Будущее атомной энергетики в россии доклад

Обновлено: 23.04.2024

Авария на ФЭС Фукусима в Японии, снова вернула правительства многих стран, где вынашивались планы развития такой энергетики, и общественность (не только принципиальных противников атомной энергетики) к состоянию, в котором мир находился после Чернобыльской аварии. А ведь были еще аварии на АЭС Три Майл Айлэнд (США), Селлафилде (Великобритания), причем последствия Чернобыльской и Фукусимской вышли за пределы границ государства. Объективно в результате этих аварий было не так много человеческих жертв, но факты отселения людей из близлежащих территорий, длительное отчуждение земель, страх радиоактивного облучения сильно влияют на человеческое сознание, а необходимость вовлечения громадных государственных средств для ликвидации последствий, дополнительный довод отказаться от такого вида генерации. Это решение приняли ряд европейских государств.

Какие основные проблемы волнуют общественность?

  1. Тяжелые аварии, о которых говорилось выше, когда разрушается (расплавляется) ядерное топливо, либо из-за потери теплоносителя, либо из-за избыточной реактивности. При этом вероятностный анализ безопасности показывал, что такого рода события практически невозможны. Однако, сочетание целого ряда факторов, ошибок операторов все-таки привели к подобным авариям.
  2. Использование в сегодняшней энергетике в качестве основного делящегося материала урана-235 наталкивается на ресурсные ограничения. При теперешнем уровне установленной мощности АЭС в мире запасов относительно дешевого урана по расчетам хватит лет на 100-120. Срок службы современной АЭС 60 лет, и это означает, что уже следующему поколению подобных установок не на чем будет работать.
  3. Нерешенность проблем с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами в долгосрочном плане. Да, перевозки этих конструкций и веществ их контролируемое хранение без особых проблем реализуются во всем мире, но общественность спрашивает, что будет дальше через 100 и более лет.
  4. Наконец, проблема распространения атомного оружия. Применяемые для работающих реакторов технологии обогащения урана вполне могут быть использованы для получения урана оружейного качества, именно это обсуждается в связи с Иранской атомной программой.

Можно ли преодолеть перечисленные трудности? Да, можно. Ученые и специалисты России вот уже много лет ведут разработки ядерных реакторов с так называемой естественной безопасностью. Что это означает? На таком реакторе принципиально не могут быть тяжелые аварии, защита от них базируется только на законах физики. Даже, если все стержни регулирования мощности и аварийной защиты будут извлечены, разрушения топлива не произойдет. Для этого в таком реакторе будет использоваться тяжелый металлический теплоноситель (свинец или свинец-висмут). Такой теплоноситель не горит, не вытекает в больших количествах из активной зоны. Будет использоваться плотное ядерное топливо и равновесное количество делящихся элементов (сколько делится и выделяет энергию, столько же вновь образуется). Это исключает разгон реактора на мгновенных нейтронах (что произошло на ЧАЭС).

Описанные выше реакторы будут работать на быстрых нейтронах, что позволит вовлечь в топливный цикл уран-238 (его в природе 99,3%) и торий-232. Этих ресурсов России и человечеству хватит на тысячи лет для использования в базовой энергетике существенно большей по сравнению с сегодняшней.

Реакторы на быстрых нейтронах позволяют трансмутировать (преобразовать) долгоживущие (тысячи лет) изотопы в короткоживущие (сотни лет), а это, в свою очередь, позволяет их окончательно захоранивать в геологические формации, сохраняя один и тот же уровень радиации в земле (сколько взяли урана и тория, столько вернули после нескольких сотен лет). Радиоактивные отходы при такой технологии занимают небольшой объем, для них не потребуются большие территории и подземные объемы. Поскольку упомянутые реакторы производят сами для себя ядерное топливо (из урана-238 плутоний-239), то нет накопления отработавшего ядерного топлива, образуется замкнутый топливный цикл.

Выше говорилось о равновесной активной зоне, поэтому в топливном цикле нет лишних делящихся элементов, которые можно было бы изъять без того, чтобы реактор встал, нет необходимости обогащать уран, кроме того, ядерное топливо в замкнутом топливном цикле смешано с высокорадиоактивными элементами, поэтому проблема хищения делящихся материалов не существует.

Работа над созданием таких реакторов и их топливного цикла активно ведется. Уже до 2020 года должен заработать первый опытный реактор БРЕСТ-300, проектируется реактор СВБР-100, ведутся испытания плотного топлива и технологий переработки.

Энергокомплексы на основе подобных реакторов и пристанционного топливного цикла могут быть не только как базовая энергетика России, но и продаваться в третьи, неядерные страны. Переход атомной энергетики на реакторы естественной безопасности произойдет эволюционно, начиная с 2025-2030 годов.

В настоящее время в мире сформировался повышенный интерес к строительству модульных атомных станций малой и средней мощности (АСМСМ). Несмотря на то, что до настоящего времени нет действующих пилотных модульных АСМСМ, их ожидаемые высокие потребительские качества и экономическая конкурентоспособность с другими источниками энергии в ряде регионов мира, значительный инвестиционный потенциал сегодня не вызывают особых сомнений у специалистов, инвесторов и политиков.

Проектные проработки АСМСМ показывают высокие показатели безопасности и надежности. Их работа не зависит от внешних природных условий, они позволяют стабильно обеспечивать потребителей энергией. Такие станции до 100 МВт электрической мощности очень нужны для региональной энергетики, в первую очередь, районов дальнего севера, Дальнего Востока, Чукотки, там, где находятся основные ресурсы минеральных, да и органических ископаемых.

Конечно, граждане России в праве сами выбирать, какую энергетику использовать, но понятие энергетической безопасности, понимание того, что нефть, газ и позднее уголь в конечном счете исчезнут, а главное неправильно использовать их для сжигания, когда в них нуждается химия, показывают, что безопасная и экологически приемлемая атомная энергетика пока, по крайней мере, не имеет альтернативы, как базовая энергетика.

Автор

В.Б. Иванов, доктор технических наук, заслуженный деятель науки РФ, академик РАЕН

Настоящее и будущее атомной энергетики в России и в мире

Цель данного проекта: показать насколько полезна ядерная энергия и каково развитие будущей атомной энергетики в России и в мире. В работе рассмотрены вопросы: история атомного века, развитие ядерной энергетики, перспективы строительства атомных электростанций, воздействие ядерной энергии на окружающую среду. Учебный проект рассматривает классификацию ядерных реакторов, использование различных радиоактивных элементов, преимущество ядерной энергетики по сравнению с традиционными технологиями. Эта исследовательская работа позволяет сделать вывод о том, что ядерная энергия играет исключительную роль в современном мире.Учебный проект на тему "Настоящее и будущее атомной энергетики в России и в мире"

для учащихся средних общеобразовательных учреждений

Москвы, Санкт-Петербурга, Воронежской, Калининградской, Ленинградской, Московской, Мурманской, Ростовской, Томской областей

Направление реферативной работы

техническое

Тема реферативной работы (название без сокращений)

Настоящее и будущее атомной энергетики в России и в мире

ФИО автора (полностью)

Свистова Юлия Сергеевна

ФИО преподавателя или руководителя (полностью);

Гаврилина Лариса Алексеевна

Регион (город, в котором выполнена работа), год

Воронежская область Таловский район село Синявка

Класс, номер школы, почтовый адрес школы, контактный телефон и электронная почта

Цель данного проекта: показать насколько полезна ядерная энергия и каково развитие будущей атомной энергетики в России и в мире.

В работе рассмотрены вопросы:

история атомного века, развитие ядерной энергетики, перспективы строительства атомных электростанций, воздействие ядерной энергии на окружающую среду.

Учебный проект рассматривает классификацию ядерных реакторов, использование различных радиоактивных элементов, преимущество ядерной энергетики по сравнению с традиционными технологиями.

Эта исследовательская работа позволяет сделать вывод о том, что ядерная энергия играет исключительную роль в современном мире.

В истории человечества не было научного события, более выдающегося по своим последствиям, чем открытие деления ядер урана и овладения ядерной энергией. Человек получил в свое распоряжение огромную, ни с чем несравнимую силу, новый могучий источник энергии, заложенный в ядрах атомов.

История атомного века началась, конечно, раньше августа 1945 г. когда весть о трагедии Хиросимы потрясла мир. В развитие ядерной физики, овладение тайнами ядерной энергии внесли свой вклад такие учёные, как Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Макс Планк, Эрнест Резерфорд и другие, заложившие прочный фундамент науки об атомах. Целая плеяда выдающихся ученых из разных стран мира создала стройное учение об атоме.

Энергия атома на сегодняшний день является одним из наиболее спорных источников энергии. Повсюду продолжается бурная дискуссия между сторонниками и противниками АЭС. В таких европейских странах, как Швеция и Германия, “зеленые”, похоже, одержали важную победу, добившись свертывания ядерной программы. Однако в других государствах, особенно в Азии, эти программы успешно развиваются.

В связи с этим в данной работе рассматриваются роль ядерной энергии (положительные моменты) и проблемы ядерной энергетики (отрицательные моменты). Изначально ядерная энергетика являлась побочным продуктом военных технологий, и ее развитие субсидировалось государством.

Первый ядерный реактор был пущен в США 2 декабря 1942 г. под руководством итальянского ученого Энрико Ферми. Атомная бомба была создана усилиями ученых многих стран мира, эмигрировавших в США во время второй мировой войны. Ее испытание было проведено 16 июля 1945 г. в пустынной местности штата Нью - Мексико, а в августе 1945 г. две атомные бомбы были сброшены на японские города Хиросима и На­гасаки.

Эра расцвета ядерной энергетики приходится на 70-е годы. Нефтяной кризис 1973 г. поставил развитые страны перед необходимостью обеспечения энергетической безопасности, в том числе за счет выбора дешевых и доступных источников энергии, а также их диверсификации. Всем этим критериям удовлетворяла ядерная энергетика. Ее доля в общем объеме производства электроэнергии в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) возросла с 5% в 1974 г. до 25% к середине 90-х годов. Доля же нефти в производстве электроэнергии за тот же период упала с 25% ниже 10%.

В 70-х годах казалось, что ядерная энергетика - это энергетика будущего. Однако аварии (на станции Three Mile Island в США в 1979 г. и на Чернобыльской АЭС в 1986 г.) вызвали громкий протест широкой публики против ядерной энергетики. К тому же рост цен на энергоносители оказался не таким значительным, как предсказывали в 70-х годах. Явного экономического преимущества ядерной энергии по сравнению с традиционными видами топлива уже не было. Кроме того, ужесточение требований к безопасности работы атомных станций привело к росту стоимости производимой энергии. В результате ядерная программа в некоторых странах начала сворачиваться, и темп строительства ядерных объектов был замедлен. Если в 70-е годы производство электроэнергии в мире атомными станциями росло со среднегодовым темпом 19%, то в 80-е годы прирост замедлился до 10,5%, а в 90-е упал до 2,3%. Тем не менее, сегодня ядерная энергетика является из основных источников энергии.

Ядерная энергетика — очень молодая отрасль науки и техники. Первая в мире атомная электростанция (АЭС) в г. Обнинске Калужской области вошла в строй всего четверть века назад: 27 июня 1954 г. она выдала электрическую энергию в Московскую энергосеть. За это время ядерная энергетика выросла, возмужала и вышла на широкую дорогу промышлен­ного производства электрической энергии во многих странах мира — Со­ветском Союзе, США, Англии, Франции, Канаде, Италии, ФРГ, Японии, Швеции, Чехословакии, ГДР, Болгарии, Швейцарии, Испании, Индии, Пакистане, Аргентине и др. На январь 1981 г. во всем мире введено бо­лее 250 атомных электростанций (блоков) установленной мощностью около 140 млн. кВт. Ни одна отрасль техники не развивалась так быстро, как ядерная энергетика. Обычным электростанциям понадобилось 100 лет, чтобы достичь такого уровня инженерной техники и эксплуатации, какого достигла уже к 1975 г. ядерная энергетика является существенным.

Такому росту ядерной энергетики способствует ряд обстоятельств. С одной стороны — уменьшение природных запасов органического топлива (газа, нефти, а во многих экономических районах и угля), их повышенная сернистость, зольность, вызывающая загрязнение окружающей среды при сжигании этих видов топлива, резкое удорожание и сложность их добычи и т. д., с другой — постоянный рост потребности человечества в топливе и электроэнергии. При истощении запасов органического топлива исполь­зование ядерного топлива (урана, тория и плутония) — пока единствен­ный реальный путь надежного обеспечения человечества так необходимой ему энергией. Как известно, при делении ядер урана и плутония выделяет­ся огромное количество энергии, использование которой позволяет созда­вать крупные АЭС промышленного типа. Действительно, открытие деления тяжелых ядер при захвате нейтронов, сделавшее наш век атомным, прибавило к запасам энергетического ископаемого топлива существенный клад ядерного горючего.

Поиск урана, и, главное, определение его запасов как очень ценного и важного стратегического сырья проводится во многих странах мира. В капиталистических странах первые три места по запасам и содержанию урана в рудах занимают Канада, ЮАР и США. По добыче первое место занимают США, второе Канада, третье ЮАР. В природе есть один-единственный изотоп урана, который под­держивать цепную реакцию деления ядра урана — это уран-235. В одном акте деления ядра урана выделяется энергия на один атом в 200 млн. раз большая, чем при любой химической реакции. Если бы все изотопы в 1 г урана подверглись делению, то выделилась бы энергия в 20 млн. ккал, что соответствует 23 тыс. кВт-ч тепловой энергии. Однако в природном Уране очень трудно получить самоподдерживающуюся цепную реакцию деления, так как делящийся изотоп уран-235 в нем содержится в незна­чительном количестве—всего 0, 71%, а остальные 99, 29% составляет не­делящийся изотоп уран-238. Поэтому создаются специальные устройства — ядерные котлы, реакторы, в которых при определенных контролируемых условиях происходит самоподдерживающаяся цепная реакция деления ядер тяжелых элементов. Такие реакторы, имеющие в своем составе ядер­ное топливо (горючее), специальные виды замедлителя нейтронов, отра­жатель и охладитель, позволяют из неделящихся изотопов урана-238 или тория-232 получать делящиеся изотопы урана-233 и новый вид ядерного топлива — плутоний-239, которые затем могут быть использованы в ка­честве ядерного горючего.

В настоящее время в мире существует большое количество реакторных систем. Теория и практика ядерных реакторов движется по линии усо­вершенствования, улучшения уже освоенных типов и создания новых ви­дов ядерных энергетических реакторов, применения новых видов тепло­носителей, замедлителей нейтронов, новых видов материалов для оболочек тепловыделяющих элементов (твэлов)

Классификация ядерных реакторов

Ядерные реакторы делятся на несколько групп:

· в зависимости от средней энергии спектра нейтронов - на быстрые, промежуточные и тепловые;

· по конструктивным особенностям активной зоны - на корпусные и канальные;

· по типу замедлителя - водяные, тяжеловодные, натриевые;

Для энергетический целей, для производства электроэнергии применяются:

· водоводяные реакторы с не кипящей или кипящей водой под давлением,

· уран графитовые реакторы с кипящей водой или охлаждаемые углекислым газом,

· тяжеловодные канальные реакторы и др.

По размещению ядерного топлива различаются реакторы гетерогенного и гомогенного типов. В гетерогенных реакторах, получивших наибольшее распространение, ядерное горючее расположено в замедлителе в виде отдельных блоков. В гомогенных ядер­ное топливо находится в виде жидкости, раствора или мелко размельчен­ного порошка, которые полностью смешиваются с твердым или жидким замедлителем. Ядерные реакторы также различаются по спектру нейтро­нов (тепловые, быстрые и промежуточные), по видам замедлителей медлителя – на водяные, графитовые, тяжеловодные и др.

В настоящее время в разных странах мира для получения электроэнер­гии преимущественно используются энергетические реакторы на тепловых нейтронах как более простые и освоенные. В перспективном плане ядер­ной энергетики и строительства АЭС основное внимание отводится реак­торам на быстрых нейтронах, которые не только обеспечивают себя ядер­ным топливом, но и накапливают его. Источниками нейтронов могут быть ускорители заряженных частиц, различные генераторы, ядерные реакторы и др. В ядерной энергетике используются реакторы — один из мощнейших источников нейтронов. В будущем будут широко применяться реакторы на быстрых нейтронов, охлаждаемые жидкими металлами (натрий и другие); в которых принципиально реализуем режим воспроизводства топлива, т.е. создание количества делящихся изотопов плутония Pu-239 превышающего количество расходуемых изотопов урана U-235. Параметр, характеризующий воспроизводство топлива называется плутониевым коэффициентом. Он показывает, сколько актов атомов Pu-239 создается при реакциях захвата нейтронов в U -238 на один атом U -235, захватившего нейтрон и претерпевшего деление или радиационное превращение U-235.

Преимущество ядерной энергетики по сравнению с традиционными технологиями, используемыми для производства электричества, заключается, прежде всего, в низких операционных издержках АЭС и дешевизне ядерного топлива. При нынешней цене природного урана - около 25 долл. за кг после его обработки и обогащения - стоимость 1 кг ядерного топлива составляет примерно 800 долл. Этого количества достаточно для производства 315 тыс. кВт/ч электроэнергии. Таким образом, стоимость произведенной энергии составляет всего 0,26 центов за кВт/ч.

В настоящее время 17 % мирового производства электроэнергии приходится на атомные электростанции. Заметную роль АЭС играют в США и России.

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.

Отметим наиболее существенные факторы:

– локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,

– повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,

– сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты.

Так нужно ли развивать атомную энергетику? Выработка энергии на АЭС и ACT (атомных станциях теплоснабжения) — это наиболее экологически чистый способ получения энергии из всех, какие человечество может широко использовать в ближайшем будущем. Чрезвычайным 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 АС атомная энергетика не создает особых транспортных проблем, поскольку требует ничтожных транспортных расходов, что освобождает общество от бремени постоянных перевозок огромных количеств органического топлива. Не может произойти замены атомной энергии на энергию ветра, солнца, подземного тепла и т.д. Согласно прогнозу в США в начале XXI в. на все подоб­ные способы получения энергии будет приходиться менее 10% общей выработки энергии.

Развитые страны с большим населением в обозримом будущем не смогут из-за экологических проблем обойтись без атомной энергетики даже при некоторых запасах обычных видов топлива. Режим экономии энергии может лишь на некоторое время отодвинуть проблему, но не решить ее. В последнее время предлагаются различные конструктивные решения атомных станций. В частности, компактную АЭС разработали специалисты Санкт-Петербургского морского бюро машиностроения "Малахит". Предлагаемая станция предназначается для Калининградской области, где проблема энергоресурсов стоит достаточно остро.
Разработчики предусмотрели использование в АЭС жидкометаллического теплоносителя и исключают возможность возникновения на ней радиационно-опасных аварий, в том числе при любых внешних воздействиях. Станция отличается экологической чистотой и экономической эффективностью.
Все ее основное оборудование предполагается разместить глубоко под землей в проложенном среди скальных пород туннеле диаметром в 20 м . Это дает возможность свести к минимуму число наземных сооружений и площадь отчуждаемых земель.

Ядерная энергия играет исключительную роль в современном мире: ядерное оружие оказывает влияние на политику, оно нависло угрозой над всем, живущим на Земле. А пока человечество стремится утолить свои непрерывно растущие потребности в энергии путем беспредельного развития ядерной энергетики, радиоактивные отходы загрязняют нашу планету. В действительности жизнь на Земле всегда зависела от ядерной энергии: ядерный синтез питает энергией Солнце, радиоактивные процессы в недрах Земли нагревают ее жидкое ядро влияют на подвижность материковых плит.

1. Бадев В.В., Егоров Ю.А., Казаков С.В.. Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

2. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. – М.: Культура и спорт, 1997. – 520 с.

3. Никитин Д., Новиков Ю. Окружающая среда и человек. – М.: Высш. школа, 1986.


В статье на базе обработанных статистических данных проанализированы тенденции развития ядерной энергетики в мире. Сделан вывод о том, что сегодня в мире уделяется значительное внимание развитию перспективных безопасных ядерных технологий, которые не только расширяют ресурсную базу ядерной энергетики, но и позволяют решить проблему ядерных отходов, ядерного нераспространения с одновременным обеспечением конкурентоспособности относительно других источников энергии.

Ключевые слова: атомная энергетика, ядерные технологии, реактор, ядерная безопасность

Рост мировых потребностей в топливе и энергии при существенных ресурсных и экологических ограничениях традиционной энергетики обусловливает необходимость своевременной подготовки новых энергетических технологий, способных взять на себя существенную часть энергетических потребностей, которые продолжают увеличиваться, и стабилизировать потребление органического топлива. К таким технологиям относятся и новые ядерные технологии. На эти технологии возлагается задача распространения преимуществ атомной энергетики и лишения присущих ей на сегодняшний день недостатков.

Однако, существуют объективные факторы, которые существенно тормозят развитие отрасли. Прежде всего, к ним относятся крупные аварии на АЭС, которые формируют негативное общественное мнение и принятие соответствующих политических решений в ядерной сфере. Кроме того, существует необходимость решения проблем безопасности ядерной энергетики как с точки зрения её воздействия на человека и окружающую среду, так и проблем обращения с отработанным ядерным топливом.

Анализ последних научных работ показал, что учёные сходятся в едином мнении, что будущее ядерной энергетики немыслимо без реакторов на быстрых нейтронах, которые будут перерабатывать обеднённое ядерное топливо. Они позволяют более эффективно использовать запасы урана, решать задачи охраны окружающей среды. И являются ещё более безопасными, чем строящиеся сейчас ядерные энергоблоки.

Цель исследования заключается в том, чтобы рассмотреть перспективы развития ядерной энергетики в контексте мировых тенденций развития ядерных технологий.

По прогнозам Всемирной ядерной ассоциации, сделанным в 2016 году, общемировые мощности ядерной энергетики возрастут на 26.7 % (до 494 ГВт) в 2030 году и более чем на 40 % (546 ГВт) в 2035 году (при высоком сценарии). При низком сценарии ядерно-энергетические мощности в 2030 году останутся примерно на нынешнем уровне. Предполагается, что в 2050 году ядерный потенциал составит около 964 ГВт, обеспечивая 24 % мирового электроснабжения [2]. Рост ядерной энергетики возможен благодаря ускоренному переходу на стандартные реакторы III и IV поколений, а также на реакторы на быстрых нейтронах [1]. Это позволит решить проблемы как обеспечения стран урановой рудой, так и отработанного ядерного топлива, повысить экономические показатели работы и безопасность АЭС.

Реакторы III поколения характеризуются снижением капитальных затрат и сокращением срока строительства; большим коэффициентом использования мощности и долгим сроком службы (типичный срок составляет 60 лет); простой и надёжной конструкцией, лёгкой в обслуживании и менее уязвимой к эксплуатационным проблемам; пониженной вероятностью аварий с расплавлением активной зоны; минимальным воздействием на окружающую среду; большей степенью выгорания топлива для уменьшения объёма отходов и потребности в топливе; использованием поглотителей, которые сгорят для продления срока службы топливных элементов.

Реакторы IV поколения будут экономически эффективными, более безопасными, будут производить меньше долгоживущих радиоактивных отходов и обеспечат требования к нераспространению ядерных технологий и материалов. Исследование и разработка реакторов IV поколения проводятся в рамках программы Generation IV International Forum, в которой принимают участие Аргентина, Бразилия, Великобритания, Канада, Южная Корея, ЮАР, США, Франция, Швейцария, Япония и Евратом, а также в рамках инициированного МАГАТЭ Международного проекта разработки инновационных ядерных реакторов и топливных циклов (INPRO).

На сегодняшний день только 8 стран имеют ядерный потенциал. 55 стран имеют 245 экспериментальных реакторов гражданского назначения, более 1/3 из них находится в развивающихся странах. По состоянию на 1 сентября 2016 года 31 страна имеет 447 промышленных ядерных реакторов с общей установленной мощностью свыше 390000 МВт. Это более чем в три раза превышает общую энергетическую мощность всех ресурсов Франции и Германии. Около 60 дополнительных ядерных реакторов находятся в стадии строительства, что эквивалентно 16 % существующих мощностей, в то время как более 160 находятся на стадии предложений к строительству, что эквивалентно почти половине нынешней мощности [2]. В 16 странах четверть электроэнергии вырабатывается атомными электростанциями, во Франции — три четверти, в Бельгии, Чешской Республике, Финляндии, Венгрии, Словакии, Швеции, Швейцарии, Словении и Украине — около одной трети и больше. Более 30 % электроэнергии в Южной Корее и Болгарии вырабатывается атомными электростанциями. В США, Великобритании, Испании, Румынии и России почти пятая часть энергии является ядерной. В Японии более одной четверти электроэнергии вырабатывалась атомными электростанциями и после аварии на АЭС страна возвращается к этому уровню. В Италии и Дании лишь 10 % электроэнергии имеет ядерное происхождение.

Сегодня из всех действующих реакторов АЭС в мире почти половина эксплуатируются сверх проектного срока. В то же время относительно 112 энергоблоков, согласно данным МАГАТЭ, планируется продлить срок эксплуатации. Как показывает мировой опыт, удлинение проектных сроков эксплуатации энергоблоков обусловлено экономической целесообразностью и обеспечением необходимого уровня безопасности. По итогам 2015 года, к энергосети были подключены десять новых реакторов, восемь из которых находятся в Китае, по одному — в Республике Корея и в Российской Федерации — (энергоблок № 4 Белоярской АЭС).

Страной же, которая кардинально изменила вектор развития ядерной энергетики среди развитых стран ЕС, является Германия. 14 марта 2011г. канцлер А. Меркель объявила о пересмотре стандартов безопасности для немецких АЭС, и эту дату можно считать началом радикальных изменений в развитии ядерной энергетики Германии. Тогда же была создана Этическая комиссия безопасного энергоснабжения (Ethics Commission for a Safe Energy Supply), которая рекомендовала осуществить отход страны от ядерной энергетики до 2021г. и остановку реакторов.

В мае 2014. Европейская Комиссия приняла новую Стратегию энергетической безопасности, рекомендации которой касались преимущественно обеспечения энергетической безопасности. В декабре 2015г. в Париже во время ХХ конференции стран-участниц Рамочной конвенции ООН об изменении климата атомная энергетика была признана как низкоуглеродистая технология производства электроэнергии и она была включена наряду с другими низкоуглеродистыми технологиями в схемы финансирования деятельности по предупреждению изменения климата.

Российская инициатива направлена на организацию широкомасштабного международного сотрудничества по разработке конкурентоспособных, экологических, безопасных с точки зрения распространения ядерного оружия инновационных ядерных технологий, способных обеспечить устойчивое развитие общества в долгосрочном плане. Россия неуклонно движется вперед, разрабатывая планы расширения роли ядерной энергетики, включая разработку ядерного реактора по новейшей технологии. Наша страна планирует увеличить свой ядерный потенциал до 30,5 ГВт к 2020 году, используя легководные реакторы мирового класса [3]. Россия является мировым лидером по экспорту ядерных реакторов, строительству и финансированию новых АЭС в ряде стран.

Модернизация российской экономики затрагивает и ядерную энергетику. Внедрение инновационных подходов к проектированию, строительству и эксплуатации атомных электростанций является требованием времени. Например, развитие технологии реакторов на быстрых нейтронах позволяет решить целый ряд важнейших задач, таких как обеспечение безопасности АЭС и эффективное использование ядерного топлива [1, с. 31].

Основные термины (генерируются автоматически): ядерная энергетика, атомная энергетика, окружающая среда, АЭС, реактор, США, энергетическая безопасность, Япония, атомная энергия, ядерная безопасность.

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.


По мнению американского эколога Майкла Шелленбергера, восприятие атомной энергетики как потенциально опасной связано с тремя убеждениями: возможность утечки ядерных материалов, захоронение отходов и ассоциации с ядерным оружием. Но эти опасения необоснованны.

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.

Преимущество атомной энергетики — помимо того, что АЭС не выбрасывают СО2, — в большой мощности и длительном сроке эксплуатации. Современные АЭС рассчитаны на работу в течение 60 лет с возможностью продления ресурса еще на 15 лет. Для любого развивающегося региона это очень значимое преимущество

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.

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.

Замкнутый ядерный топливный цикл позволяет задействовать более 99 процентов урана, тогда как сейчас используется меньше одного процента.


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.

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.

Малый атом

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


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


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.

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.

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.


В России начали разрабатывать методы использования водорода на транспорте. Первые российские поезда на водородных топливных элементах могут появиться на Сахалине. Для опытной партии из семи поездов на острове создадут малотоннажное производство водорода и сеть топливозаправочных комплексов. Партнерами российской стороны в проекте выступят французские компании EDF и Air Liquide.

Вечный атом

Чистый и безграничный источник энергии человечество может получить в том случае, если удастся освоить термоядерный синтез. Международный проект ИТЭР — еще один шаг в этом направлении.

ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor, экспериментальный термоядерный реактор) считается одним из самых сложных научно-технических проектов современности. Идею создания подобной установки предложил еще в 1985 году академик Евгений Велихов. Инициативу СССР поддержали во Франции и США.

Сейчас в проекте участвуют 35 стран, в том числе Россия, Китай, Индия, Япония, Южная Корея, США и государства Евросоюза. ИТЭР строится с 2010 года в 60 километрах от Марселя во Франции, затраты на него уже в 2017 году превысили 22 миллиарда долларов. Получение первой плазмы на реакторе запланировано на середину 2020-х годов.

Цель проекта ИТЭР — продемонстрировать возможность использования термоядерной реакции в промышленных масштабах и отработать технические решения, которые в будущем позволят создать энергетический термоядерный реактор. Такой реактор в перспективе может дать человечеству практически неисчерпаемый и экологически чистый источник энергии.

В качестве топлива для термоядерного реактора используются изотопы водорода дейтерий и тритий. Дейтерий широко распространен в природе — его содержит каждая шеститысячная молекула воды в Мировом океане. Тритий нарабатывается непосредственно в реакторе. Таким образом, для обеспечения топливом будущей промышленной термоядерной электростанции достаточно иметь доступ к морской воде.

Появление и строительство ИТЭР было бы невозможным без России, которая поставляет 25 ключевых высокотехнологичных систем. Созданные Россией для международного термоядерного реактора сверхпроводники и СВЧ-генераторы большой мощности по многим параметрам считаются лучшими в мире.

В число ключевых входит производство девяти систем измерения параметров плазмы, коннекторы, компоненты дивертора и так далее. Россия также работает над материалами и сварными соединениями, которые должны выдерживать мощные тепловые потоки.


Исследования в области термоядерной энергетики в России не ограничиваются участием в международном проекте. В 2021 году правительство России утвердило национальный проект по развитию атомной науки и технологий, в который входит первая за 30 лет целостная программа по управляемому термоядерному синтезу.

В этом году была также запущена первая за последние 20 лет новая российская термоядерная установка — токамак Т-15 МД. К 2030 году в Троицке на базе уже существующего токамака с сильным полем планируют запустить национальный токамак реакторных технологий. Это вместе с Т-15МД создаст мощную экспериментальную базу и обеспечит нашей стране статус одного из мировых лидеров в области управляемого термоядерного синтеза.

При этом технологии термоядерной энергетики обещают найти применение не только на Земле — разрабатываемый в Троицке плазменный ракетный двигатель на базе магнитно-плазменных ускорителей может открыть новые возможности не только на околоземной орбите, но и в освоении дальнего космоса.

Читайте также: