Этапы развития атомной энергетики кратко
Обновлено: 04.07.2024
В развитии атомной энергетики, как и в развитии любой другой отрасли, выделяются этапы зарождения, становления развития, стагнации и возрождения. В истории энергетики атома можно выделить следующие этапы:
I этап: Зарождение. На этом этапе были сделаны первые попытки использовать энергию ядерных реакций в мирных целях для производства электроэнергии.
II этап: Становление и подъем. Строительство первых в мире АЭС промышленного значения. Период бурного строительства и исследований в области ядерной энергетики.
III этап: Накопление опыта. Первые крупные аварии, создание международных организаций по контролю эксплуатации существующих и строительством новых станций
IV этап: Стагнация отрасли. Спад темпов развития на фоне катастрофы ЧАЭС
V этап: Современный. Постепенный возврат к использованию энергии ядерных реакций.
История отрасли. I этап: История атомной энергетики насчитывает немногим более полувека, но по сравнению с другими областями этой отрасли ее развитие шло стремительными темпами. Уже в 40-х годах прошлого столетия помимо работ по созданию атомной бомбы в СССР начали разрабатываться проекты мирного использования энергии атома. Так, в 1948 году по предложению И.В. Курчатова были начаты проекты по практическому применению энергии атома для нужд электроэнергетики.
II этап: В мае 1950 года близ поселка Обнинское начались работы по сооружению первой в мире промышленной АЭС, мощностью всего 5 МВт. Обнинская АЭС вступила в строй 27 июня 1954 года. В 1958 была введена в эксплуатацию 1-я очередь Сибирской АЭС мощностью 100 МВт, впоследствии полная проектная мощность была доведена до 600 МВт. В том же году развернулось строительство Белоярской промышленной АЭС, а 26 апреля 1964 генератор 1-й очереди дал ток потребителям. В сентябре 1964 был пущен 1-й блок Нововоронежской АЭС мощностью 210 МВт. Второй блок мощностью 350 МВт запущен в декабре 1969. В 1973 г. запущена Ленинградская АЭС.
За рубежом первая АЭС промышленного значения мощностью 46 МВт была введена в эксплуатацию в 1956 году (Колдер-Холл (Великобритания)). Через год была запущена АЭС мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США).
III этап: В 1979 году произошла серьёзная авария на АЭС Три-Майл-Айленд (англ. Three Mile Island), а в 1986 году — масштабная катастрофа на Чернобыльской АЭС, которая помимо непосредственных последствий, серьёзно отразилась на всей ядерной энергетике в целом. Она вынудила специалистов всего мира переоценить проблему безопасности АЭС и задуматься о необходимости международного сотрудничества в целях повышения безопасности них.
15 мая 1989 года на учредительной ассамблее в Москве, было объявлено об официальном образовании Всемирной ассоциации операторов атомных электростанций (англ. WANO), международной профессиональной ассоциации, объединяющей организации, эксплуатирующие АЭС, во всём мире. Ассоциация поставила перед собой широкомасштабные задачи по повышению ядерной безопасности во всём мире, реализуя свои международные программы.
IV этап: После катастрофы в Чернобыле темпы развития атомной энергетики и строительства новых станций сильно замедлились. Отдельные страны были вынуждены под давлением экологов и общественности либо отказываться от дальнейшего развития отрасли на неопределенный срок, либо принимать решения о сокращении количества АЭС в своем топливно-энергетическом комплексе. Лишь немногие государства решились, не смотря ни на что, продолжать свои ядерные программы. В их число входят Франция, Япония, Республика Корея.
V этап: В настоящее время доля выработки электроэнергии на АЭС во многих странах достигает довольно больших значений. На 2011 год в мире насчитывается 442 энергетических реактора общей мощностью 374,993 ГВт (электрических) и 65 в стадии сооружения. Также 5 реакторов находятся на стадии долгосрочного вывода из эксплуатации.
Мировым лидером по установленной мощности является США, однако ядерная энергетика составляет лишь 20,2% в общем балансе этой страны. Мировым лидером по доле в общей выработке является Франция (второе место по установленной мощности), в которой ядерная энергетика является национальным приоритетом — 75%. До 2010 года лидером по доле атомной энергетики в структуре электроэнергетики страны являлась Литва, 80% энергии в которой давала Игналинская АЭС, закрытая по требованию Евросоюза из-за типа установленных на ИАЭС реакторов - РБМК-1500. Реакторы этого типа были установлены на печально известной Чернобыльской АЭС, откуда их неофициальное название - "реакторы чернобыльского типа".
Крупнейшая АЭС в Европе — Запорожская АЭС у г. Энергодар (Запорожская область, Украина), строительство которой начато в 1980 г. С 1996 г. работают 6 энергоблоков суммарной мощностью 6 ГВт.
Крупнейшая АЭС в мире по установленной мощности (на 2010 год) – Касивадзаки-Карива. Она находится в Японском городе Касивадзаки префектуры Ниигата. В эксплуатации находятся пять кипящих ядерных реакторов (BWR) и два продвинутых кипящих ядерных реактора (ABWR), суммарная мощность которых составляет 8,212 ГВт.
Типы реакторных установок эксплуатируемых на АЭС мира. В мире разработано большое количество различных моделей реакторов, различающихся по устройству, типу протекающей реакции и используемого охладителя. В списке приведены некоторые наиболее известные типы реакторов, с кратким описанием особенностей и компаний, строящих реакторы этих типов в различных странах:
• BWR — корпусной кипящий реактор, строят те же американские, японские и немецкие компании, что и перечислены выше. В Японии функционируют также ABWR, усовершенствованные реакторы этого типа.
• PHWR — тяжеловодный ядерный реактор. Реакторы этого типа в основном известны под названием CANDU. Это национальное канадское направление ядерной энергетики, которое успешно выступает на международном рынке, так как канадцы открыто работают в плане технологий. Топливо для этих реакторов, страны, в которых построены PHWR, способны производить самостоятельно, так как оно не требует сложного высокотехнологичного процесса – обогащения. PHWR также строил Siemens, но в настоящее время действует лишь один немецкий реактор (в Аргентине). Кроме Канады и Германии единственной страной, самостоятельно развившей технологию тяжеловодных реакторов, является Индия, которая строила их только у себя в стране.
• GCR — газоохлаждаемый реактор. Национальное направление ядерной энергетики Великобритании, которая активно строила модификации Magnox и AGR, однако большинство из них в настоящий момент закрыто. Также несколько реакторов этого типа англичане построили в Италии и Японии, однако все они уже не работают.
• LWGR — графитоводный ядерный реактор. Исключительно советское направление в реакторостроении, энергоблоки с реакторами этого типа, РБМК и маломощными ЭГП-6 строились только в СССР, последний был пущен в 1990 году. Довольно большое их количество эксплуатируется по настоящее время в России, работавшие на Украине и в Литве энергоблоки были закрыты. Особенностями этой модели были: возможность перегрузки топлива без остановки реактора, отсутствие дорогостоящего корпуса в отличие от корпусных реакторов (это снимало ограничение на размер и форму активной зоны), а так же крайняя нестабильность, приведшая в итоге к разрушению энергоблока №4 ЧАЭС. В последствие недостатки были устранены, но мировое сообщество с опасением относится к работающим реакторам этого типа. Как уже упоминалось, по этой причине были остановлены энергоблоки в Литве на ИАЭС.
Бог проявил щедрость,
когда подарил миру такого человека.
Светлане Плачковой посвящается
Издание посвящается жене, другу и соратнику, автору идеи, инициатору и организатору написания этих книг Светлане Григорьевне Плачковой, что явилось её последним вкладом в свою любимую отрасль – энергетику.
Книга 4. Развитие атомной энергетики и объединенных энергосистем
Раздел 1. Развитие атомной энергетики
Двадцатый век прошел под знаком освоения энергии нового вида, заключенной в ядрах атомов, и стал веком ядерной физики. Эта энергия многократно превышает энергию топлива, применявшуюся человечеством в течение всей его истории.
Уже к середине 1939 года ученые мира располагали важными теоретическими и экспериментальными открытиями в области ядерной физики, что позволило выдвинуть обширную программу исследований в этом направлении. Оказалось, что атом урана можно расщепить на две части. При этом освобождается огромное количество энергии. Кроме того, в процессе расщепления выделяются нейтроны, которые в свою очередь могут расщепить другие атомы урана и вызвать цепную ядерную реакцию. Ядерная реакция деления урана весьма эффективна и далеко превосходит самые бурные химические реакции. Сравним атом урана и молекулу взрывчатого вещества – тринитротолуола (тротила). При распаде молекулы тротила выделяется 10 электронвольт энергии, а при распаде ядра урана – 200 млн. электрон-вольт, т. е. в 20 млн. раз больше.
Эти открытия произвели в научном мире сенсацию: в истории человечества не было научного события, более значительного по своим последствиям, чем проникновение в мир атома и овладение его энергией. Ученые понимали, что главное ее предназначение – производство электроэнергии и применение в других мирных направлениях. С вводом в эксплуатацию в СССР в 1954 г. первой в мире промышленной атомной электростанции мощностью 5 МВт в г. Обнинске началась эра атомной энергетики. Источником производства электроэнергии стало расщепление ядер урана.
Рис. 1.1. Рост мощностей АЭС в мире
Опыт эксплуатации первых АЭС показал реальность и надежность ядерно-энергетической технологии для промышленного производства электроэнергии. Развитые индустриальные страны приступили к проектированию и строительству АЭС с реакторами разных типов. К 1964 г. суммарная мощность АЭС в мире выросла до 5 млн. кВт.
С этого времени началось стремительное развитие атомной энергетики, которая, внося все более значимый вклад в общее производство электроэнергии в мире, стала новой многообещающей энергетической альтернативой. Начался бум заказов на строительство АЭС в США, позднее в Западной Европе, Японии, СССР. Темпы роста атомной энергетики достигли около 30% в год. Уже к 1986 г. в мире работали на АЭС 365 энергоблоков суммарной установленной мощностью 253 млн.кВт. Практически за 20 лет мощность АЭС увеличилась в 50 раз. Строительство АЭС велось в 30 странах мира (рис.1.1).
К тому времени широкую известность получили исследования Римского клуба – авторитетного сообщества ученых с мировыми именами. Выводы авторов исследований сводились к неизбежности достаточно близкого исчерпания природных запасов органических энергетических ресурсов, в том числе нефти, ключевых для мировой экономики, их резкого подорожания в ближайшей перспективе. С учетом этого атомная энергетика пришлась как нельзя более ко времени. Потенциальные запасы ядерного топлива ( 2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th) на длительную перспективу решали жизненно важную проблему топливообеспечения при различных сценариях развития атомной энергетики.
Условия развития атомной энергетики были крайне благоприятны, причем экономические показатели АЭС также вселяли оптимизм, АЭС уже могли успешно конкурировать с ТЭС.
Атомная энергетика позволяла уменьшить потребление органического топлива и резко сократить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду от ТЭС.
Развитие атомной энергетики базировалось на сформировавшемся энергетическом секторе военно-промышленного комплекса – достаточно хорошо освоенных промышленных реакторах и реакторах для подводных лодок с использованием уже созданного для этих целей ядерного топливного цикла (ЯТЦ), приобретенных знаниях и значительном опыте. Атомная энергетика, имевшая огромную государственную поддержку, успешно вписалась в существующую энергетическую систему с учетом присущих этой системе правил и требований.
Проблема энергетической безопасности, обострившаяся в 70-е годы ХХ в. в связи с энергетическим кризисом, вызванным резким повышением цен на нефть, зависимостью ее поставки от политической обстановки, заставила многие страны пересмотреть свои энергетические программы. Развитие атомной энергетики, уменьшая потребление органического топлива, снижает энергетическую зависимость стран, не имеющих или имеющих ограниченные собственные топливно-энерге
тические ресурсы, от их ввоза и укрепляет энергетическую безопасность этих стран.
В процессе быстрого развития атомной энергетики из двух основных типов энергетических ядерных реакторов – на тепловых и быстрых нейтронах – наибольшее распространение в мире получили реакторы на тепловых нейтронах.
Разработанные разными странами типы и конструкции реакторов с разными замедлителями и теплоносителями стали основой национальной ядерной энергетики. Так, в США основными стали водо-водяные реакторы под давлением и кипящие реакторы, в Канаде – тяжеловодные реакторы на природном уране, в бывшем СССР – водо-водяные реакторы под давлением (ВВЭР) и уранографитовые кипящие реакторы (РБМК), росла единичная мощность реакторов. Так, реактор РБМК-1000 электрической мощностью 1000 МВт был установлен на Ленинградской АЭС в 1973 г. Мощность крупных АЭС, например Запорожской АЭС (Украина), достигла 6000 МВт.
Учитывая, что блоки АЭС работают практически с постоянной мощностью, покрывая
базовую часть суточного графика нагрузок объединенных энергосистем, параллельно с АЭС в мире строились высокоманевренные ГАЭС для покрытия переменной части графика и закрытия ночного провала в графике нагрузок.
Запорожская АЭС мощностью 6000 МВт – крупнейшая атомная электростанция Европы
Высокие темпы развития атомной энергетики не соответствовали уровню ее безопасности. На основании опыта эксплуатации объектов атомной энергетики, возрастающего научно-технического понимания процессов и возможных последствий возникла необходимость пересмотра технических требований, что вызывало увеличение капвложений и эксплуатационных затрат.
Тяжелейшая авария на Чернобыльской АЭС в Украине в 1986 г., квалифицируемая по международной шкале ядерных инцидентов как авария самого высокого седьмого уровня и вызвавшая экологическую катастрофу на огромной территории, гибель людей, переселение сотен тысяч людей, подорвала доверие мирового сообщества к атомной энергетике.
Во многих странах были приостановлены программы развития атомной энергетики, а в ряде стран вообще отказались от намеченных ранее планов по ее развитию.
Несмотря на это, к 2000 г. на АЭС, работающих в 37 странах мира, вырабатывалось 16% мирового производства электроэнергии.
Авария на энергоблоке №4 Чернобыльской АЭС
Кроме высокой экономической эффективности и конкурентоспособности, обеспеченности топливными ресурсами, надежности, безопасности, одним из важных факторов является то, что атомная энергетика относится к экологически наиболее чистым источникам электроэнергии, хотя остается проблема утилизации отработанного топлива.
Стала очевидной необходимость воспроизводства (бридинга) ядерного топлива, т.е. строительства также реакторов на быстрых нейтронах (бридеров), внедрения переработки полученного топлива. Развитие этого направления имело серьезные экономические стимулы и перспективы, велось во многих странах.
В СССР первые экспериментальные работы по промышленному использованию реакторов на быстрых нейтронах были начаты в
1949 г., а с середины 1950-х годов начался ввод в эксплуатацию серии опытно-экспериментальных реакторов БР-1, БР-5, БОР-60 (1969 г.), в 1973 г. была введена в действие двухцелевая АЭС с реактором мощностью 350 МВт для производства электроэнергии и опреснения морской воды, в 1980 году запущен промышленный реактор БН-600 мощностью 600 МВт.
В условиях экологического кризиса, с которым мировое сообщество вошло в ХХI век, атомная энергетика может внести значительный вклад в обеспечение надежного электроснабжения, снижение выбросов в окружающую среду парниковых газов и загрязняющих веществ.
Атомная энергетика наилучшим образом отвечает принятым в мире принципам устойчивого развития, одним из важнейших требований которого является наличие достаточных топливно-энергетических ресурсов при стабильном их потреблении в долгосрочной перспективе.
В настоящее время активно развивают атомную энергетику страны с высокой ее долей в общем объеме вырабатываемой электроэнергии, включая США, Японию, Южную Корею, Финляндию. Франция, переориентировав электроэнергетику страны на атомную и продолжая ее развивать, с успехом решила энергетическую проблему на многие десятилетия. Доля АЭС в производстве электроэнергии в этой стране достигает 80%. Развивающиеся страны с незначительной еще долей ядерной генерации электроэнергии высокими темпами строят АЭС. Так, Индия заявила о намерении в долгосрочной перспективе построить АЭС мощностью 40 млн. кВт, а Китай – более 100 млн. кВт.
Из 29 блоков АЭС, строившихся в 2006 г., 15 находились в Азии. Планируют впервые ввести АЭС Турция, Египет, Иордания, Чили, Таиланд, Вьетнам, Азербайджан, Польша, Грузия, Белоруссия и другие страны.
Дальнейшее развитие атомной энергетики планирует Россия, которая предусматривает к 2030 г. построить АЭС мощностью 40 млн. кВт. В Украине в соответствии с Энергетической стратегией Украины на период до 2030 г. предусматривается увеличивать выработку АЭС до 219 млрд. кВт·ч, сохранив ее на уровне 50% общей выработки, и повысить мощность АЭС практически в 2 раза, доведя ее до 29,5 млн. кВт, при коэффициенте использования установленной мощности (КИУМ) 85%, в том числе за счет ввода новых блоков мощностью 1–1,5 млн.кВт и продления срока эксплуатации действующих блоков АЭС (в 2006 г. в Украине мощность АЭС составила 13,8 млн. кВт с выработкой 90,2 млрд. кВт·ч электроэнергии, или около 48,7% общей выработки).
Ведущиеся во многих странах работы по дальнейшему совершенствованию реакторов на тепловых и быстрых нейтронах позволят обеспечить дальнейшее повышение их надежности, экономической эффективности и экологической безопасности. При этом важное значение приобретает международное сотрудничество. Так, при реализации в будущем международного проекта ГТ МСР (газотурбинный модульный гелиоохлаждаемый реактор), который характеризуется высоким уровнем безопасности и конкурентоспособности, минимизацией радиоактивных отходов, может повыситься к.п.д. до 50%.
Широкое применение в будущем двухкомпонентной структуры атомной энергетики, включающей АЭС с реакторами на тепловых нейтронах и с реакторами на быстрых нейтронах, воспроизводящих ядерное топливо, повысит эффективность использования природного урана и снизит уровень накопления радиоактивных отходов.
Следует отметить важнейшую роль в развитии атомной энергетики ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), который фактически является ее системообразующим фактором. Это вызвано следующими обстоятельствами:
- ЯТЦ должен обеспечиваться всеми необходимыми структурными, технологическими и конструктивными решениями для безопасной и эффективной работы;
- ЯТЦ является условием социальной приемлемости и экономической эффективности атомной энергетики и ее широкого использования;
- развитие ЯТЦ приведет к необходимости объединения задач обеспечения требуемого уровня безопасности АЭС, вырабатывающей электроэнергию, и минимизации рисков, связанных с производством ядерного топлива, включая добычу урана, транспортировку, переработку отработанного ядерного топлива (ОЯТ) и захоронение радиоактивных отходов (единая система требований по безопасности);
- резкое увеличение добычи и использования урана (начальный этап ЯТЦ) ведет к росту опасности попадания природных долгоживущих радионуклидов в среду обитания, что требует повышения эффективности топливоиспользования, уменьшения количества отходов и замыкания топливного цикла.
Экономическая эффективность работы АЭС зависит напрямую от топливного цикла, включая сокращение времени на перегрузку топлива, повышение эксплуатационных характеристик тепловыделяющих сборок (ТВС). Поэтому важное значение имеет дальнейшее развитие и совершенствование ЯТЦ с высоким коэффициентом использования ядерного топлива, созданием малоотходного замкнутого топливного цикла.
Энергетической стратегией Украины предусматривается развитие национального топливного цикла. Так, добыча урана должна увеличиться с 0,8 тыс. т до 6,4 тыс. т в 2030 году, получит дальнейшее развитие отечественное производство циркония, циркониевых сплавов и комплектующих для тепловыделяющих сборок, а в перспективе создание замкнутого топливного цикла, а также участие в международной кооперации по производству ядерного топлива. Предусматривается корпоративное участие Украины в создании мощностей по изготовлению тепловыделяющих сборок для реакторов ВВЭР и в создании Международного центра по обогащению урана в России, вхождение Украины в предложенный США Международный банк ядерного топлива.
Обеспеченность топливом атомной энергетики имеет важнейшее значение для перспективы ее развития. Современные потребности в природном уране в мире составляют порядка 60 тыс. т при общих запасах около 16 млн.т.
В ХХI в. резко возрастет роль атомной энергетики в обеспечении возрастающего производства электроэнергии в мире с использованием более совершенных технологий. Атомная энергетика пока не имеет серьезного конкурента на длительную перспективу. Чтобы реализовать ее развитие в широких масштабах, она, как уже указывалось, должна обладать следующими свойствами: высокой эффективностью, обеспеченностью ресурсами, энергоизбыточностью, безопасностью, приемлемостью экологического воздействия. Первые три требования могут быть выполнены при использовании двухкомпонентной структуры атомной энергетики, состоящей из тепловых и быстрых реакторов. При такой структуре можно значительно увеличить эффективность использования природного урана, снизить его добычу и ограничить уровень поступления радона в биосферу. Пути достижения необходимого уровня безопасности и снижения капитальных затрат для реакторов обоих типов уже известны, нужны время и средства на их реализацию. К моменту осознания обществом необходимости дальнейшего развития атомной энергетики технология двухкомпонентной структуры будет фактически подготовлена, хотя многое еще необходимо сделать в плане оптимизации ЯЭУ и структуры отрасли, включая и предприятия топливного цикла.
Уровень экологического воздействия в основном определяется количеством радионуклидов в топливном цикле (уран, плутоний) и в хранилищах (Np, Am, Cm, продукты деления).
Риск от воздействия короткоживущих изотопов, например 1 1 I и 9 0 Sr, l 7 Cs, может быть снижен до допустимого уровня за счет повышения безопасности АЭС, хранилищ, предприятий топливного цикла. Приемлемость такого риска можно доказать на практике. Но трудно доказать и невозможно продемонстрировать надежность захоронения долгоживущих актиноидов и продуктов деления в течение миллионов лет.
Несомненно, нельзя отказываться от поиска путей надежного захоронения радиоактивных отходов, но необходимо разрабатывать возможность использования актиноидов для получения энергии, т.е. замыкания топливного цикла не только по урану и плутонию, но и по актиноидам (Np, Am, Cm и др.). Трансмутация опасных долгоживущих продуктов деления в системе реакторов на тепловых нейтронах усложнит структуру атомной энергетики за счет дополнительных технологических процессов по изготовлению и переработке ядерного топлива или увеличит число типов ядерно-энергетических установок. Введение Np, Am, Cm, других актиноидов и продуктов деления в топливо реакторов усложнит их конструкцию, потребует разработки новых видов ядерного топлива, отрицательно скажется на безопасности.
В связи с этим рассматривается возможность создания трехкомпонентной структуры атомной энергетики, состоящей из тепловых и быстрых реакторов и реакторов для сжигания Np, Am, Cm и других актиноидов и трансмутации некоторых продуктов деления.
Важнейшими проблемами являются переработка и удаление радиоактивных отходов, которые могут быть преобразованы в ядерное топливо.
В первой половине ХХI века человечеству предстоит осуществить научный и технический прорыв на пути освоения новых видов энергии, в том числе электроядерной с использованием ускорителей заряженных частиц, и в перспективе термоядерной, что требует объединения усилий, международной кооперации.
Строительство Тяньваньской АЭС (Китай)
1.1. Краткий исторический обзор и график изменения энергоблоков АЭС в мире
В 1942 г. под трибунами футбольного стадиона в г. Чикаго штата Иллинойс (США) был пущен первый в мире ядерный реактор, т.е. устройство с контролируемой (управляемой) цепной ядерной реакцией деления.
Почти десять лет спустя, в декабре 1951 года впервые в мире зажглась лампочка от электричества, генерируемого ядерным реактором. Это был реактор EBR-1 в Айдахской национальной лаборатории США.
В 1958 году в закрытом городе Томск-7 ввели в эксплуатацию энергоблок Сибирской АЭС мощностью 100 МВт∙(эл), что явилось ещё одним шагом по пути освоения коммерчески значимых уровней электрической мощности.
На период 1960-70 гг. пришёлся первый этап массового освоения ядерной энергетики. Как показано на рис.1 из работы [1] , ежегодно в эксплуатацию вводили 5-10 энергетических ядерных реакторов, причём помимо суммарной мощности АЭС мира возрастала и единичная мощность реакторов. Активно разрабатывались всё более совершенные конструкции и технологические схемы. Советский Союз ввёл в эксплуатацию в 1964 году Нововоронежскую АЭС с новым реактором ВВЭР мощностью 210 МВт∙(эл).
Десятилетие 1970-80 гг. стало этапом бурного ввода в эксплуатацию энергетических ядерных реакторов (15-26 установок в год). Это был этап эйфории, вызванной большими надеждами на ядерную энергетику, как на дешёвый источник электрической энергии. Советский Союз стал вводить в эксплуатацию ядерные энергоблоки большой мощности, начав с пуска в 1973 году первого энергоблока Ленинградской АЭС с новым реактором РБМК мощностью 1000 МВт∙(эл). На Нововоронежской АЭС в 1978 году ввели в эксплуатацию первый энергоблок с новым реактором ВВЭР мощностью 1000 МВт∙(эл).
Тем не менее, именно на 1980-90 гг. пришлась ещё одна волна бурного ввода энергетических ядерных реакторов (10-33 установок в год). Советский Союз в конце 1982 года ввёл в эксплуатацию на Игналинской АЭС (в Литве) первый энергоблок с самым мощным в мире энергетическим ядерным реактором РБМК-1500 мощностью 1500 МВт∙(эл).
Причины столь парадоксально активного ввода новых ядерных энергоблоков в годы отрезвления от ядерно-энергетической эйфории кроются, как минимум, в двух обстоятельствах. Во-первых, процесс создания АЭС очень инерционен по времени, т.е. от момента принятия решении о сооружении ядерного энергоблока до его ввода в эксплуатацию проходит 12-15 лет. Во-вторых, Франция и Япония в порядке реакции на нефтяной кризис 1973 года приняли решение о форсированном строительстве АЭС с целью обеспечения своей энергетической безопасности. Именно в этих двух странах было введено в 1970-80 гг. значительное число ядерных энергоблоков.
Тяжёлая авария на четвёртом энергоблоке Чернобыльской АЭС в 1986 году и вызванные ею очередные ужесточения требований к безопасности АЭС, а также и непрерывно возрастающая стоимость строительства АЭС привели к тому, что в следующие два десятилетия (1990-2010 гг.) ввод в эксплуатацию новых энергоблоков стал достаточно редким событием, причём это происходило, главным образом, в России, Китае и Индии.
Исследования в области ядерной физики велись в Советском государстве еще в довоенные годы. В 1921 году Государственный ученый совет Наркомпроса учредил при Академии наук Радиевую лабораторию (позже — Радиевый институт), заведующим которой стал В.Г. Хлопин. В 1933 году в Ленинграде была проведена I Всесоюзная конференция по ядерной физике, которая дала мощный толчок дальнейшим исследованиям. В 1935 году в Радиевом институте, на первом в Европе циклотроне был получен первый пучок ускоренных протонов. В 1939 году Я.Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, А.И. Лейпунский обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления. А в сентябре 1940 года Президиумом Академии наук СССР была утверждена программа работ по изучению реакций деления урана.
Однако все же работы в условиях военного времени и ориентации промышленности на нужды фронта развивались недостаточно интенсивно. Успешное испытание атомной бомбы в США (июль 1945 года) придало им значительное ускорение. Постановлением ГКО №9887сс от 20 августа 1945 года (эта дата может выступать как точка отсчета в истории отрасли) создается особый орган управления работами по урану - Специальный комитет при ГКО СССР, состоящий из высших государственных деятелей и ученых-физиков. Упомянутым выше постановлением было создано и Первое главное управление (ПГУ) при Совете народных комиссаров СССР во главе с Б.Л. Ванниковым (1887-1962), который де-факто стал первым руководителем отрасли.
В октябре 1954 года Совет министров СССР одобрил масштабную программу строительства АЭС в период с 1956 по 1960 годы. В 1964 году был запущен первый реактор ВВЭР-1 мощностью 210 МВт (Нововоронежская АЭС). В 1973 году был введен в эксплуатацию первый в мире энергетический реактор на быстрых нейтронах БН-350 (г. Шевченко, ныне — г. Актау, Казахстан). В 1974 году состоялся запуск первого реактора РБМК мощностью 1000 МВт (Ленинградская АЭС). Было развернуто строительство АЭС в странах Восточной Европы. В период с 1957 по 1967 год в странах Восточной Европы, Азии и Африки СССР было построено 25 атомных установок, в том числе 10 реакторов АЭС, 7 ускорителей, 8 изотопных и физических лабораторий.
Стоит отметить важную роль, которую сыграла II Международная конференция по мирному использованию атомной энергии в Женеве 1958 года. От СССР в ее работе приняли участие 44 академика и члена-корреспондента, 33 профессора и доктора наук, было представлено более 200 докладов. Все большие обороты набирали исследования в области мирных применений ядерных реакций. В частности, в период с 1957 по 1986 годы было построены крупные АЭС, значительное развитие получили работы по управляемому термоядерному синтезу. В 1967 году в Институте физики высоких энергий был запущен крупнейший (на тот момент) ускоритель протонов на энергию 70 миллиардов электронвольт (У-70). Его создание вывело страну в лидеры исследований в области физики высоких энергий.
Авария на Чернобыльской АЭС (1986 г.) затормозила развитие отечественной ядерной энергетики, и в 90-е годы XX века атомная отрасль России пережила период стагнации. В января 1992 года Министерство атомной энергии и промышленности СССР (преемник Минсредмаша) было преобразовано в Министерство Российской Федерации по атомной энергии. Ему отошло около 80% предприятий бывшего Минсредмаша СССР, 9 АЭС с 28 энергоблоками. Начался процесс восстановления, в результате которого отрасль сумела в значительной степени сохранить накопленный потенциал и человеческие ресурсы.
В последние годы Росатом ведет активное строительство новых энергоблоков как в Российской Федерации, так и за ее пределами. 24 июня 2008 года был дан старт строительству Нововоронежской АЭС-2, 25 октября того же года началось сооружение Ленинградской АЭС-2. Обе эти атомные станции сооружаются по новому проекту "АЭС-2006" (ВВЭР-1200). В марте 2010 года завершилась достройка энергоблока №2 Ростовской АЭС, работы на котором были возобновлены в 2002 году. В декабре 2014 года состоялся энергетический пуск энергоблока №3 Ростовский АЭС, в сентябре 2015 года он был принят в промышленную эксплуатацию. Энергоблок №4 Белоярской АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800 был принят в промышленную эксплуатацию 1 ноября 2016 года. Ввод в строй этого энергоблока существенно расширил топливную базу атомной энергетики, он обещает также сократить объемы радиоактивных отходов, за счёт организации замкнутого ядерно-топливного цикла. В 2018 году были сданы в промышленную эксплуатацию четвертый блок Ростовской АЭС и первый блок Ленинградской АЭС-2. Осуществлен энергетический пуск плавучей атомной теплоэнергостанции. Суммарная установленная мощность всех энергоблоков в 2019 году достигла 30,25 ГВт.
Тремя годами позже в Петрограде под руководством академика Вернадского начал работу Радиевый институт. Учреждение объединило в себе все организации города, работающие в области радиологии. В плане практической деятельности институт осуществлял научное руководство радиевым рудником и заводом посёлка Бондюга в Татарстане.
На базе учебного заведения в 1933 году проводится Всесоюзная научная конференция, посвящённая проблемам ядерной физики. 1939 год ознаменовался открытием возможности урановой ядерной реакции, в разработке которой приняли участие выдающиеся советские учёные того времени. Через год Президиумом Академии Наук СССР утверждается программа научных исследований.
Вторая мировая война, осуществление управляемой ядерной реакции Э. Ферми в Чикаго, бомбардировка атомными бомбами японских городов Хиросима и Нагасаки и последующие события внесли жёсткие коррективы в работу учёных-ядерщиков. Во главе работ по урану ставят профессора И. В. Курчатова. Создаётся профильная лаборатория, затем институт, который существует и поныне. Чрезвычайная упорная работа приносит результаты:
Строительство атомных электростанций в нашей стране принимает широкие масштабы. 1958 год. Запущена первая очередь Сибирской АЭС (атомная электрическая станция), начато сооружение промышленной Белоярской атомной электростанции. В сентябре 1964 года вступает в строй первый энергоагрегат Нововоронежской АЭС. 1973 год – Ленинградская атомная станция.
Так продолжается вплоть до 1986 года, когда катастрофа планетарного масштаба на Чернобыльской электростанции вынудила пересмотреть доктрину ядерной энергетической безопасности. На территории СССР появилось 11 недостроенных атомных объектов.
После распада Советского Союза в атомной отрасли произошёл целый ряд структурных изменений. Одно ведомство сменяло другое. В 1992 году путём преобразований было создано профильное министерство. Огромные экономические трудности привели к стагнации ядерной индустрии страны. Лишь благодаря высокой потребности в энергоресурсах и активной позиции специалистов атомные мощности и ресурсный человеческий потенциал в значительной степени удалось сохранить. В конце 1991 года в работе оставались 28 энергоблоков производительностью 20 242 МВт.
Для справки: общая мощность электростанций страны составляла на начало 1992 года 211 755 МВт. С 2000 года открывается новый этап атомной энергетики России.
Мировое развитие атомной энергетики
Казалось бы, атомная энергетика стала достойной альтернативой традиционным источникам, употребляемым для выработки энергоресурсов. Время и произошедшие события перечеркнули столь поспешные оптимистические выводы. Авария на атомной станции Три-Майл-Айленд в США, Чернобыльская катастрофа на Украине, трагедия Фукусимы-1 показали страшную опасность использования радиоактивных материалов.
Сегодня мировая атомная энергетика, по отчётам Агентства по атомной энергии на начало 2019 года, имеет в своём арсенале 449 реактора общей мощностью 392 ГВт, находящихся в 34 странах. Первыми в отрасли на 2018 год были:
Читайте также: