что дает аэс человеку

Вечная энергия. Как российские атомщики спасают планету и меняют мир

А томная промышленность появилась в нашей стране более 75 лет назад, моментально став одним из локомотивов ее развития. Сегодня «Росатом» генерирует около 20 процентов электрической энергии в России. Атомные станции дают свет в миллионы жилых домов, тысячи школ и сотни заводов. Но время не стоит на месте. В XXI веке атомная энергетика приобретает все большее значение на фоне глобального потепления и сокращения запасов природных ресурсов. Как российская атомная отрасль помогает решать вопросы экологии и сохранения климата? Будет ли создан неисчерпаемый источник энергии и какие технологии изменят атомную промышленность? Ответы на эти и другие вопросы — в первом тексте совместного проекта «Ленты.ру» и Homo Science.

Точкой отсчета истории российской атомной промышленности принято считать 1945 год. Именно тогда был создан специальный орган при Государственном комитете обороны СССР, отвечавший за работы по урану. Власти Союза быстро поняли: за атомной промышленностью будущее. В ее развитие тут же начали вкладывать огромные деньги и собирать лучших специалистов страны для работы на секретных проектах.

Результаты не заставили себя ждать — один за другим были реализованы сразу несколько прорывных проектов. В 1946 году впервые на Европейском континенте осуществлена самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана — произошло это в реакторе Ф-1. Руководил проектом лично Игорь Курчатов. А всего через три года на Семипалатинском полигоне прошли успешные испытания первого советского ядерного заряда («Изделия 501»). Так СССР стал полноценной ядерной державой.

Впрочем, уже тогда было понятно: атомная промышленность нужна не только для военных, но и для гражданских целей. В 1949 году Советы запускают первый в Европе исследовательский тяжеловодный реактор ТВР. Благодаря этому произошло множество открытий в физике и технике ядерных реакторов. А в 1954 году в Обнинске заработала первая в мире промышленная гражданская атомная электростанция, получившая реактор с говорящим названием АМ-1 — «атом мирный».

Во-первых, для жителя крупного города гораздо опаснее загрязнение воздуха от предприятий и углеродных электростанций, тогда как воздействие АЭС на окружающую среду в разы ниже.

Во-вторых, ядерные отходы, которые были получены за всю историю работы атомной отрасли США, где работает крупнейший в мире парк АЭС, можно было бы разместить в герметичных контейнерах высотой шесть метров, занимающих площадь размером с один футбольный стадион, так что их объемы не так велики, как кажется.

В-третьих, ядерные испытания запрещены и строго контролируются во всем мире. И как раз избыточный плутоний, извлеченный из ядерных боеголовок, сегодня перерабатывают для использования в качестве топлива для АЭС.

Вызовы XXI века

В отличие от солнечных и ветряных станций, у АЭС есть весомое преимущество: при сопоставимой мощности они занимают намного меньше места, чем ветропарки или солнечные станции.

Российская атомная промышленность нашла решение экологических проблем в концепции «зеленого квадрата», когда основными источниками энергии становятся солнце, ветер, вода и атом.

Российские АЭС, используемые вместо угольных или газовых станций, по оценкам, спасают планету от выбросов более 100 миллионов тонн парниковых газов. Это около семи процентов всех выбросов в России. В то же время в мировом масштабе АЭС предотвращают попадание в атмосферу миллиардов тонн парниковых газов.

В 2021 году «Росатом» вошел в первую пятерку рейтинга самых экологичных российских компаний по версии журнала Forbes. По словам генерального директора госкорпорации Алексея Лихачева, это стало возможным благодаря производству чистой атомной электроэнергии и развитию новых направлений.

Одним из них является вторичное использование отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). В настоящее время в мире за весь период работы всех АЭС накопилось около 290 тысяч тонн отработавшего ядерного топлива. Однако объемы накоплений отходов угольных ТЭЦ в разы больше — в России они оцениваются в 1,5 миллиарда тонн и занимают 28 тысяч гектаров территорий. Лишь малая часть этих отходов — менее десяти процентов — используется повторно.

В отличие от угля, урановое топливо не выгорает до конца и может применяться для изготовления нового. Реализация этой технологии позволяет организовать замкнутый цикл использования ядерного топлива. При такой технологии практически отсутствуют отходы, и атомная энергетика будет обеспечена топливом на столетия вперед. Фактически об атоме можно говорить как о возобновляемом источнике энергии.

Реакторы на быстрых нейтронах относятся к четвертому поколению АЭС. Пока немногие страны способны освоить эти технологии. Среди преимуществ нового поколения реакторов — меньшее количество отходов и возможность воспроизводства топлива.

Специальный представитель «Росатома» по международным и научно-техническим проектам Вячеслав Першуков отметил, что в России уже идет переход к реакторам четвертого поколения:

Реакторы на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем уже работают на Белоярской АЭС — БН-600 и БН-800, так что переход на четвертое поколение уже состоялся. А первый реактор со свинцовым теплоносителем БРЕСТ-300 сооружается на площадке Сибирского химкомбината (СХК) в Северске

Однако для внедрения реакторов на быстрых нейтронах требуется доказать их экономическую целесообразность. По словам Першукова, они должны выйти на показатели стоимости электроэнергии ниже, чем у водо-водяных реакторов.

«Перед нами поставлена цель: выйти на 25-процентную долю атомной энергетики в энергобалансе страны. Но пока неясно, будет это обеспечено за счет новой (дополнительной) мощности, или атомные станции будут замещать углеродную генерацию — например, угольные блоки. Это зависит от темпов роста энергопотребления. К 2100 году мы ожидаем, что реакторы на быстрых нейтронах будут достаточно развиты, чтобы составлять основной парк атомной генерации», — объясняет Першуков.

Малый атом

Кроме строительства крупных АЭС, «Росатом» занимается еще одним важным направлением — атомными станциями малой мощности (АСММ). Подобно крупным АЭС, они не производят вредных выбросов в атмосферу и способны работать на земле и даже на воде. Их предназначение — генерация электроэнергии, выработка тепла и опреснение воды для удаленных населенных пунктов и промышленных объектов.

Россия имеет богатый опыт эксплуатации атомных станций малой мощности — Билибинская атомная теплоэлектроцентраль, действующая с 1974 года, обеспечивала электричеством около 80 процентов изолированной Чаун-Билибинской энергосистемы на Чукотке. В 2020 году ее начали выводить из эксплуатации, а в регионе заработала первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция (ПАТЭС) «Академик Ломоносов».

Судно имеет две реакторные установки, способные вырабатывать до 76 мегаватт, — этого достаточно для обеспечения энергией города с населением до 100 тысяч человек.

В планах «Росатома» — строительство четырех модернизированных плавучих энергоблоков (МПЭБ) установленной мощностью не менее 106 мегаватт каждый, которые обеспечат электроэнергией Баимский горно-обогатительный комбинат, создаваемый для освоения крупнейшего по оцененным запасам месторождения меди и золота на постсоветском пространстве.

Реализация еще одного проекта по строительству станции малой мощности, но уже в наземном варианте, должна вскоре начаться в Якутии.

В настоящее время над технологиями АСММ работают не только в России. Аналогичные разработки ведут в США, Канаде и странах Европы, с которыми Россия вступает в конкуренцию за потенциальных заказчиков малых АЭС, имея преимущество в виде уже работающей плавучей АЭС.

Премьер-министр Чехии Андрей Бабиш назвал именно малые АЭС оптимальным решением для строительства атомных мощностей в стране. Власти и бизнес в АСММ по сравнению с крупными АЭС привлекают меньший объем капитальных затрат, более высокая скорость строительства, снижение рисков при строительно-монтажных работах, возможности модульной компоновки и тестирования новых технологий.

У России, уже имеющей готовые решения малых АЭС, в том числе ПАТЭС — уникальный в своем роде проект, есть все шансы завоевать значительную долю мирового рынка АСММ.

Деньги из ветра

В «Росатоме» работают и над ветряными электростанциями. Так, общая установленная мощность всех введенных на сегодняшний день ветропарков компании «НоваВинд», подразделения «Росатома», составляет 660 мегаватт электроэнергии. Всего же с ввода в эксплуатацию в марте 2020 года первого ветропарка — Адыгейской ВЭС — ветропарки «НоваВинд» поставили в единую сеть России один миллион мегаватт-часов. Ключевые компоненты для них производятся в России: предприятие в Волгодонске Ростовской области выпускает генераторы, гондолы, ступицы и основания ветряных башен. В своем классе российская гондола для ВЭС оказалась самой легкой и компактной в мире.

Ветряные электростанции можно строить в самых отдаленных уголках страны, без развитой инфраструктуры, что является их неоспоримым преимуществом. Ветроустановки способны работать до 20 лет, практически не требуя обслуживания, — все параметры ВЭС могут контролироваться дистанционно.

Большой интерес к чистой электроэнергии проявляют предприятия, импортирующие свою продукцию в Евросоюз, где ожидается введение углеродного налога, и филиалы западных компаний в России. Среди них — фабрика «Нестле Пурина ПетКер», с 2020 года получающая электроэнергию с Адыгейской ВЭС.

До 2027 года «Росатом» планирует ввести ветростанций общей мощностью 1,7 гигаватта. Госкорпорация будет предлагать зарубежным заказчикам сотрудничество по разработке проектов в области ветроэнергетики. По словам гендиректора «НоваВинда» Александра Корчагина, одной из первых стран, где возможно строительство ВЭС по российскому проекту, может стать Вьетнам.

Зеленый носитель

Переход к зеленым источникам энергии сделал чрезвычайно важной и разработку накопителей, которые могли бы хранить энергию и отдавать ее в случае необходимости. Например, солнечные панели вырабатывают энергию лишь в дневное время, а пик ее потребления наступает после захода солнца. Ветряные станции тоже зависят от внешних условий, поэтому им требуется накопитель.

Любые электростанции в своей работе привязаны к спросу: производство и потребление происходят в моменте. Развитие технологий хранения энергии позволит эту проблему решить. Сейчас «Росатом» планирует построить в Калининградской области завод по производству накопителей энергии. Речь о литий-ионных аккумуляторах, которые могут применяться в электротранспорте.

Кроме того, что он не наносит вреда окружающей среде и хорош для нужд энергетики тем, что его можно производить при избытке энергии и сжигать при недостатке. Поэтому популярность водорода как зеленого носителя сегодня растет.

Например, в Евросоюзе планируют увеличить производство водорода до 1 миллиона тонн в 2024 году и до 10 миллионов тонн — в 2030-м. На развитие чистого железнодорожного транспорта Евросоюз выделил около 2 миллиардов евро и более 20 миллиардов — на развитие чистого городского.

Источник

Почему нужна атомная энергетика?

Сравнительная статистика видов генерации электроэнергии

* При условии использования новых технологий – реакторов на быстрых нейтронах и переработки облученного топлива
** По данным Forbes, 2012
*** Эти показатели зависят от множества условий, поэтому приведены для ориентировки. Не учтены также выбросы, относящиеся к добыче/транспортировке топлива и производству оборудования. Если приплюсовать их, то минимальное выделение углекислого газа – у ГЭС и АЭС.
**** По данным МАГАТЭ (Nuclear power & Sustainable Development, 2016)

Развитие человеческого потенциала

Покорение и развитие ядерных технологий – сложный и насыщенный вызовами путь, который полностью включает в себя самые передовые научные, инженерные, организационные, культурные и экологические достижения, позволяющие нашей цивилизации успешно продвигаться вперед, включая возможность освоения и колонизации других планет и звезд.

Чистый воздух и атмосфера

Атомная энергетика не загрязняет атмосферу и не производит парниковых газов, из-за которых стремительно ухудшается климат на нашей планете, загрязняется почва и повышается кислотность океанов.

Угольные и газовые электростанции, в свою очередь, используют атмосферу для неконтролируемого и бесплатного сброса своих отходов, которыми мы все дышим.

Минимальное воздействие на экологическую среду

АЭС являются самым экологически чистым способом производства электроэнергии в промышленных масштабах.

В настоящее время атомная отрасль обладает всеми необходимыми технологиями для безопасного и эффективного обращения с радиоактивными отходами, такими как:

Развитие науки, экономики и рост других отраслей

Строительство АЭС обеспечивает экономический рост и появление новых рабочих мест – 1 рабочее место при сооружении АЭС создает более 10 рабочих мест в смежных отраслях.

Развитие атомной энергетики также способствует росту научных исследований и объемов экспорта высокотехнологичной продукции, развивает множество других отраслей и сфер деятельности человека.

Базовая генерация для стабильной энергосети

Атомные станции надежно производят электроэнергию 24 часа в сутки, вне зависимости от погодных условий.

Огромная энергоемкость и сохранение биоразнообразия

Производство электроэнергии, тепла и других продуктов на АЭС занимает небольшую площадь, позволяя сохранить многие территории и экосистемы от их дальнейшего изменения человеком.

1 килограмм урана с обогащением до 4%, используемого в ядерном топливе, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти.

Повторное использование топлива

Расщепляющийся материал (уран-235) выгорает в ядерном топливе не полностью и может быть использован снова после регенерации, в отличие от золы и шлаков органического топлива.

В перспективе возможен полный переход на замкнутый топливный цикл, что означает практически полное отсутствие отходов.

Источник

10 примеров использования ядерной энергии

ядерная энергия может использоваться по-разному: производить тепло, электроэнергию, сохранять пищу, находить новые ресурсы или использоваться в качестве медицинского лечения.

Эта энергия получается из реакции, которая происходит в ядре атомов, минимальные единицы вещества химических элементов вселенной.

Эти атомы могут иметь разные формы, называемые изотопами. Они стабильны и нестабильны, в зависимости от изменений, которые они испытывают в ядре.

Именно нестабильность содержания нейтронов или атомной массы делает их радиоактивными. Именно радиоизотопы или нестабильные атомы производят ядерную энергию.

Радиоактивность, которую они испускают, может быть использована, например, в области медицины с радиотерапией. Один из методов, используемых в лечении рака, среди других применений.

Далее я принесу вам 10 видов использования ядерной энергии. Также можно увидеть 14 преимуществ и недостатков использования атомной энергии..

Список 10 примеров ядерной энергии

1- Производство электроэнергии

Ядерная энергия используется для производства электроэнергии более экономично и устойчиво, при условии, что она используется с пользой.

Электричество является фундаментальным ресурсом для современного общества, поэтому снижение затрат, которое происходит с ядерной энергией, может способствовать доступу большего количества людей к электрическим носителям..

Согласно данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) за 2015 год, в Северной Америке и Южной Азии лидирует мировое производство электроэнергии с помощью ядерной энергии. Оба превышают 2000 тераватт в час (ТВтч).

2- Улучшение урожая и увеличение мировых ресурсов

Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) в своем отчете за 2015 год заявляет, что в мире «795 миллионов недоедающих людей».

Хорошее использование ядерной энергии может способствовать решению этой проблемы, генерируя больше ресурсов. Фактически, ФАО разрабатывает совместные программы с МАГАТЭ для этой цели..

По данным Всемирной ядерной ассоциации, атомная энергия способствует увеличению продовольственных ресурсов за счет удобрений и генетических изменений в пищевых продуктах..

Использование ядерной энергии позволяет более эффективно использовать удобрения, довольно дорогое вещество. С некоторыми изотопами, такими как азот-15 или фосфор-32, растения могут использовать максимально возможное количество удобрений, не теряя их в окружающей среде..

С другой стороны, трансгенные продукты позволяют увеличить производство продуктов питания за счет изменения или обмена генетической информацией. Один из способов получить эти мутации через ионное излучение.

Однако есть много организаций, которые выступают против этого вида практики за их вред для здоровья и окружающей среды. Это случай Гринпис, который выступает за органическое сельское хозяйство.

3- Борьба с вредителями

Ядерная энергия позволяет разработать технику стерилизации насекомых, которая служит для предотвращения вредителей в посевах..

Это техника стерильных насекомых (SIT). Согласно отчету ФАО за 1998 год, это был первый метод борьбы с вредителями, в котором использовалась генетика..

Этот метод заключается в разведении насекомых определенного вида, которые обычно вредны для сельскохозяйственных культур, в контролируемом пространстве.

Самцов стерилизуют небольшим молекулярным излучением и оставляют в пораженной области для спаривания с самками. Чем больше бесплодных самцов насекомых разводят в неволе, тем меньше будет диких и плодовитых насекомых..

Таким образом, избежать экономических потерь в области сельского хозяйства. Эти программы стерилизации использовались в разных странах. Например, Мексика, где, по данным Всемирной ядерной ассоциации, имела успех.

4- Сохранение продуктов питания

Борьба с вредителями от радиации с помощью ядерной энергии, позволяет лучше сохранить пищу.

Методы облучения позволяют избежать массовых потерь пищи, особенно в тех странах, где жаркий и влажный климат.

Кроме того, атомная энергия используется для стерилизации бактерий, присутствующих в таких продуктах, как молоко, мясо или овощи. Это также способ продлить жизнь скоропортящихся продуктов, таких как клубника или рыба.

По мнению защитников ядерной энергии, эта практика не влияет на питательные вещества продуктов и не оказывает вредного воздействия на здоровье.

Они не думают так же, как большинство экологических организаций, которые продолжают защищать традиционный метод сбора урожая..

5- Увеличение ресурсов питьевой воды

Ядерные реакторы производят тепло, которое можно использовать для опреснения воды. Этот аспект особенно полезен для тех засушливых стран, где не хватает ресурсов питьевой воды..

Этот метод облучения позволяет превратить соленую морскую воду в чистую воду, пригодную для питья..

Кроме того, по данным Всемирной ядерной ассоциации, гидрологические методы с использованием изотопов позволяют более точно отслеживать природные водные ресурсы..

МАГАТЭ разработало совместные программы с такими странами, как Афганистан, для поиска новых водных ресурсов в этой стране..

6- Использование ядерной энергии в медицине

Эта отрасль медицины позволяет профессионалам быстрее и точнее ставить диагнозы своим пациентам, а также лечить их..

По данным Всемирной ядерной ассоциации, десять миллионов пациентов в мире ежегодно получают ядерную медицину, и более 10 000 больниц используют радиоактивные изотопы при лечении..

Атомная энергия в медицине может быть найдена в рентгеновских лучах или в лечении, столь же важном как радиотерапия, широко используемая в раке.

Это лечение имеет недостаток; Это может вызвать побочные эффекты в здоровых клетках организма, повредить их или вызвать изменения, которые обычно восстанавливаются после излечения..

7- Промышленное применение

Радиоизотопы, присутствующие в ядерной энергии, позволяют лучше контролировать выбросы в окружающую среду..

С другой стороны, атомная энергия довольно эффективна, не оставляет отходов и намного дешевле, чем другие виды промышленного производства..

Инструменты, используемые на атомных станциях, приносят гораздо большую выгоду, чем они стоят. Через несколько месяцев они экономят деньги, которые стоят в начальный момент, до того, как они амортизируются..

С другой стороны, меры, используемые для калибровки количества радиации, также обычно содержат радиоактивные вещества, обычно гамма-лучи. Эти приборы избегают прямого контакта с измеряемым источником.

Этот метод особенно полезен при работе с веществами, которые могут быть чрезвычайно едкими для человека.

8- Это меньше загрязняет окружающую среду, чем другие виды энергии

Атомные электростанции производят чистую энергию. По данным Национального географического общества, их можно строить в сельских или городских районах, не оказывая серьезного воздействия на окружающую среду..

Хотя, как мы видели, в недавних событиях, таких как Фукусима, отсутствие контроля или авария могут иметь катастрофические последствия для больших гектаров территории и для населения поколений лет и лет.

Если сравнивать его с энергией, производимой углем, то верно, что он выбрасывает меньше газов в атмосферу, избегая парникового эффекта.

9- Космические миссии

Ядерная энергия также использовалась для экспедиций в космосе.

Системы ядерного деления или радиоактивного распада используются для выработки тепла или электричества с помощью радиоизотопных термоэлектрических генераторов, которые обычно используются для космических зондов.

Последним пространственным экспериментом, который был проведен с помощью этого метода, был запуск корабля Curiosity в рамках исследований, проводимых вокруг планеты Марс..

По данным Всемирной ядерной ассоциации, последняя намного больше предыдущих и способна производить больше электроэнергии, чем солнечные панели..

Военная индустрия всегда была одной из первых, которая обновлялась в области новых технологий и технологий. В случае ядерной энергии, это не будет меньше.

Последние могут быть изготовлены из разных материалов, таких как уран, плутоний, водород или нейтроны.

С тех пор эта страна как великая мировая держава установила мирную политику в использовании ядерной энергии.

Программа сотрудничества с другими государствами, которая началась с выступления президента Эйзенхауэра в 1950-х годах перед Организацией Объединенных Наций и Международным агентством по атомной энергии.

Негативные эффекты ядерной энергии

Некоторые из опасностей использования атомной энергии следующие:

1- Разрушительные последствия ядерных аварий

Как уже было продемонстрировано в Чернобыле или на Фукусиме, эти катастрофы оказывают разрушительное воздействие на жизнь с высоким уровнем загрязнения радиоактивными веществами в растениях, животных и в воздухе..

Чрезмерное воздействие радиации может привести к таким заболеваниям, как рак, а также к порокам развития и непоправимому ущербу в будущих поколениях.

2- Вредные эффекты трансгенных продуктов

Экологические организации, такие как «Гринпис», критикуют сельскохозяйственный метод, защищаемый сторонниками ядерной энергии..

Среди других классификаторов они утверждают, что этот метод является очень разрушительным из-за большого количества воды и масла, которые потребляют.

Это также имеет экономические последствия, такие как тот факт, что эти методы могут заплатить только за них и получить доступ к нескольким, разрушая мелких фермеров.

3- Ограничение производства урана

Как нефть и другие источники энергии, используемые людьми, уран, один из наиболее распространенных ядерных элементов, конечно. То есть он может быть исчерпан в любое время.

Вот почему многие защищают использование возобновляемых источников энергии вместо ядерной энергии.

4- Требуются большие установки

Производство с использованием ядерной энергии может быть дешевле, чем другие виды энергии, но стоимость строительства заводов и реакторов высока.

Кроме того, мы должны быть очень осторожны с этим типом конструкции и с персоналом, который будет работать на них, потому что он должен быть высококвалифицированным, чтобы избежать любой возможной аварии.

Крупнейшие ядерные аварии в истории

Атомная бомба

Чернобыльская авария

Он произошел на АЭС в городе Припять, Украина, 26 апреля 1986 года. Он считается одной из самых серьезных экологических катастроф рядом с аварией на Фукусиме..

Помимо произошедших смертей, почти все работники завода, были тысячи людей, которые должны были быть эвакуированы и которые никогда не могли вернуться в свои дома.

Сегодня город Припять по-прежнему является городом-призраком, который подвергался разграблению и который стал туристической достопримечательностью для самых любопытных.

Авария на Фукусиме

Это произошло в результате цунами в восточной Японии, которое взорвало здания, где находились ядерные реакторы, выпустив большое количество радиации наружу.

Тысячи людей пришлось эвакуировать, а город понес серьезные экономические потери.

Примечание: эта статья была опубликована 27 февраля 2017 г..

Источник