
- •Содержание
- •Предисловие
- •Глава 1. Виды энергии. Использование энергии в электроэнергетике
- •Введение.
- •1.2. Запасы энергии
- •И масштабы его расходования
- •1.3. Гидроэнергетика
- •1.4. Теплоэнергетика
- •1.5. Гелиоэнергетика
- •Б) параболоид вращения; в) плоско-линейная линза Френеля.
- •1.6. Атомная энергетика
- •Действующие и строящиеся ядерно-энергетические реакторы мира (данные магатэ на декабрь 2002 года)
- •1.7. Термоядерная энергетика
- •1.8. Ветроэнергетика
- •1.9. Геотермальная энергетика
- •1.10. Водородная энергетика
- •1.11. Биоэнергетика и энергия отходов
- •1.12. Заключение.
- •Глава 2. История атомистики
- •Глава 3. Основные этапы развития ядерной физики
- •3.1. Предвоенный период
- •Период полураспада 15p30* составляет 2,55 мин., энергия - 2 МэВ.
- •3.2. Военный период
- •3.3. Послевоенный период
- •Глава 4. Основы ядерной физики
- •4.1. Основные понятия
- •4.2. Сечение взаимодействия излучений с веществом
- •4.3. Взаимодействие заряженных частиц с веществом
- •4.4. Взаимодействие гамма-излучения с веществом
- •4.5. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •4.6. Ядерный реактор как источник ядерных превращений
- •Глава 5. Добыча и обогащение урановых руд.
- •5.1. Добыча урановых руд.
- •Крупнейшие потребители урана в 2005-2030 г.Г., тонн
- •И площадей, перспективных для выявления урановых месторождений в России
- •Химических концентратов и чистых соединений урана
- •Сравнительные показатели добычи урановых руд подземным
- •5.2. Очистка урановых руд от примесей
- •5.2.1. Механическое обогащение
- •5.2.2. Выщелачивание
- •5.2.4. Аффинаж
- •5.3. Уран из морской воды
- •5.4. Радиоизотопное обогащение урана
- •5.4.1. Газодиффузионный метод обогащения
- •5.4.2. Центробежный метод
- •5.4.3. Метод разделительного сопла
- •5.4.4. Электромагнитный метод
- •6.4.5. Лазерный метод
- •Глава 6. Изготовление тепловыделяющих элементов и сборок
- •6.1. Введение.
- •6.2. Конверсия uf6 в uo2
- •6.3. Тепловыделяющие элементы
- •Глава 7. Атомные электростанции
- •7.1. Введение
- •7.2. Технологические схемы атомных электростанций
- •7.3. Материалы для реакторов
- •7.4. Компоновка главных корпусов атомных электростанций
- •Глава 8. Отработавшее ядерное горючее
- •Характеристики некоторых радионуклидов и продуктов деления урана-235
- •Отработавшего топлива реакторов ввэр-440:
- •Глава 9. Хранилища радиоактивных отходов
- •9.1. Введение
- •9.2. Хранилища жидких отходов
- •9.3. Хранилища твердых радиоактивных отходов
- •9.4. Комплексы хранилищ радиоактивных отходов аэс
- •Глава 10. Биологическое действие излучений
- •10.1. Возможные последствия облучения
- •Клинические эффекты при кратковременном общем облучении
- •10.2. Лучевая болезнь
- •10.3. Внутреннее облучение
- •10.4. Фоновое облучение
- •Мощность дозы облучения всего тела бытового воздействия
- •Успешно работающие во многих странах аэс являются источниками незаметного загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами вблизи аэс. Уровень загрязнений зависит от типа и конструкций аэс.
- •(В расчете принимался район радиусом 20 км и площадью около 1000 кв. Км
- •Глава 11. Радиационный контроль строительной продукции
- •11.2. Строительные материалы, требующие радиационного контроля
- •11.3. Использование отходов производств для строительства
- •11.4. Обеспечение радиационной безопасности строительной продукции
- •Аэфф 740 Бк/кг
- •Аэфф 1,5 кБк/кг.
- •Глава 12. Охрана окружающей среды
- •12.1. Общие вопросы охраны окружающей среды
- •12.2. Опасность аэс
- •12.3. Ограничение опасных воздействий аэс на окружающую среду
- •12.4. Оптимизация экологического риска экосистем
- •Вопросы для повторения
- •Соотношения между единицами эквивалентной дозы Бэр и Зиверт (Зв)
- •Единицы измерения, используемые в ядерной физике
1.6. Атомная энергетика
Атомные электростанции используют ядерное горючее. Запасы урана в земной коре оцениваются огромной цифрой 1014 тонн. Основная масса этого богатства находится в рассеянном состоянии - в гранитах, базальтах. В водах мирового океана количество урана достигает 4∙109 тонн. Однако богатых месторождений урана немного. Поэтому массу ресурсов урана, которую можно добыть при современной технологии и при умеренных ценах, оценивают в 108 тонн. Ежегодные потребности в уране составляют, по современным оценкам, 104 тонн естественного урана. Так что эти запасы позволяют, как сказал академик А.П.Александров, "убрать Дамоклов меч топливной недостаточности практически на неограниченное время". Запасов сырья в России для АЭС хватит на 800 тыс. лет.
Другая важная проблема современного индустриального общества - обеспечение сохранности природы, чистоты воды, воздушного бассейна.
Известна озабоченность ученых по поводу "парникового эффекта", возникающего из-за выбросов углекислого газа при сжигании органического топлива, и соответствующего глобального потепления климата на нашей планете. Да и проблемы загазованности воздушного бассейна, "кислых" дождей, отравления рек приблизились во многих районах к критической черте.
Атомная энергетика не потребляет кислорода и имеет ничтожное количество выбросов при нормальной эксплуатации. Если атомная энергетика заменит обычную энергетику, то возможности возникновения "парника" с тяжелыми экологическими последствиями глобального потепления будут устранены.
В табл. 1.3 приведены данные МАГАТЭ о эксплуатирующихся и строящихся атомных электростанциях на декабрь 2002 год.
Таблица 1.3.
Действующие и строящиеся ядерно-энергетические реакторы мира (данные магатэ на декабрь 2002 года)
Страна
|
Действующие реакторы
|
Строящиеся реакторы
|
Ядерная электроэнергия в 2001 г.
|
Общий опыт эксплуатации
|
||||
Кол-во блоков
|
Всего МВт(эл.)
)
|
Кол-во блоков
|
Всего МВт(эл.)
|
ТВт(эл.)·ч
|
% от общего
|
лет
|
мес.
|
|
Аргентина
|
2
|
935
|
1
|
692
|
6,54
|
8,19
|
48
|
7
|
Армения
|
1
|
376
|
|
|
1,99
|
34,82
|
35
|
3
|
Бельгия
|
7
|
5760
|
|
|
44,10
|
58,03
|
184
|
7
|
Бразилия
|
2
|
1901
|
|
|
14,35
|
4,34
|
23
|
3
|
Болгария
|
4
|
2722
|
|
|
18,24
|
41,55
|
125
|
2
|
Канада
|
14
|
10018
|
|
|
72,35
|
12,85
|
461
|
2
|
Китай
|
7
|
5318
|
4
|
3275
|
16,68
|
1,14
|
31
|
6
|
Чехия
|
6
|
3468
|
|
|
14,75
|
19,76
|
68
|
10
|
Финляндия
|
4
|
2656
|
|
|
21,88
|
30,54
|
95
|
4
|
Франция
|
59
|
63073
|
|
|
401,30
|
77,07
|
1287
|
2
|
Германия
|
19
|
21 283
|
|
|
162,30
|
30,52
|
629
|
1
|
Венгрия
|
4
|
1755
|
|
|
14,13
|
39,09
|
70
|
2
|
Индия
|
14
|
2503
|
8
|
3610
|
17,32
|
3,72
|
209
|
5
|
Иран
|
|
|
2
|
2111
|
|
|
0
|
0
|
Япония
|
54
|
44287
|
3
|
3696
|
321,94
|
34,26
|
1070 .
|
4
|
КНДР
|
|
|
1
|
1040
|
|
|
0
|
0
|
Южная Корея
|
18
|
14890
|
2
|
1920
|
112,13
|
39,32
|
202
|
7
|
Литва
|
2
|
2370
|
|
|
11,36
|
77,58
|
34
|
6
|
Мексика
|
2
|
1360
|
|
|
8,11
|
3,66
|
21
|
11
|
Нидерланды
|
1
|
450
|
|
|
3,75
|
4,16
|
59
|
'0
|
Пакистан
|
2
|
425
|
|
|
1,98
|
2,86
|
33
|
10
|
Румыния
|
1
|
655
|
1
|
655
|
5,05
|
10,46
|
6
|
6
|
Россия
|
30
|
20793
|
3
|
2825
|
125,36
|
15,40 -
|
731
|
4
|
ЮАР
|
2
|
1800
|
|
|
13,34
|
6,65
|
36
|
3
|
Словакия
|
6
|
2408
|
2
|
776
|
17,10
|
53,44
|
97
|
0
|
Словения
|
1
|
676
|
|
|
5,03
|
38,98
|
21
|
3
|
Испания
|
9
|
7574
|
|
|
61,07
|
26,88
|
210
|
2
|
Швеция
|
11
|
9432
|
|
|
69,20
|
43,85
|
300
|
1
|
Швейцария
|
5
|
3200
|
|
|
25,29
|
35,96
|
138
|
10
|
Великобритания
|
31
|
12252
|
|
|
82,34
|
22,44
|
1301
|
8
|
Украина
|
13
|
11 207
|
4
|
3800
|
71,67
|
46,36
|
266
|
10
|
США
|
104
|
98230
|
|
|
768,83
|
20,35
|
2767
|
8
|
Всего:
|
441
|
358 661
|
33
|
27100
|
2543,57
|
|
10696
|
4
|
Примечание: итоговая строка включает следующие данные по Тайваню (Китай) - 6 действующих блоков общей мощностью 4884 МВт (эл.) и 2 строящихся блока мощностью 2700 МВт (эл.);
Чрезвычайно важным обстоятельством является тот факт, что атомная энергетика доказала свою экономическую эффективность практически во всех районах земного шара. Кроме того, даже при большом масштабе энергопроизводства на АЭС атомная энергетика не создаст особых транспортных проблем, поскольку требует ничтожных транспортных расходов, что освобождает общества от бремени постоянных перевозок огромных количеств органического топлива.
АЭС строят там, где нет достаточной энергетической базы, а потребность в электроэнергии высока. Главным устройством АЭС является реактор, в котором находится ядерное горючее. Теплота, выделяющаяся в реакторе, нагревает воду с образованием пара, пар вращает турбину. Турбина приводит в движение ротор генератора, вырабатывающего электрический ток.
В апреле 2007 г. на стапелях завода «Севмаш» в Северодвинске была закладка первого энергоблока плавучей атомной электростанции. Ее строительство намечено закончить в 2010 году. Мощность плавучей АЭС 70 МВт. Она может эксплуатироваться в течение 12-15 лет без перегрузки топлива и имеет повышенный уровень безопасности. Стоимость АЭС 200 млн. долл., срок окупаемости составит не более 7 лет.
До 2015 года Росэнергоатом планирует создать флотилию из 7 плавучих АЭС. В качестве потенциальных площадок для строительства рассматривается Камчатка, Чукотка, Якутия, Красноярский край и другие регионы. На сооружение станции будет затрачиваться не более 3 лет.
Плавучие энергоблоки будут использоваться не только для получения электроэнергии, но и для опреснения морской воды. Их преимуществом является возможность базирования в любом прибрежном районе.
Разработка привлекла внимание 12 стран мира. Особый интерес новые АЭС представляют для островных государств, испытывающих недостаток ресурсов и пресной воды.
Во Франции около 85% энергии вырабатывается на стационарных АЭС (примерно столько же и в Японии). Она дешевле получаемой на ГЭС и ТЭС. «Зеленые» Франции это понимают. Города во Франции, расположенные рядом с АЭС, очень богатые. Их жители не платят налоги и имеют другие льготы.