы дороже и в постройке и в эксплуатации. Их неоспоримое преимущество перед реакторами на медленных нейтронах заключается в том, что они позволяют сжигать актиниды, которые составляют долгоживущую и высокоактивную часть ядерных отходов реакторов на медленных нейтронах.

на впечатляющее снижение себестоимости генерируемой ими электроэнергии, предъявляют жесткие требования

к энергетической системе, в составе которой они работают. Например, пропускная способность энергосистемы должна уметь принимать огромные порции энергии. В сети должны иметься потребители, способные принять всю электроэнергию, вырабатываемую на АЭС. Соответственно, АСММ имеют целый ряд преимуществ перед АЭС большой мощности. Меньше мощность – меньше физические размеры — меньше объемы строительства, быстрее срок ввода в эксплуатацию, и, следовательно, инвестиции, объем которых много меньше, чем при строительстве традиционных АЭС, окупятся быстрее – ниже финансовые риски. АСММ не предъявляют высокие требования к энергосетям. В общем, АСММ – хороший вариант для снабжения электроэнергией и теплом малонаселенных регионов, а при комплектации соответствующим оборудованием – и пресной питьевой водой.

не требует перезарядки топлива и может без остановки работать до

30 лет и при этом требует минимального вмешательства со стороны человека. При этом размеры установки позволяют в будущем использовать эти или подобные им реакторы не только в море, но и на дне полноводных сибирских рек, что резко расширяет сферу их применения.

позволит создать качественно новую технику высокой энерговооруженности для изучения и

освоения дальнего космоса. Новый проект предполагает использование ионных электрореактивных двигателей, в которых реактивная тяга создается за счет ускоренного электрическим полем потока ионов. При использовании космических ядерных энергоустановок можно приступить к решению таких задач, как полет на Марс, детальные исследования планет и их спутников, промышленное производство в космосе. Также можно будет заниматься очисткой околоземного космического пространства от космического мусора, бороться с астероидной опасностью, создавать на планетах автоматизированные базы.

электрическую на основе монокристаллов пьезоэлектриков для использования в составе автономных

бета-вольтаических батарей переменного напряжения. Ученые использовали в качестве источника электронов в ядерной батарейке изотоп "никель-63", период полураспада которого составляет 100 лет, а его излучение не наносит вред живым организмам.
Применение импульсных источников питания (накапливают и отдают заряд) позволяет преодолеть ограничения, вызванные малой мощностью бета-вольтаических ядерных батареек. Такие технологии используются в кардиоимплантах, которые контролируют работу сердца.

В пользу развития атомной энергетики в последние годы высказывается и

«Римский клуб», эксперты которого сформулировали следующее положение: «Нефть – слишком дорого, уголь – слишком опасно для природы, вклад ВИЭ – слишком незначителен, единственный шанс – придерживаться ядерного варианта».