книги из ГПНТБ / Петросьянц А.М. Атомная энергетика зарубежных стран. США, Канада, Великобритания, Франция, ФРГ, Италия, Швеция, Швейцария, Япония
.pdfВ яиваре 1973 г. был опубликоваи доклад специаль ной комиссии *, которая занималась выяснением при чин аварии. Ею установлено, что причиной аварии яви лось повреждение твэлов.
Демонтаж верхней части реактора, его внутренних деталей, выгрузка исправных твэлов, отправка некоторых наиболее ответственных деталей на анализ в радиохими ческую лабораторию в Вюренлингене потребовал трех лет интенсивной работы. Комиссия отмечала, что многие возникшие при аварии проблемы были решены и выпол нены предельно просто и при малых финансовых затратах. Опыт работ на АЭС «Люсенс» показал, что после аварии демонтаж и обезвреживание даже сильно загрязненных радиоактивными веществами частей реактора потребо вали ограниченных средств.
В настоящее время АЭС «Люсенс» не работает, и нет решения о ее дальнейшем использовании.
АЭС «Бецнау-1» была сдана в опытную эксплуатацию в сентябре 1969 г. В феврале 1970 г. АЭС была выведена на полную мощность (табл. 9.2).
|
|
Т а б л и ц а 9.2 |
Характеристика АЭС «Бецнау-1» |
||
Мощность: |
ИЗО Мет |
|
тепловая |
||
электрическая |
365 Мет |
|
Ядерное топливо |
Двуокись урана |
|
Обогащение топлива |
2,4; |
2,8; 3,5»/0 |
Загрузка топлива |
45,3 |
т |
Плотность потока тепловых ней- 6,8-1013 нейтрон1(смг -сек)
тронов |
Обычная вода |
Замедлитель |
|
Теплоноситель: |
Обычная вода |
давление |
157 кГ/см2 |
температура: |
285° С |
на входе в реактор |
|
на выходе из реактора |
315° С |
Давление пара |
69 кГ/см2 |
Температура пара |
285° С |
Фирма «Нордостшвейцарише крафтверке», построившая АЭС «Бецнау-1», приступила к строительству следующей АЭС —«Бецнау-2» в 1967 г. В настоящее время АЭС «Бец- нау-2» достигла проектной мощности.
* Bull. SVA, 1973, v. 15, No. 2, р. 12—13.
14* 211
и через несколько месяцев ожидался вывод ее па электри ческую мощность. Но 29 июля 1971 г. произошел пожар, вызвавший большие повреждения в машинном зале, поэтому пуск АЭС был отложен. Причина пожара — поломка небольшой масляной трубки вследствие сильной вибрации маслопровода. Выброшенное под давлением масло попало па горячие поверхности турбины. К счастью, реакторный зал АЭС, оборудование первого контура реактора не пострадали. Поэтому неприятных последст вий не произошло. На ликвидацию последствий пожара понадобился один год. Летом 1972 г. АЭС в Мюлеберге начала эксплуатироваться и уже достигла проектной мощ ности.
Строительство АЭС в Швейцарии осуществляется фирмами и энергетическими компаниями, т. е. при уча стии преимущественно частного капитала. Государство поощряет, но практически не участвует в сооружении АЭС.
Энергетическая фирма ENKA приняла решение пост роить АЭС с кипящим реактором в Кайзераугусте. Пуск этой АЭС электрической мощностью 850 Мет намечен в 1975 г.
Создан консорциум швейцарских и западногерманских фирм, который начал строить АЭС с реактором на обычной воде под давлением электрической мощностью 000 Мет. При этом 20% электроэнергии будут потреблять западногерманские энергетические фирмы.
Западногерманская фирма «Крафтверкунион», являю щаяся объединенным филиалом фирм «Сименс» и «АЭГТелефункен», получила подряд на строительство в Швей царии в Гесгене на реке Аар АЭС с реактором с водой 'под давлением мощностью 903 Мет *. Таким образом, швейцарские организации после аварии в Люсенсе отка зались от тяжеловодных реакторов и начали строить реакторы с водой под давлением и частично кипящие под давлением по американским лицензиям.
В Швейцарии совместно с американской фирмой «Галф дженерал атомик» ведутся работы и по созданию высоко температурных реакторов с гелиевым теплоносителем. Швейцарская фирма «Браун-Бовери» вместе с западногер манской фирмой «Браун-Бовери-Нрупп» приступила к ра
ботам по |
созданию высокотемпературных реакторов. |
* Appl. |
Atomics, 1973, No. 903, р. 2. |
213
Швейцария приняла также участие в создании высоко температурного реактора с газовым охлаждением «Дра гой» в Англии. Такой реактор построен и эксплуатируется в рамках Евратома.
Швейцарская федеральная комиссия по безопасности эксплуатации реакторов АЭС одобрила выбор места для строительства АЭС фирмы «Энерджи де л ’У эст— Суисс» в Вербоа в 9 км к западу от Женевы. Намечено построить АЭС с реактором на обычной воде электрической мощ ностью 900 Мет или с высокотемпературным реактором с газовым охлаждением конструкции американской фир мы «Галф дженерал атомик» электрической мощностью
1200 Мет *.
В Швейцарии, как уже указывалось, в Институте реакторных исследований с участием американской фирмы «Галф дженерал атомик» ведутся работы и над реактора ми-размножителями на быстрых нейтронах с двумя вида ми теплоносителя — жидкометаллическим (натрием) и га зовым (гелием).
Ряд швейцарских фирм уже освоили производство почти всех видов оборудования и приборов для оснаще ния АЭС, сооружаемых в Швейцарии.
Многие швейцарские фирмы принимают участие в изго товлении и поставке ядерноэнергетического оборудования для АЭС Швейцарии и других стран, в частности для Анг лии и Франции. Так, фирма «Браун-Бовери» специализи руется по изготовлению электротехнического и электрон ного оборудования для управления и обеспечения безопас ности, систем автоматизации, дистанционного управления для АЭС.
Фирма «Электроватт» проектирует и изготовляет кор пуса давления, фирма «Гетрудер Зульцер»— парогене раторы, корпуса давления, циркуляционные насосы, тру бопроводы, арматуру, фирма «Целп»— системы биологи ческой защиты, фирма «Георг Фишер»— крупное сталь ное литье, насосы и вентиляторы для первого и второго контуров. В проектировании и изготовлении оборудова ния для АЭС принимают участие более 15 фирм. Ведущую роль в сооружении АЭС играет фирма «Нордостшвейцаришекрафтверке», построившая АЭС «Бецнау-1» и «Бец- нау-2». Фирма «Бернише крафтверке» построила АЭС
вМюлеберге.
*Kerntechnik, 1973, v. 15, No. 2, р. 53.
214
Проведенные в Швейцарии |
геологоразведочные |
||
работы по |
обнаружению |
месторождений урановых руд |
|
не привели |
к желаемым |
результатам, хотя поиск про |
|
должается. В районе Бланбаха обнаружены месторожде ния битуминозного угля с содержанием урана. Однако эти месторождения разработкам не подвергаются из-за их неэкономичности. Таким образом, Швейцария пол ностью (по крайней мере в настоящее время) зависит от поставок урана извне. Соглашения на получение урана заключены с США и Францией.
Переработка облученного топлива АЭС «Бецнау» и «Мтолеберг» пока что проводится также за границей. Соглашения на переработку облученного топлива заклю чены с УАЗ Великобритании и фирмой «Еврокемик» (Европейское общество по химической переработке облу ченного ядерного топлива).
В Швейцарии не организовано и производство твэлов. Поэтому швейцарские АЭС находятся в полной зависи мости от импортных поставок. Однако Федеральный ин ститут реакторных исследований и некоторые промыш ленные фирмы Швейцарии ведут разработки в области технологии изготовления твэлов. Очевидно, в ближай шие годы такое производство будет налажено, что из бавит ее от покупки твэлов за рубежом.
Предложение ряда швейцарских энергетических фирм перейти к сооружению АЭС для получения электроэнер гии имеет под собой твердую почву. Водные энергоресур сы страны практически полностью исчерпаны, хотя они
идают почти 90% электроэнергии, вырабатываемой ныне
вШвейцарии.
Швейцарская промышленность, будучи высокоразви той, накопила опыт работы в области изготовления почти всех агрегатов и узлов реакторной техники, не говоря уже о турбинах, генераторах, насосах и других видах оборудо вания, необходимого для электростанций всех типов и назначений.
Швейцарская промышленность полностью подготовле на к выпуску энергетических реакторов как для своей страны, так и для поставки в другие страны.
На примере Швейцарии видно, что атомная энер гетика доступна не только большим, но и малым стра нам, причем они могут рассчитывать на собственные силы и возможности своей промышленности с некоторой (как это обычно практикуется) кооперацией с другими стра нами.
10. АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ЯПОНИИ
Япония по своим промышленным возможностям является в настоящее время третьей страной в мире. Послевоенный рост промышленной продукции в Японии (10—13% еже годного прироста) выдвинул страну на первое место в мире по судостроению, на второе по выпуску автомашин и на третье по производству стали.
Бурный рост промышленности сопровождался, есте ственно, ростом потребления электрической энергии. Так, потребность Японии в энергии за десятилетие (1956— 1966 гг.) возросла в 3,3 раза. В 1969 г. она составила
280 млрд, квт-ч, в 1970 г.—320 млрд, квт-ч, в 1975 г.
должна составить 550 млрд, квт-ч, а к 1980 г. возрасти до 840 млрд, квт-ч, т. е. увеличиться почти втрое по срав нению с 1969 г.
Собственные топливно-энергетические ресурсы в Япо нии весьма ограниченны. Для удовлетворения своих потребностей Япония завозит до 70% топлива (для тепло вых электростанций). Такая вынужденная энергетическая политика привела страну к зависимости от импортных поставок и вызвала ряд экономических трудностей.
Резкое сокращение имеющихся малорентабельных при родных запасов угля и безуспешные попытки обнаружить нефть в прибрежных районах страны обусловили зависи мость Японии от зарубежных источников всех видов топлива.
Добыча угля в Японии в последние годы, несмотря на импорт нефти в больших количествах, не покрывает увеличивающиеся потребности в угле. Так, в 1960 г.
было добыто угля 51 |
млн. т, а израсходовано 59 млн. т\ |
||||
в |
1965 |
г. добыто 50 |
млн. т, израсходовано |
66 млн. т\ |
|
в |
1970 |
г. 40 |
и 90 млн. т соответственно, в |
1971 г.—33 |
|
и 75 млн. т.\ |
в 1972 г.—31 млн. т, а израсходовано почти |
||||
в 2,5 раза больше (77 млн. т). |
|
||||
216
Отсюда видно, что потребность в угле непрерывно воз растает, а добыча его, наоборот, падает. Это обстоятель ство явилось одной из главных причин ускоренного разви тия в Японии атомной энергетики как только последняя заявила о себе как надежный и конкурентоспособный источник электроэнергии.
В1956 г. японским правительством была создана Комиссия атомной энергии (КАЭ), непосредственно под чиненная премьер-министру. Председателем КАЭ являет ся генеральный управляющий Агентства по науке и тех нике (на правах государственного министра). В обязан ность этой комиссии входит координация деятельности всех министерств и ведомств в области атомной энергии. КАЭ также связана с частными фирмами, ведущими рабо ту в этой области.
В1957 г. КАЭ Японии впервые приняла свою первую программу по разработке АЭС. Тогда же была создана фирма «Джэпэн атомик пауэр», в задачу которой входило строительство и эксплуатация АЭС.
Уже в первые годы деятельности КАЭ в Японии были созданы многие научно-исследовательские центры.
В1956 г. организован Японский научно-исследова тельский институт атомной энергии (JAERI), являющий ся по существу главным центром комплексных исследо ваний в области атомной науки и техники.
Научно-исследовательский институт проводит фунда ментальные и прикладные исследования в области ядерной физики, радиационной химии, металлургии, физики твер дого тела, химии, основ радиационной безопасности, раз работки ядерных реакторов, производства радиоактивных изотопов, занимается подготовкой специалистов.
Всостав Японского научно-исследовательского инсти тута входят: научно-исследовательский центр в Токаймура; научно-исследовательский центр радиационной
химии в Такасаки; научно-исследовательский центр в Оараи; лаборатории по радиационной химии в Осаке.
Научно-исследовательский центр в Токаймуре имеет пять ядерных реакторов.
Исследовательский реактор JRR-1 кипящего типа тепловой мощностью 50 кет предназначен для фундамен тальных исследований и производства радиоактивных
изотопов.
Исследовательский тяжеловодный реактор JRR-2 теп ловой мощностью 10 Мет, построенный в 1962 г., исполь
217
зуется для |
фундаментальных исследований и испыта |
||
ния материалов, |
а также |
для производства радиоизо |
|
топов. |
|
|
|
Исследовательский тяжеловодный реактор JRR-3 на |
|||
природном |
уране |
тепловой |
мощностью 10 Мет — это |
первый реактор, построенный в Японии в 1962 г. Его называют первым японским реактором, так как он был построен по японскому проекту и полностью изготовлен
в |
Японии. Реактор оборудован загрузочной машиной |
||
с |
программным управлением, |
изготовленной |
фирмой |
«Хитачи». |
погружного типа |
JRR-4 |
|
|
Исследовательский реактор |
||
тепловой мощностью 1 Мет предназначен для испытания материалов, используемых при сооружении судовых ядерноэнергетических установок.
Демонстрационный энергетический реактор JPDR кипящего типа мощностью 12,5 Мет сдан в эксплуата цию в 1963 г.
Там же, в Токаймура, имеются критические сборки на обычной воде и графите. Действуют ускорители заря женных частиц; Ван-де-Граафа на 5,5 и 2 Мэе, линейный ускоритель на 20 Мэе и др.
Научно-исследовательский центр радиационной химии в Такасаки, основанный в 1964 г., имеет три отдела для работ с источником Со60 активностью 30 ккюри, ускори телем на 2 Мэе и радиоизотопами. Здесь проводятся экспе рименты по полимеризации синтетического волокна, раз рабатываются способы получения пластмасс методами радиационной химии, а также методы облучения различ ных материалов па ускорителях, проводятся исследования на радиационнохимических установках и ядерных реакто рах с газовым теплоносителем.
В Научно-исследовательском центре в Оараи прово дятся разработки по применению радиоактивных изото пов, удалению радиоактивных отходов, облучению мате риалов в реакторе и др.
Для проведения исследований в Оараи имеется уста новка для а- и у-облучения (пущена в 1969 г.), три уста новки для испытания парогенераторов (работают с 1969 и 1971 гг.), критическая сборка с тяжеловодным замедли телем, установка для инженерных испытаний и др.
В центре заканчивается строительство эксперимен тального реактора-размножителя на быстрых нейтронах мощностью 50 Мет. Пуск реактора намечен в 1974 г.
218
Следует отметить, что если все реакторное обору дование и установки в первые годы освоения атом ной энергии в Японии создавались при участии американ ских фирм («Дженерал электрик», «Порт америкен авиейшн» и др.) и основные материалы (ядерное топливо, тяжелую воду) получали из других стран, то уже в последующие годы Япония многое делает сама без помощи извне. Так, реактор на быстрых нейтронах в Оараи строят японские фирмы («Тосиба», «Мицубиси», «Хитачи», «Фиджи»).
Японский научно-исследовательский институт хорошо оснащен оборудованием и приборами. В институте имеются радиохимические лаборатории, в том числе для работы с плутонием.
Мне пришлось посетить одну из радиохимических лабо раторий Японии в сентябре 1965 г. Это рационально спла нированная лаборатория, оборудованная современными манипуляторами электронного типа. Такие манипуляторы позволяют делать глухую защиту (из бетонной стены) и таким образом полностью гарантировать изоляцию операторского помещения от собственно лаборатории.
Институт физических и химических исследований (Токио) проводит фундаментальные и прикладные иссле дования в области физики, биофизики, неорганической и органической химии, ядерной химии, биохимии и сель скохозяйственной химии.
В составе института восемь исследовательских отде лов. Отдел ядерной физики состоит из пяти лабораторий (теоретической физики, космических лучей, радиацион ной, циклотронной и термоядерного синтеза); отдел физи ки твердого тела—из шести (ядерной физики, физики кристаллов, физики полимеров, полупроводников, физи ки металлов, магнитных материалов); отдел прикладной физики включает семь лабораторий (электропроводников, электроники, информации, физики микроволн, фото упругости, физической океанографии и электронно-вы числительной техники); технологический отдел — четыре лаборатории, отдел неорганической химии — семь, отдел
органической |
химии — девять, |
отдел биохимии — семь |
и отдел сельскохозяйственной |
химии — три. |
|
Институт ядерных исследований Токийского универ |
||
ситета создан |
в 1955 г. Здесь |
проводятся исследования |
в области ядерной физики, в том числе |
физики |
высоких |
и низких энергий, космических лучей |
и теоретической |
|
физики. В работе института принимают |
участие |
сотруд |
219
ники других научно-исследовательских организаций и уни верситетов.
Институт физики твердого тела Токийского универ ситета, основанный в 1957 г., включает 20 исследователь ских и 12 обслуживающих отделений, лабораторий, мастерских. Здесь, в частности, проводятся исследования по физике атомного ядра с использованием радиоизотопных методов измерений, изучается эффект Мёссбауэра и т. д.
Кроме перечисленных институтов и центров работы
вобласти ядерной энергии ведут и другие национальные
иуниверситетские институты и лаборатории в таких промышленных центрах и городах, как Токио, Киото,
Нагоя, Хиросима, Тиба, Киушу и др. Среди них следует отметить Институт химических исследований универси тета в Киото, Национальный институт радиологии в Тибе, Научно-исследовательский реакторный институт универ ситета в Киото, Центр ядерной техники инженерного факультета университета в Нагое, Научно-исследователь ский институт ядерной медицины и биологии в Хиросиме, Японскую ассоциацию радиоизотопов в Токио, Техноло гический институт в Киушу и т. д.
К исследованиям привлечены многие университеты. В создании научно-исследовательских центров и инсти тутов участвуют крупнейшие фирмы. Так, в 1970 г. был открыт новый технологический центр фирмы «Пауэр реактор энд ньюклеар фьюэл девелопмент» в Оараи. Центр, расположенный примерно в 60 км севернее Токио, предназначен для проведения исследований и разработок усовершенствованных реакторов с тяжеловодным замед лителем и реакторов-размножителей на быстрых нейтро нах с жидкометаллическим охлаждением.
Центр оборудован критической сборкой с тяжеловод ным замедлителем, экспериментальным контуром по теп лопередаче, петлей для испытания реакторных компонен тов и устройством для экспериментов по радиационной безопасности *.
Размаху работ по созданию научно-исследовательской и экспериментальной базы в Японии способствует широкая
подготовка специалистов. |
|
молодые ученые |
С 1955 г. очень многие японские |
||
и инженеры прошли курс обучения |
в США и Англии, |
|
* Nucl. Engng. Internat., 1970, v. 15, |
No. |
169, p. 470—477. |
220
