Атамныя станцыі. Атамныя станцыі Украіны. Атамныя станцыі Расіі

Сучасныя патрэбы чалавецтва ў энергіі растуць гіганцкімі тэмпамі. Ўзрастае яе выдатак на асвятленне гарадоў, на прамысловыя і іншыя патрэбы народнай гаспадаркі. Адпаведна, у атмасферу выкідваецца ўсё больш і больш сажы ад спальванага вугалю і мазуту, узмацняецца парніковы эфект. Акрамя таго, усё больш размоў ў апошнія гады аб уводзе ў эксплуатацыю электрычных транспартных сродкаў, якія таксама ўнясуць свой уклад у павышэнне спажывання электрычнасці.

На жаль, экалагічна чыстыя ГЭС пакрыць такія гіганцкія патрэбы не ў стане, а далейшае павелічэнне колькасці ТЭС і ЦЭЦ папросту немэтазгодна. Што ж распачаць у дадзеным выпадку? А выбіраць-то асабліва няма з чаго: атамныя станцыі пры правільнай іх эксплуатацыі з'яўляюцца выдатным выхадам з энергетычнага тупіку.

Нягледзячы на тое, што здарылася ў Чарнобылі, нават памятаючы пра нядаўнія клопатах японцаў, навукоўцы ўсяго свету прызнаюць, што мірны атам - адзінае рашэнне надыходзячага энергетычнага крызісу на сённяшні дзень. Шырока разрэкламаваныя альтэрнатыўныя крыніцы энергіі не даюць нават сотай долі таго аб'ёму электрычнасці, які патрабуецца свеце кожны дзень.

Акрамя таго, нават выбух атамнай станцыі ў Чарнобылі не нанёс навакольнага асяроддзі і сотай долі таго страт, які адзначаецца нават пры адной катастрофе на нафтаздабываючай платформе. Інцыдэнт з ВР - яркае таму пацверджанне.

Прынцып дзеяння ядзернага рэактара

Крыніцай цяпла з'яўляюцца цеплавыдзяляльныя элементы - цеплавыдзяляючых элементаў. Па сутнасці, гэта трубкі з цырконіевых сплаву, які слаба схільны дэгенерацыі нават у зоне актыўнага дзялення атамаў. Ўнутр змяшчаюцца таблеткі двухвокісу ўрану або крупка са сплаву ўрану і малібдэна. Ўнутры рэактара гэтая трубкі кампануюць ў зборкі, кожная з якіх утрымоўвае па 18 цеплавыдзяляючых элементаў.

Усяго зборак можа быць амаль дзве тысячы, прычым размяшчаюцца яны ў каналах ўнутры графітавай кладкі. Вылучаюцца цяпло збіраецца з дапамогай цепланосбіта, прычым у сучасных АЭС два цыркуляцыйных контуру. У другім з іх вада ніяк не ўзаемадзейнічае з актыўнай зонай рэактара, што значна павышае бяспеку канструкцыі ў цэлым. Сам рэактар размяшчае ў шахце, а для графітнай мура ствараецца спецыяльная капсула з таго ж цырконіевых сплаву (30 мм таўшчынёй).

Уся канструкцыя абапіраецца на надзвычай масіўнае падстава з высокатрывалага бетону, пад якім размяшчаецца басейн. Ён служыць для астуджэння ядзернага паліва ў выпадку аварыі.

Прынцып дзеяння просты: цеплавыдзяляючыя элементы награваюцца, цяпло ад іх перадаецца на першасны цепланосбіт (вадкі натрый, дэйтэрый), пасля чаго энергія перадаецца на другасны контур, усярэдзіне якога пад велізарным ціскам цыркулюе вада. Яна тут жа закіпае, а пар раскручвае турбіны генератараў. Пасля гэтага пар паступае ў кандэнсуецца прылады, зноў пераходзіць у вадкі стан, пасля чаго зноў адпраўляецца ў другасны контур.

Гісторыя стварэння

У другой палове 40-х гадоў у СССР былі прыкладзены ўсе сілы для стварэння праектаў, якія прадугледжваюць мірнае выкарыстанне атамнай энергіі. Знакаміты акадэмік Курчатаў, выступаючы на чарговым пасяджэнні ЦК КПСС, высунуў прапанову аб выкарыстанні атамнай энергіі ў справе выпрацоўкі электраэнергіі, у якой краіна, аднаўляецца пасля страшнай вайны, востра мела патрэбу.

У 1950 годзе пачалося будаўніцтва атамнай станцыі (першай у свеце, дарэчы), якую заклалі ў пасёлку Обнінск, што ў Калужскай вобласці. Праз чатыры гады гэтая станцыя, якая мела магутнасць у 5 МВт, была паспяхова запушчана. Унікальнасць падзеі яшчэ і ў тым, што наша краіна стала першым у свеце дзяржавай, якое здолела эфектыўна выкарыстоўваць атам выключна ў мірных мэтах.

працяг працы

Ужо ў 1958 годзе былі пачаты работы па праектаванні Сібірскай АЭС. Праектная магутнасць павялічылася адразу ў 20 разоў, склаўшы ўжо 100 МВт. Але унікальнасць сітуацыі нават не ў гэтым. Калі станцыю здавалі, яе аддача склала 600 МВт. Навукоўцы ўсяго за пару гадоў здолелі натолько палепшыць праект, а зусім нядаўна такая выніковасць здавалася здзейснена немагчымай.

Зрэшты, атамныя станцыі на прасторах Саюза тады раслі не горш за грыбоў. Так, ужо праз пару гадоў пасля Сібірскай была запушчана Белоярская АЭС. У хуткім часе была пабудавана станцыя ў Варонежы. У 1976 годзе была ўведзена ў эксплуатацыю Курская атамная станцыя, рэактары якой у 2004 годзе былі сур'ёзна мадэрнізаваны.

Наогул, АЭС будаваліся ў планавым парадку ўвесь пасляваенны перыяд. Толькі катастрофа ў Чарнобылі змагла затармазіць гэты працэс.

Як справы ішлі за мяжой

Не варта лічыць, што падобныя распрацоўкі вяліся выключна ў нашай краіне. Англічане цудоўна разумелі, наколькі важнымі могуць быць атамныя станцыі, а таму актыўна працавалі ў гэтым напрамку. Так, ужо ў 1952 годзе яны запусцілі уласны праект па распрацоўцы і стварэнню АЭС. Праз чатыры гады гарадок Колдер-Хол стаў першым ангельскай атамным горадам з уласнай электрастанцыяй на 46 МВт. У 1955 году ўрачыста ўвялі ў эксплуатацыю АЭС у амерыканскім горадзе Шиппингпорте. Яе магутнасць была роўнай 60 МВт. З тых часоў атамныя электрычныя станцыі пачалі сваё трыўмфальнае шэсце па свеце.

Пагрозы мірнага атама

Першая эйфарыя ад ўтаймавання атама ўжо неўзабаве змяніліся трывогай і страхам. Зразумела, самай сур'ёзнай катастрофай стала ЧАЭС, але быў камбінат «Маяк», аварыі з атамнымі рэактарамі ў АПЛ, а таксама іншыя інцыдэнты, пра многіх з якіх мы напэўна ніколі не даведаемся. Наступствы гэтых аварый прымусілі людзей задумацца аб павышэнні ўзроўню культуры выкарыстання атамнай энергіі. Акрамя таго, чалавецтва яшчэ раз ўсвядоміла, што не ў сілах супрацьстаяць стыхійным сілам прыроды.

Многія свяціла сусветнай навукі доўга абмяркоўвалі, як жа зрабіць атамныя станцыі бяспечней. У Маскве 1989 году была сабрана сусветная асамблея, па выніках нарады якой былі зроблены высновы аб неабходнасці кардынальна ўзмацніць жорсткасць кантроль над атамнай энергетыкай.

Сёння сусветныя супольнасці пільна сочаць, як выконваюцца ўсе гэтыя пагаднення. Зрэшты, ніякія назірання і кантроль не могуць выратаваць ад прыродных катаклізмаў або банальнай глупства. Гэта яшчэ раз пацвердзіла аварыя на "Фукусіма-1", у выніку якой ужо сотні мільёнаў тон радыёактыўнай вады выліліся ў Ціхі Акіян. Наогул, Японія, атамная станцыя ў якой - адзіны сродак забеспячэння гіганцкіх патрэбаў прамысловасці і насельніцтва электрычнасцю, ад праграмы будаўніцтва АЭС так і не адмовілася.

класіфікацыя

Усе АЭС могуць класіфікавацца па тыпу вырабленай энергіі, а таксама па мадэлі свайго рэактара. Ўлічваецца таксама ступень бяспекі, тып канструкцыі, а таксама іншыя важныя параметры.

Вось так яны падпадзяляюцца па тыпу вырабленай энергіі:

• Атамныя электрастанцыі. Адзінай энергіяй, якая на іх выпрацоўваецца, з'яўляецца электрычнасць.
• Атамныя цеплаэлектрастанцыі. Акрамя электрычнасці, гэтыя будынкі выпрацоўваюць таксама цёпла, што робіць іх асабліва каштоўнымі для размяшчэння ў паўночных гарадах. Там эксплуатацыя АЭС дазваляе рэзка знізіць залежнасць рэгіёну ад паставак паліва з іншых рэгіёнаў.

Якое выкарыстоўваецца паліва і іншыя характарыстыкі

Найбольш распаўсюджанымі з'яўляюцца атамныя рэактары, у якасці паліва для якіх выкарыстоўваецца абагачаны ўран. Цепланосбіт - лёгкая вада. Называюцца падобныя рэактары легководного, прычым іх адрозніваюць дзве разнавіднасці. У першым выпадку той пар, які служыць для кручэння турбін, утвараецца ў актыўнай зоне рэактара.

Для адукацыі пара ў другім выпадку служыць сістэма цеплаадводу, дзякуючы якой вада ў актыўную зону не паступае. Дарэчы кажучы, распрацоўваць гэтую сістэму пачалі ўжо ў 50-х гадах мінулага стагоддзя, прычым асновай для яе паслужылі амерыканскія ваенныя распрацоўкі. Прыкладна ў той жа час у СССР быў распрацаваны рэактар першага тыпу, але з якая запавольвае сістэмай, у ролі якой выкарыстоўваліся графітавыя стрыжні.

Менавіта так з'явіўся газоохлаждаемый рэактар, які выкарыстоўваюць многія атамныя станцыі Расіі. Хуткае паскарэнне будаўніцтва станцый менавіта гэтай мадэлі было звязана з тым, што ў якасці пабочнага прадукту рэактары выдавалі зброевы плутоній. Акрамя таго, у якасці паліва для такой разнавіднасці падыходзіць нават звычайны прыродны ўран, паклады якога ў нашай краіне вельмі вялікія.

Іншым тыпам рэактараў, якія маюць дастаткова шырокае распаўсюджанне ў свеце, з'яўляецца мадэль на цяжкай вадзе і з прыродным уранам ў якасці паліва. Спярша такія мадэлі ствараліся амаль усімі краінамі, якія мелі доступ да ядзерных рэактарах, але сёння ў лік іх эксплуататараў ўваходзіць адна толькі Канада, у нетрах якой маюцца найбагатыя паклады прыроднага ўрану.

Як ўдасканальваліся рэактары?

Спярша для вырабу абалонак цеплавыдзяляючых элементаў і цыркуляцыйных каналаў выкарыстоўвалася звычайная сталь. У той момант яшчэ не было вядома аб цырконіевых сплавах, якія для падобных мэтаў падыходзяць нашмат лепш. Астуджаўся рэактар вадой, якая падаецца пад ціскам у 10 атмасфер.

Вылучаўся пры гэтым пар меў тэмпературу ў 280 градусаў. Усе каналы, у якіх размяшчаліся цеплавыдзяляючыя элементы, былі зробленыя здымнымі, так як іх патрабавалася параўнальна часта замяняць. Справа ў тым, што ў зоне актыўнасці ядзернага паліва матэрыялы досыць хутка падвяргаюцца дэфармацыі і разбурэння. Наогул-то канструктыўныя элементы ў актыўнай зоне разлічаны на 30 гадоў, але ў такіх справах аптымізм недапушчальны.

цеплавыдзяляючыя элементы

У гэтым выпадку навукоўцы вырашылі выкарыстаць варыянт з аднабаковым трубчастым астуджэннем. Такая канструкцыя рэзка памяншае шанцы на трапленне прадуктаў дзялення ў цеплаабменны контур нават у выпадку пашкоджання цеплавыдзяляльных элемента. Само ж ядзернае паліва ўяўляе сабой сплаў ўрану і малібдэна. Такое рашэнне дазволіла стварыць параўнальна недарагое і надзейнае абсталяванне, якое можа стабільна функцыянаваць нават ва ўмовах значна падвышанай тэмпературы.

Чарнобыль

Як ні дзіўна, але сумна знакаміты Чарнобыль, атамная станцыя якога стала сімвалам тэхнагенных катастроф мінулага стагоддзя, з'яўляўся сапраўдным трыумфам навукі. На той момант у яе будаўніцтве і праектаванні выкарыстоўваліся самыя перадавыя тэхналогіі. Магутнасць аднаго толькі рэактара дасягала 3200 МВт. Паліва таксама было новым: на ЧАЭС ўпершыню ўжылі узбагачаную двухвокіс прыроднага ўрану. Адна тона такога паліва змяшчае ўсяго 20 кілаграмаў ўрану-235. Усяго ж у рэактар запраўляліся па 180 тон двухвокісу ўрану. Да гэтага часу дакладна не вядома, хто і з якой мэтай вырашыў правесці на станцыі эксперымент, які супярэчыў усім мажлівым правілам тэхнікі бяспекі.

Атамныя станцыі ў Расіі

Калі б не катастрофа на ЧАЭС, у нашай краіне (хутчэй за ўсё) дагэтуль бы працягвалася праграма па максімальна шырокаму і паўсюднага будаўніцтву атамных станцый. Ва ўсякім выпадку менавіта такі падыход быў запланаваны ў СССР.

Наогул, адразу пасля Чарнобыля шматлікія праграмы сталі масава згортвацца, што адразу прывяло да росту коштаў на шматлікія «экалагічна чыстыя» гатункі цепланосбітаў. У многіх галінах былі вымушаныя вярнуцца да будаўніцтва ЦЭЦ, якія (у тым ліку) працуюць нават на вугалі, працягваючы жахліва забруджваць атмасферу буйных гарадоў.

У сярэдзіне 2000-х гадоў урад усё ж ўсвядоміла неабходнасць развіцця атамнай праграмы, бо без гэтага папросту немагчыма забяспечыць многія раёны нашай краіны энергіяй ў неабходнай колькасці.

Колькі ж АЭС на сённяшні дзень маецца ў нас у краіне? Усяго дзесяць. Так, гэта ўсё атамныя станцыі Расіі. Але нават гэта іх колькасць выпрацоўвае больш за 16% энергіі, якая спажываецца нашымі грамадзянамі. Магутнасць усіх 33 энергаблокаў, якія працуюць у складзе гэтых АЭС, роўная 25,2 ГВт. Практычна 37% патрэб нашых паўночных рэгіёнаў у электрычнасці пакрываюць менавіта атамныя станцыі.

Адной з самых вядомых з'яўляецца Ленінградская атамная станцыя, пабудаваная яшчэ ў 1973 годзе. У цяперашні час працягваецца інтэнсіўнае будаўніцтва другой чаргі, што дазволіць павялічыць выдаецца магутнасць (4 тысячы МВт) мінімум у два разы.

ўкраінскія АЭС

Савецкі Саюз вельмі шмат зрабіў у тым ліку і для развіцця энергетыкі ў саюзных рэспубліках. Так, Літва ў свой час атрымала не толькі выдатную інфраструктуру і масу прамысловых прадпрыемстваў, але таксама Ігналінскую АЭС, якая да 2005 года была сапраўднай «курачку Рабы», якая забяспечвае ці ледзь не ўсю Прыбалтыку таннай (і сваёй!) Энергіяй.

Але галоўны падарунак зрабілі Украіне, якая атрымала адразу чатыры электрастанцыі. Запарожская АЭС наогул з'яўляецца самай магутнай у Еўропе, выдаючы адразу 6 ГВт энергіі. Наогул, атамныя станцыі Украіны даюць ёй магчымасць самастойна забяспечваць сябе электрычнасцю, чым ужо не могуць пахваліцца ў той жа Літве.

Зараз працуюць усе тыя ж самыя чатыры станцыі: Запароская, Ровенская, Паўднёва-Украінская і Хмяльніцкая. Насуперак агульнапрынятаму меркаванню, трэці блок ЧАЭС працягваў працаваць аж да 2000 года, спраўна забяспечваючы рэгіён электрычнасцю. На дадзены момант 46% усяго ўкраінскага электрычнасці вырабляюць менавіта атамныя станцыі Украіны.

Дзіўныя палітычныя амбіцыі ўлады ў краіне прывялі да таго, што ў 2011 годзе было прынята рашэнне аб замяшчэнні расійскіх цеплавыдзяляючых элементаў амерыканскімі. Эксперымент цалкам праваліўся, а ўкраінскай прамысловасці быў нанесены ўрон амаль у 200 мільёнаў даляраў.

перспектывы

Сёння ва ўсім свеце зноў ўспамінаюць пра перавагі мірнага атама. Цэлы горад можа забяспечвацца энергіяй ад маленькай і прымітыўнай АЭС, якая марнуе ў год каля 2 тон паліва. Колькі за той жа перыяд прыйдзецца спаліць газу або вугалю? Так што перспектывы ў тэхналогіі велізарныя: энерганосьбіты традыцыйных відаў пастаянна растуць у цане, а іх колькасць змяншаецца.