книги из ГПНТБ / Петросьянц А.М. Атомная энергетика зарубежных стран. США, Канада, Великобритания, Франция, ФРГ, Италия, Швеция, Швейцария, Япония
.pdfявляется государствеяяой организацией: финансируется правительством, по хозяйственную деятельность осуще ствляет фирма «Кернфоршунгсанлаге».
Здесь проводятся исследовательские работы по созда нию высокотемпературных газо-графитовых реакторов, твзлов, магннтогидродинамнческих генераторов, по проек тированию реактора с термоионным преобразователем в активной зоне, испытываются материалы, проводятся исследования по физике твердого тела и физике плазмы, а также медико-биологические и космические исследо вания.
Первый в ФРГ газо-графитовый реактор с уран-торне- вым циклом мощностью 15 Мет эксплуатируется в Юлихе с 1969 г. Большое место в Юлихском центре отводится работам по созданию термоионных преобразователей энер гии. В рамках создания термоэмиссионного реакторапреобразователя с электрогенерирующим каналом внутри активной зоны сооружена специальная установка, кото рая в 1971 г. достигла критичности.
В центре проводятся также исследования по физике плазмы, одним из основных направлений которых являет ся разработка методов создания, разогрева и удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле и ускоре ния ее в неоднородных полях. В частности, температуру дейтериевой плазмы удалось довести до 100 млн. градусов. Центр объединяет 18 институтов и две центральные лабо ратории по изучению физики твердого тела, нейтронной физики, ядерной физики, физики высоких энергий, физики плазмы, физической химии, химической технологии, радио химии, реакторных материалов, технологии реакторов, прикладной математики, сельскохозяйственный и т. д.
В распоряжении ученых имеются: погружной реактор мощностью 5 Мет, корпусной тяжеловодный реактор мощностью 15 Мет, высокотемпературный реактор с га зовым охлаждением и шаровыми твэлами электрической мощностью 15 Мвт\ изохронный циклотрон с переменной энергией мощностью 45—90 Мэе и линейный электронный ускоритель (3 Мэе).
Обществом по использованию атомной энергии в судо строении и судоходстве (владельцем Общества является правительство) в Гестахе создан Центр ядерных исследо ваний но разработке реакторов, в частности водо-нодя- H i.ix и высокотемпературных с газовым охлаждением для судов, а также но созданию опреснительных установок,
151
использующих тепло для выпарных аппаратов от атом ных реакторов. Здесь проводятся также исследования по опреснению морских и солоноватых вод, по изыска нию возможностей использования ядерной техники для разведки новых источников сырьевых материалов в морях.
ся |
Для |
проведения перечисленных работ в Гестахе имеет |
три |
экспериментальных реактора различных типов |
|
и |
мощности (5, 15 и 25 Мет), три критические сборки, |
|
а также другое экспериментальное оборудование и аппа
ратура.
В I960 г. в Гархинге (близ Мюнхена) основан Инсти тут физики им. Макса Планка. В Нойгерберге, также недалеко от Мюнхена, создан Научно-исследовательский центр радиационных исследований и изучения окружа ющей среды.
В 1957 г. па базе кафедры ядерной химии Технического университета был образован Институт ядерных исследо ваний им. Гана — Мейтнер. Здесь проводятся исследования в области ядерной физики, радиоактивных изотопов, изучается воздействие проникающих излучений на раз личные среды. Ведутся работы по дозиметрии, контролю за радиоактивностью атмосферы.
В1958 г. в институте сдан в эксплуатацию исследова тельский реактор. Там же действует ускоритель Ван-де- Граафа на энергию 5,5 Мэе. Финансирование института на 90% осуществляет правительство.
Вдекабре 19G9 г. в Дармштадте было организовано Общество по исследованиям с помощью ускорителя тяже лых ионов. Под Гамбургом как самостоятельный ядерный центр действует Институт электронного синхротрона «DE-
SY» на энергию 7,5 Гэв — крупнейшего в Европе.
В Гисене при университете Юстуса Либиха образован Центр, объединяющий институт биофизики, институт ядер ной физики, отдел прикладной ядерной физики, отдел радиационной защиты, группу линейного ускорителя, позитронную группу, группу вычислительных машин. Центр располагает линейным ускорителем на 65 Мэе, кобальтовым излучателем активностью 20 000 кюри, генератором нейтронов, спаренным ионным ускорителем, спектрометром и др.
Кроме перечисленных выше основных научных цен тров и институтов в 35 университетах и высших техниче ских училищах созданы крупные лаборатории, которые но договорам с фирмами проводят работы по физике
15§
твердого тела, ядерной технике, физике плазмы, изотопному обмену, нейтронной защите, дезактивации, радиационной химии, астрофизике и т. д. Такие же работы ведут и тесть научно-исследовательских институ тов Общества Макса Планка. Это — Институт ядерной физики (Гейдельберг), Институт физики и астрофизики (Мюнхен), Институт биофизики (Франкфурт-на-Майне), Химический институт (Майнц), Институт исследования металлов (Штутгарт) и Институт исследования угля (Мюльгейм).
Ведущие западногерманские фирмы атомной промыш ленности также создали крупные центры ядерных иссле дований. Так, фирма «Сименс» имеет научно-исследова тельский центр в Эрлангене и лабораторию ядерной физи ки в Гархинге; фирма АЭГ имеет реакторный центр, рас положенный близ Франкфурта-на-Майне с крупным ядерноэнергетичсским лабораторным комплексом; фирма «Бра- ун-Бовери» построила в Гейдельберге научно-исследова тельскую лабораторию, занимающуюся проблемами пря мого преобразования атомной энергии в электрическую; фирма «Уранэрцбергбау» имеет хорошо оборудованную лабораторию в Бонне, где проводятся исследования в обла сти добычи и обработки урановых руд *.
Таким образом, за короткий срок в ФРГ создана мощ ная сеть научно-исследовательских институтов и лабора торий. Такой широкий фронт работ свидетельствует о том, что правительство ФРГ принимает все меры, чтобы до гнать, а может быть, и перегнать такие ведущие в этой области науки и техники страны Европы, как Англия
и Франция.
Интересно рассмотреть расходы Федерального прави тельства на научно-исследовательские работы в области атомной энергии (табл. 6.1). Из таблицы видно, что эти расходы из года в год растут. А если учесть вклад западногерманских и зарубежных фирм в развитие научно-тех нической базы атомной промышленности ФРГ, то эти расходы будут еще больше.
Усилия правительства ФРГ не пропали даром. Во мно |
|
гих областях ядерных исследований ФРГ почти достигла |
|
международного |
уровня развития этой отрасли знания |
и техники, а по |
некоторым направлениям уже занимает |
ведущее положение в |
Западной |
Европе. |
* Kerntechnik, 1971, |
ГЫ. 13, No. |
5, р. 197—198. |
153
Т а б л и ц а О1
Государственные расходы в области атомной анергии
Год |
Расходы, |
Год |
Расходы, |
Год |
Расходы, |
млн. марок |
млн. марок |
млн. марок |
1956 |
21,5 |
1961 |
348,0 |
1966 |
852,7 |
1957 |
70,6 |
1962 |
448,4 |
1967 |
1014,5 |
1958 |
147,1 |
1963 |
497,6 |
1968 |
921,9 |
1959 |
293,7 |
1964 |
677,5 |
1969 |
1048,0 |
19(H) |
205,1 |
1965 |
724,8 |
1970 |
1203,9 |
A tom w irtschaft, 1971, |
No. 8/9, S. |
444—473. |
|
|
|
Вопросы организации работ по атомной энергии прави тельство ФРГ возложило на Федеральное министерство образовании и науки. Однако недавно было создано новое Федеральное министерство исследований и технологии. В связи с этим Министерство образования и науки пере дало свои полномочия в области исследований и техноло гии, в том числе и в области атомной энергии, вновь обра зованному министерству.
Министерство исследований и технологии ведает воп росами ядерной техники, разработкой атомной программы ФРГ, определяет общую политику в области атомной энер гии, космического пространства, гражданской авиации и т. д.
При министерстве имеется комиссия на правах сове щательного органа, в состав которой входят видные спе циалисты в области ядерной физики, техники и экономики, а также представители крупных промышленных фирм и объединений. Комиссия занимается вопросами, связан ными с использованием атомной энергии в ФРГ, а также участвует в разработке основных направлений развития атомной промышленности, в осуществлении перспектив ного планирования исследований. Министерство исследо ваний и технологии сооружением атомных электростан ций и других крупных объектов, связанных с ними, не за нимается.
Сооружение ЛИС — это, как правило, дело частных западногерманских фирм при существенной поддержке государственных органов, а в ряде случаев иностранных
154
фирм. В ФРГ находятся я эксплуатации десять ЛВС, в том число четыре экспериментальные и шесть опытно-про мышленные (табл. 6.2).
Т а б л и ц а 0.2
Действующие экепернментальные и опытно-промышленные ЛВС, ФРГ
|
|
|
|
Мощ |
Год ввода |
АЭС, местонахождение |
|
Тип реактора |
ность |
||
|
АЭС, |
в эксплуа |
|||
|
|
|
|
Мет |
тацию |
|
|
|
|
|
|
VAK, Каль-на-Маппе |
|
Кипящий |
Hi |
1002 |
|
М7.ГН, Леонольдехафон |
|
Тяже.тонодный |
57 |
кии; |
|
ДУН, |
Юлих |
|
Высокотемператур |
15 |
1007 |
|
|
|
ный с шаровыми твэ- |
|
|
KNK, |
Леопольдехафен |
лами |
20 |
1072 |
|
11атриены1*1 тенло- |
|||||
КНИ, |
Гупдромнпгон |
на |
носитель |
250 |
1000 |
Кипящий |
|||||
KWL, |
р. Дунай |
|
Ки TI >i щиii с огневым |
255 |
1008 |
Лишен на р. Умсе |
|||||
KWO, |
Обрнгхейм |
на |
перегревателем пара |
(180+75) |
1000 |
С водой иод давле |
340 |
||||
|
р. Пеккаро |
|
нием |
filiO |
1072 |
KKS, Штадт-иа-Ульбе |
на |
То же |
|||
KVVYV, Вюргассен |
Кипящий |
«70 |
1072 |
||
KKN, |
р. Везер |
на |
Тяжеловодныit с та |
100 |
1072 |
Иидерайбах * |
|||||
|
]). И:шр |
|
ловым охлаждением |
|
|
* Осуществлен физический пуск реактора на АЭС KKN в ИидераЙбахе 17 де кабря 1972 г. реактор достиг критичности. На мощность АЭС будет выве дена после проведения испытаний (A tom w irtschaft, Hd. 18. No. 1, 1973).
В сооружении этих АВС принимали участие не только западногерманские фирмы, но и фирмы других стран. Так, в строительстве первой в ФРГ ABC VAK (Каль-на- Майне) кроме западногерманской фирмы АЭГ принимала участие фирма «Дженерал электрик» (США), в сооруже нии АЭС в Гундремингене — фирма «Дженерал электрик», в проектировании и строительстве опытной АВС в Юлихе — фирмы «Браун-Вовери» и «Крупиреакторбау».
До 1!)80 г. выданы заказы на изготовление оборудова ния для 15 АВС. В связи с этим в ФРГ созданы специаль ные реакторостроительные фирмы, часть которых возникла путем отпочкования от крупнейших известных фирм и кон цернов.
155
Фирма «Сименс» специализируется на изготовлении реакторов с водой под давлением и тяжеловодных, фирма «АЭГ — Телефункен»— на изготовлении кипящих реак торов. Фирма «Браун-Бовери» вместе с фирмой «Круппреакторбау» разрабатывают высокотемпературные реак торы с газовым теплоносителем, фирма «Интератом»—реак торы на тепловых и быстрых нейтронах с натриевым теп лоносителем, а также судовые реакторы с водой под дав лением. В последнее время она производит работы но со оружению реакторов с термоиоппым преобразователем энергии. В фирму «Интератом» в качестве компаньонов входят фирмы «Демаг» (20%), «Дойче Бабкок унд Уил кокс» (20%) и «Сименс» (60%).
Фирма «Крафтверкунион» поставляет оборудование и принимает участие в сооружении реакторов с водой под давлением, реакторов кипящего типа и тяжеловодных. В качестве компаньонов в нее входят фирма «АЭГ-Теле- функен» (50%) и фирма «Сименс» (50%). Кроме того, поставками различного специализированного оборудова ния для атомных электростанций занимаются фирмы «Вест», «Гутехофнунгсхютте», «Демаг» и «Крупп».
Фирма «Крафтверкунион» объявила * о своем намере нии создать единую организацию, которая будет не толь ко поставлять оборудование для энергетических реакто ров, но и проектировать, строить АЭС для фирм «Сименс», «АЭГ-Телефункен», «Интератом», а также выполнять весь комплекс заказов для фирм-поставщиков ядерпого топлива («Алкем», «Реакторбрениэлементе» и «Кернреактортайле»).
Более 20 фирм ФРГ занимается поставками уран-нлу- тониевых твэлов, переработкой облученного топлива, обеспечением топливного цикла АЭС, транспортировкой радиоактивных элементов, производством специальных реакторных материалов, в том числе циркониевых сплавов.
Атомной промышленности ФРГ, реакторостроительным фирмам за сравнительно короткий срок удалось пройти длинный путь создания всех звеньев атомной промышлен ности не только за счет огромного потенциала западногерманской индустрии, но и за счет покупки лицензий и патентов в разных странах Европы, в первую очередь во Франции, Великобритании, а также в США. Это позво-
* Electrical Rev., 1972, v. 191, No. 19, p. 643.
156
Лило избежать нередких при создании новой техники неполадок и улучшить отдельные конструкции и решения.
Па заседании атомного форума было заявлено, что к 1975 г. общая мощность АЭС ФРГ составит около 8000 Мет, а к 1980 г. АЭС будут производить примерно треть электроэнергии, вырабатываемой всеми электро станциями страны. Насколько это заявление реально, как оно будет претворено в жизнь, покажет будущее. Но вся ком случае, такой план намечен, и атомная энергетика
ФРГ |
уверенно набирает |
силы. |
В |
1972 г. доля АЭС |
в производстве электроэнергии |
составляла 5%. Но данным, опубликованным в печати,
электрическая |
мощность |
западногерманских |
АЭС |
к 1975 г. должна составить |
порядка 0500—7000 |
Мет, |
|
а к 1980 г.— около 20 000 Мет *.
Крупнейшее объединение промышленных электростан ций ФРГ, поставляющее около 92% всей вырабатываемой в стране электроэнергии, сообщило в конце 1972 г., что с 1973 по 1977 гг. в стране войдут в строй новые электро
станции общей |
электрической мощностью 32 000 Мет. |
(Па конец 1971 |
г. общая установленная мощность всех |
тепловых электростанций составляла 49 200 Мет.) По данным объединения промышленных электростанций, до 1977 г. АЭС выработают 35% электроэнергии; электро
станции |
на |
природном |
газе — 22%; |
электростанции |
||
на |
жидком |
топливе |
(мазуте) — 18%; |
электростанции |
||
на |
буром |
угле — 10% |
и |
электростанции на каменном |
||
угле — 9% **. |
|
|
|
|||
|
11о заявлению Министерства исследований и техноло |
|||||
гии к 1990 г. из планируемых к вводу электростанций общей установленной мощностью 200 000 Мет мощность АЭС составит 100 000 Мет ***.
Среди действующих десяти атомных электростанций (2400 Мет) пять являются экспериментальными, а пять — демонстрационными (опытно-промышленными) (табл. 0.3
и 0.4).
Из таблиц видно, что период поиска лучшего типа реакторов на тепловых нейтронах подходит к концу. Реакторы всех пяти экспериментальных АЭС разные. Это и кипящий, и с водой под давлением, и тяжеловодный
степлоносителем — тяжелой водой, и высокотемператур-
*KniTgie Nuc)., 1972, v. 14, No. 2, p. 143—148.
**Atoiuwirt.schalt, 1972, l$d. 17. No. 11, p. 538.
***«Ьюлл. МАРАТУ», 1972, кн. 14, № ti.
157
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6- |
|
Характеристика экспериментальных АЭС, действующих в ФРГ на конец 1972 г. |
|
||||
Х арактеристика |
VAK, |
MZFR, |
AVR, Юлих |
KNL, |
KKN, |
|
Каль-на-М айне |
Леопольдсхафен |
Леопольдс |
Нндерайбах |
|||
|
|
|
хафен |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Мощность: |
Мет |
60 |
200 |
49 |
58 |
316 |
тепловая, |
||||||
электрическая, Мет |
16 |
57 |
15 |
20,0 |
100 |
|
Ядерное топливо |
ио2 |
ио2 |
|
ио2 |
uo2 |
|
Обогащение топлива, % |
2,3 и 2,6 |
Природный уран |
|
6,8 |
1,15 |
|
Загрузка топлива, т |
5,5 |
13,5 |
|
1,9 |
40,0 |
|
Максимальная |
плотность |
7-1013 |
2,7-ЮН |
|
|
8,8-1013 |
потока тепловых нейтро- |
|
|
|
|
|
|
нов, нейтрон/( с л 2 -сек) |
Н20 |
D20 |
|
ZnH |
DoO |
|
Замедлитель |
|
Высокотемператур- |
||||
Тип реактора |
|
Кипящий с водой |
Тяжеловодный |
— |
Тяжеловодныш |
|
|
|
под давлением |
|
ный с шаровыми |
|
|
Теплоноситель: |
Н20 |
Н.О |
твэламн |
Na |
со. |
|
Гелий |
||||||
давление, кГ/см2 |
70 |
90 |
|
4,5 |
60" |
|
температура: |
227 |
254 |
200 |
440 |
253 |
|
на входе, °С |
||||||
на выходе, °С |
286 |
280 |
850 |
560 |
550 |
|
Давление пара, кГ/см2 |
47 |
30,7 |
75 |
84 |
105 |
|
Температура пара, °С |
259 |
238 |
500 |
510 |
530 |
|
Проектное выгорание топли- |
11000 |
5800 |
|
10000 |
11 600 |
|
ва, Мвт-сутки/т
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6.4 |
|
Характеристика опытно-промышленных АЭС ФРГ на конец |
1972 г. |
|
|||
Характеристика |
KRB, |
KWL *, |
KWO, |
KKS, |
KWW, |
Гундремин- |
Линген |
Обригхейм |
Штадт-на-Эльбе |
Вюргассен |
|
|
ген |
|
|
|
|
Мощность: |
800 |
514 |
910 |
1 900 |
1912 |
тепловая, Мет |
|||||
электрическая, Мет |
250 |
255 |
340 |
660 |
670 |
Ядерное топливо |
ио2 |
ио„ |
UOo |
ио2 |
UOo |
Обогащение топлива, % |
1,68 и 2,34 |
2,4 |
2,5—2,8-3,1 |
3,0 |
2,6 |
Загрузка топлива, т |
37,6 |
34 |
35,2 |
56 |
86 |
Максимальная плотность потока тепло- |
5-10*3 |
3,7-Ю*3 |
4-1013 |
3,5-10*3 |
4,0-10*3 |
вых нейтронов, нейтр о и /(см2• сек) |
Н ,0 |
НоО |
НоО |
Н20 |
Н20 |
Замедлитель |
|||||
Тин реактора |
Кипящий |
Кипящий |
С водой под |
С водой под |
Кипящий |
Теплоноситель: |
Н20 |
И,0 |
давлением |
давлением |
Н20 |
НоО |
1ЬО |
||||
давление, кГ/см2 |
71,4 |
72 |
145 |
158 |
71 |
температура: |
266 |
270 |
280 |
288 |
266 |
на входе в реактор, °С |
|||||
на выходе из реактора, °С |
286 |
286 |
310 |
316 |
285 |
Давление пара, кГ/см2 |
68 |
42 |
50 |
51 |
68 |
Температура пара, °С |
282 |
530* |
263 |
265 |
280 |
Проектное выгорание топлива, Мет- |
16 600 |
16 500 |
24 000 |
31 000 |
27 500 |
сутки/т
♦ K W L — с огневым перегревателем мощностью 216 Мет.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 6.5 |
|
Строящиеся п намеченные к строительству АЭС до 1977 г. |
|
|
||||
|
Мощность, Мет |
|
Год начала |
|
Год пуска |
|
АЭС, ее местонахождение |
|
электри- |
Тип реактора |
|
||
тепловая |
строитель- |
в эксплуатацию |
||||
|
чесная |
|
ства |
|
|
|
RW-1, Библпс на р. Рйн |
3442 |
1200 |
С водой под давлением |
1970 |
|
1974 |
ККВ, Брунсбюттель |
2292 |
805 |
Кипящий |
1970 |
|
1974 |
KKR-1, Фнлипсбург |
2572 |
900 |
» |
1970 |
|
1974 |
THTR-300, Шмехаузен (Рур) |
750 |
300 |
Высокотемпературный с газовым |
1971 |
|
1977 |
|
|
|
охлаждением и шаровыми твэламн |
1971 |
|
1975 |
GKN, Неккарвестхейм |
2215 |
775 |
С водой под давлением |
|
||
KKJ, Оху-на-Изаре |
2300 |
900 |
Кипящий |
1972 |
|
1977 |
KKR-2, Фнлипсбург |
2575 |
900 |
» |
1972 |
|
1977 |
SNR-300, Калкар (Рейн — |
730 |
300 |
Реактор-размножитель на быст- |
1972 |
|
1977 |
Вестфалия) |
|
|
рых нейтронах с натриевым тепло |
|
|
|
|
|
|
носителем |
1972 |
1- |
й блок 197 |
BASF, Людвигсхафен |
2x2000 |
2x660 |
С водой под давлением |
|||
|
|
|
|
|
2- |
й блок 197 |
Библпс-Б, на р. Рейн |
3400 |
1200 |
То же |
1972 |
|
1977 |
Кобленц-Норд, Рейнграбен |
3500 |
1200 |
» ь |
1972 |
|
1977 |
Унтервезер, на р. Везер |
3740 |
1300 |
|
1972 |
|
1976 |
