Міністерство освіти та науки молоді та спорту України
Волинський національний університет імені Лесі Українки
Хімічний факультет
Кафедра екології та
охорони навколишнього середовища
ІНДЗ на тему:
“Атомна енергетика світу”
Підготував: студент 12 групи
Сакура Богдан
Перевірив: к. б .н., доцент
Музиченко О.С
Луцьк – 2012
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………………….3
Розділ І. Розвиток атомної енергетики………………………………………..5
1.1 Історія виникнення атомної енергетики……………………………...………...5
1.2 Перший атомний реактор……………………………………………………….9
Розділ ІІ. Атомна енергетика світу…………………………………………..11
2.1 Позиції країн щодо використання атомної енергетики……………………...11
2.2 Загальна світова ситуація в атомній енергетиці на початок XXI ст………...12
2.3 Атомна енергетика в Україні……………………….………………………….15
Розділ ІІІ. Позитивні та негативні наслідки ядерної безпеки……...………18
3.1 Важкорозв’язна проблема ядерних відходів……………….…………………18 3.2 Атомна енергетика і парниковий ефект…….………………………………...19
3.3 Дорога та ризикована атомна енергетика………………………….…………20
Висновки………………………………………………………………………23
Список використаних джерел………………………………………………..25
ВСТУП
Ще не так давно слова “атомна енергетика” і “науково-технічний прогрес” зливалися в нерозривне ціле. І тому було чимало причин. Молода галузь стимулювала розвиток цілого ряду нових напрямків у фізиці, хімії, біології. Більше того, відкривалася дуже райдужна перспектива вирішення енергетичних проблем, в першу чергу заміни традиційних видів палива принципово іншим - компактним, “бездимним” і, що особливо важливо, практично невичерпним. Саме тому атомна енергетика відразу набула пріоритетного розвитку в багатьох промислово розвинених країнах.
Атомна енергетика - питання, яке займає і економістів, і політиків у всіх країнах світу. Ми звикли стежити за цінами на нафту, хоча можемо і не розуміти, скільки взагалі літрів в цьому барелі, і чому він стільки коштує. Ми знаємо, що від цін на нафту залежить і політична ситуація в державі, і його авторитет. Але якщо б ми уважно вивчили список світових джерел енергії, то легко б виявили, що атомна енергетика майже так само важлива, як нафта і газ. І точно так само, як наявність нафтових свердловин, наявність атомних станцій і продуманої державної політики в галузі атомної самим серйозним чином впливає на економічне благополуччя країни.
Атомну (ядерну) енергетику можна розглядати як одну з важливих підгалузей світової енергетики, яка в другій половині XX ст. стала вносити істотний внесок у виробництво електроенергії. Особливо це відноситься до тих регіонів планети, де немає або майже немає власних первинних енергетичних ресурсів. За собівартістю вироблюваної електроенергії сучасні АЕС вже цілком конкурентноздатні в порівнянні з іншими типами електростанцій. На відміну від звичайних ТЕС, що працюють на органічному паливі, вони не викидають в атмосферу парникові гази і аерозолі, що теж є їхньою гідністю.
Не дивно, що протягом останніх десятиліть світова атомна енергетика перетворилася на велику галузь, важливу складову частину світового господарства. Ще в 1970 р. всі атомні електростанції світу виробили лише 85 млрд. кВт/год. електроенергії, але вже в 1980 р. - близько 700 млрд., в 1990 р. - 1800 млрд., а в 2005 р. - майже 2750 млрд. кВт/год. Одночасно зростала і сумарна потужність АЕС світу (рис. 74). Однак малюнок 1. наочно відображає і дуже істотні перепади, які були характерні для розвитку світової атомної енергетики починаючи з другої половині XX ст. і до сьогоднішнього дня.
З початком світової енергетичної кризи, яка призвела до різкого подорожчання нафти, та й інших видів мінерального палива, по-новому поставив питання надійності енергопостачання, шанси атомної енергетики швидко зросли. У першу чергу це стосувалося до країн, що не володіє великими ресурсами нафти і газу, а іноді і вугілля, - Франції, ФРН, Бельгії, Швеції, Фінляндії, Японії, Республіці Корея. Однак великі програми розвитку атомної енергетики були прийняті також і в таких багатих мінеральним паливом країнах, як США і СРСР.
В кінці 1970-х рр.. більшість західних експертів вважало, що до початку XXI ст. потужність АЕС може досягти 1300-1600 млн. кВт, або приблизно половини сумарної потужності всіх електростанцій, а самі АЕС з’являться в 50 країнах світу. На X сесії МІРЕК обговорювалося прогноз на 2020 р., згідно з яким частка атомної енергетики у світовому споживанні палива та енергії повинна була скласти 30%.
Розділ 1 розвиток атомної енергетики
1.1. Історія виникнення атомної енергетики
Вже до середини 1939 року науковці світу досягли важливих теоретичних та експериментальних відкриттів у галузі ядерної фізики, що дозволили розпочати велику програму досліджень у цьому напрямку. Виявилося, що атом урану можна розщепити на дві частини. При цьому вивільняється величезна кількість енергії. Крім того в процесі розщеплення виділяються нейтрони, які в свою чергу можуть розщепити інші атоми урану й викликати ланцюгову ядерну реакцію. Ядерна реакція поділу дуже ефективна й далеко перевершує найбурхливіші хімічні реакції. Так, наприклад, при розпаді молекули тротилу виділяється 10 електрон-вольт енергії, а при розпаді ядра урану – 200 млн. електрон-вольт, тобто в 20 млн. разів більше.
Перша у світі промислова атомна електростанція потужністю 5 МВт була введена в експлуатацію у СРСР (м. Обнінськ) у 1954 році. Розвинені індустріальні країни розпочали проектування та будівництво АЕС з реакторами різних типів. До 1964 року сумарна потужність АЕС у світі зросла до 5 млн.кВт. вже до 1968 року в світі працювали на АЕС 365 енергоблоків сумарною встановленою потужністю 253 млн.кВт. практично за 20 років потужність АЕС збільшилася в 50 разів.
У той час надзвичайно популярними були дослідження Римського клубу – авторитетного співтовариства науковців зі світовими іменами. Висновки авторів досліджень зводилися до неминучості досить близького вичерпання природних запасів органічних ресурсів, у тому числі нафти, ключових для світової економіки, їх стрімкого подорожчання у найближчий перспективі. З огляду на це розвиток атомної енергетики відповідав вимогам часу. Потенційні запаси ядерного палива (238U, 235U, 232Th) на тривалу перспективу вирішували життєво важливу проблему паливозабезпечення за різних сценаріїв розвитку атомної енергетики.
Умови розвитку атомної енергетики були вкрай сприятливими, причому економічні показники АЕС також додавали оптимізму, АЕС вже могли успішно конкурувати з ТЕС.
Розвиток атомної енергетики базувався на сформованому енергетичному секторі воєнно-промислового комплексу – досить добре опанованих промислових реакторах і реакторах для підводних човнів з використанням вже створеного для цих цілей ядерного паливного циклу (ЯПЦ), набутих знаннях і значному досвіді.
Проблема енергетичної безпеки, що загострилася у 70-ті роки ХХ ст. у зв’язку з енергетичною кризою, спричиненою різким підвищенням цін на нафту, залежністю її поставок від політичних чинників, змусила багато країн переглянути свої енергетичні програми.
В процесі швидкого розвитку атомної енергетики з двох основних типів енергетичних ядерних реакторів – на теплових і швидких нейтронах – найпоширенішими в світі стали реактори на теплових нейтронах.
Розроблені різними країнами типи та конструкції реакторів з різними уповільнювачами та теплоносіями стали основою національної енергетики. Так, у США основними водо-водяні реактори під тиском і киплячі реактори, у Канаді – важководні реактори на природному урані, у колишньому СРСР – водо-водяні реактори під тиском (ВВЕР) й урано-графітові киплячі реактори (РВПК).
Зростала одинична потужність реакторів. Так, реактор РВПК-1000 електричною потужністю 1000 МВт був встановлений на Ленінградській АЕС у 1973 році. Потужність великих АЕС, наприклад Запорізької АЕС (Україна), досягла 6000 МВт.
Враховуючи, що блоки АЕС працюють практично з постійною потужністю, й покривають базову частину добового графіку навантажень об’єднаних енергосистем, паралельно з АЕС у світі будувалися високоманеврені ГАЕС з метою покриття змінної частини графіку та закриття нічного провалу у графіку навантажень.
Проте високі темпи розвитку атомної енергетики не відповідали рівню її безпеки. На підставі досвіду експлуатації об’єктів атомної енергетики, дедалі глибшого науково-технічного розуміння процесів і можливих наслідків виникла необхідність перегляду технічних вимог, що викликало збільшення капвкладень й експлуатаційних витрат.
Серйозний удар розвитку атомної енергетики було завдано важкою аварією на АЕС “Три Майл Айленд” у США у 1979 році, а також на інших об’єктах. Це спричинило радикальний перегляд вимог безпеки, посилення чинних нормативів і перегляд програм розвитку АЕС у всьому світі. У США, які були лідером в атомній енергетиці, з 1979 року припинилися замовлення на будівництво АЕС, також скоротилося їх будівництво і в інших країнах.
Рис. 1. 1 АЕС “Три Майл Айленд” (США) 2010 р.