Nuclear energy sa madaling sabi. Ang enerhiya ng nuklear sa Russia ay isang makina para sa pagpapaunlad ng iba pang mga industriya

Ang paggamit ng enerhiyang nuklear upang i-convert ito sa kuryente ay unang isinagawa sa ating bansa noong 1954. Ang unang nuclear power plant (NPP) na may kapasidad na 5000 kW ay inilagay sa operasyon sa Obninsk. Ang enerhiya na inilabas sa isang nuclear reactor ay ginamit upang gawing singaw ang tubig, na pagkatapos ay pinaikot ang isang turbine na konektado sa isang generator. Pag-unlad ng enerhiyang nukleyar. Ang kinomisyon na Novovoronezh, Leningrad, Kursk, Kola at iba pang mga nuclear power plant ay nagpapatakbo sa parehong prinsipyo. Ang mga reactor ng mga istasyong ito ay may lakas na 500-1000 MW. Ang mga nuclear power plant ay itinayo pangunahin sa European na bahagi ng bansa. Ito ay dahil sa mga bentahe ng nuclear power plants kumpara sa thermal power plants na tumatakbo sa fossil fuels. Ang mga nuclear reactor ay hindi kumonsumo ng kakaunting organikong gasolina at hindi nagpapabigat sa transportasyon ng tren sa transportasyon ng karbon. Ang mga nuclear power plant ay hindi kumukonsumo ng atmospheric oxygen at hindi nagpaparumi sa kapaligiran ng abo at mga produkto ng pagkasunog. Gayunpaman, ang paghahanap ng mga nuclear power plant sa mga lugar na makapal ang populasyon ay nagdudulot ng potensyal na banta. Sa thermal (i.e. mabagal) neutron reactors, 1-2% lamang ng uranium ang ginagamit. Ang buong paggamit ng uranium ay nakakamit sa mga mabilis na neutron reactor, na tinitiyak din ang pagpaparami ng bagong nuclear fuel sa anyo ng plutonium. Noong 1980, ang unang mabilis na neutron reactor sa mundo na may kapasidad na 600 MW ay inilunsad sa Beloyarsk NPP. Ang enerhiyang nuklear, tulad ng maraming iba pang industriya, ay may nakakapinsala o mapanganib na epekto sa kapaligiran. Ang pinakamalaking potensyal na panganib ay radioactive contamination. Ang mga kumplikadong problema ay lumitaw sa pagtatapon ng radioactive na basura at ang pagbuwag ng mga lumang nuclear power plant. Ang kanilang buhay ng serbisyo ay halos 20 taon, pagkatapos nito ay imposibleng maibalik ang mga istasyon dahil sa pangmatagalang pagkakalantad sa radiation sa mga materyales sa istruktura. Ang nuclear power plant ay idinisenyo na may pinakamataas na kaligtasan ng mga tauhan ng planta at ng publiko sa isip. Ang karanasan sa pagpapatakbo ng mga nuclear power plant sa buong mundo ay nagpapakita na ang biosphere ay mapagkakatiwalaan na protektado mula sa radiation effect ng nuclear power plant sa normal na operasyon. Gayunpaman, ang pagsabog ng ika-apat na reaktor sa Chernobyl nuclear power plant ay nagpakita na ang panganib ng pagkasira ng reactor core dahil sa mga pagkakamali ng tauhan at maling pagkalkula sa disenyo ng mga reaktor ay nananatiling isang katotohanan, kaya ang mga mahigpit na hakbang ay ginagawa upang mabawasan ang panganib na ito. . Ang mga nuclear reactor ay naka-install sa mga nuclear submarine at icebreaker. Sandatang nuklear. Ang isang hindi nakokontrol na chain reaction na may malaking neutron magnification factor ay isinasagawa sa isang atomic bomb. Upang mangyari ang halos agarang pagpapakawala ng enerhiya (pagsabog), ang reaksyon ay dapat magpatuloy sa mabilis na mga neutron (nang walang paggamit ng 235 moderator). Ang paputok ay purong uranium g2U o 239 plutonium 94Pu. Para magkaroon ng pagsabog, dapat lumampas sa kritikal na laki ang fissile material. Ito ay makakamit alinman sa pamamagitan ng mabilis na pagsasama-sama ng dalawang piraso ng fissile na materyal na may subcritical na mga dimensyon, o sa pamamagitan ng matinding pag-compress ng isang piraso sa isang sukat kung saan ang neutron leakage sa ibabaw ay bumaba nang labis na ang mga sukat ng piraso ay supercritical. Ang parehong ay isinasagawa gamit ang mga conventional explosives. Kapag ang isang bomba ay sumabog, ang temperatura ay umabot sa sampu-sampung milyong kelvin. Sa temperatura na ito, ang presyon ay tumataas nang husto at isang malakas na alon ng pagsabog ay nabuo. Kasabay nito, ang malakas na radiation ay nangyayari. Ang mga produkto ng chain reaction ng isang pagsabog ng bomba ay lubhang radioactive at mapanganib sa mga buhay na organismo. Ang mga bombang atomika ay ginamit ng Estados Unidos sa pagtatapos ng Ikalawang Digmaang Pandaigdig laban sa Japan. Noong 1945, ibinagsak ang mga bomba atomika sa mga lungsod ng Hiroshima at Nagasaki ng Hapon. Ang isang thermonuclear (hydrogen) na bomba ay gumagamit ng pagsabog ng isang atomic bomb na inilagay sa loob ng thermonuclear bomb upang simulan ang isang fusion reaction. Ang isang di-maliit na solusyon ay lumabas na ang pagsabog ng isang atomic bomb ay ginagamit hindi upang mapataas ang temperatura, ngunit upang malakas na i-compress ang thermonuclear fuel ng radiation na nabuo sa panahon ng pagsabog ng isang atomic bomb. Sa ating bansa, ang mga pangunahing ideya para sa paglikha ng isang thermonuclear na pagsabog ay iniharap ni A.D. Sakharov. Sa paglikha ng mga sandatang nuklear, naging imposible ang pagkapanalo sa digmaan. Ang digmaang nuklear ay maaaring humantong sa pagkawasak ng sangkatauhan, kaya naman ang mga tao sa buong mundo ay patuloy na nakikipaglaban upang ipagbawal ang mga sandatang nuklear.

"Enerhiya nukleyar"

Panimula

Ang enerhiya ay ang pinakamahalagang sangay ng pambansang ekonomiya, na sumasaklaw sa mga mapagkukunan ng enerhiya, produksyon, pagbabago, paghahatid at paggamit ng iba't ibang uri ng enerhiya. Ito ang batayan ng ekonomiya ng estado.

Ang mundo ay sumasailalim sa isang proseso ng industriyalisasyon, na nangangailangan ng karagdagang pagkonsumo ng mga materyales, na nagpapataas ng mga gastos sa enerhiya. Sa paglaki ng populasyon, tumataas ang mga gastos sa enerhiya para sa pagtatanim ng lupa, pag-aani, paggawa ng pataba, atbp.

Sa kasalukuyan, marami sa natural, madaling ma-access na mga mapagkukunan ng planeta ay nauubos. Ang mga hilaw na materyales ay kailangang makuha sa napakalalim o sa mga istante ng dagat. Ang limitadong reserbang langis at gas sa mundo ay tila naglalantad sa sangkatauhan sa pag-asam ng isang krisis sa enerhiya. Gayunpaman, ang paggamit ng enerhiyang nuklear ay nagbibigay ng pagkakataon sa sangkatauhan na maiwasan ito, dahil ang mga resulta ng pangunahing pananaliksik sa pisika ng atomic nucleus ay ginagawang posible na maiwasan ang banta ng isang krisis sa enerhiya sa pamamagitan ng paggamit ng enerhiya na inilabas sa panahon ng ilang mga reaksyon ng atomic nuclei. .

Kasaysayan ng pag-unlad ng nuclear energy

Noong 1939, posibleng hatiin ang isang uranium atom sa unang pagkakataon. Lumipas ang isa pang 3 taon, at isang reaktor ang nilikha sa USA upang magsagawa ng isang kinokontrol na reaksyong nuklear. Pagkatapos, noong 1945, isang atomic bomb ang ginawa at nasubok, at noong 1954, ang unang nuclear power plant sa mundo ay inilagay sa operasyon sa ating bansa. Sa lahat ng mga kasong ito, ginamit ang napakalaking enerhiya ng pagkabulok ng atomic nucleus. Ang isang mas malaking halaga ng enerhiya ay inilabas bilang isang resulta ng pagsasanib ng atomic nuclei. Noong 1953, sinubukan ng isang thermonuclear bomb sa unang pagkakataon sa USSR, at natutunan ng tao na magparami ng mga prosesong nagaganap sa araw. Sa ngayon, ang nuclear fusion ay hindi maaaring gamitin para sa mapayapang layunin, ngunit kung ito ay magiging posible, ang mga tao ay magbibigay sa kanilang sarili ng murang enerhiya para sa bilyun-bilyong taon. Ang problemang ito ay isa sa pinakamahalagang lugar ng modernong pisika sa nakalipas na 50 taon.

Hanggang sa mga 1800, kahoy ang pangunahing panggatong. Ang enerhiya ng kahoy ay nakukuha mula sa solar energy na nakaimbak sa mga halaman sa panahon ng kanilang buhay. Mula noong Rebolusyong Industriyal, ang mga tao ay umaasa sa mga mineral tulad ng karbon at langis, na ang enerhiya ay nagmula rin sa nakaimbak na solar energy. Kapag ang isang gasolina tulad ng karbon ay sinunog, ang hydrogen at carbon atoms na nakapaloob sa karbon ay nagsasama sa mga oxygen atoms ng hangin. Kapag nagkaroon ng hydrous o carbon dioxide, isang mataas na temperatura ang inilalabas, katumbas ng humigit-kumulang 1.6 kilowatt-hours kada kilo o humigit-kumulang 10 electron volts bawat carbon atom. Ang dami ng enerhiya na ito ay tipikal para sa mga reaksiyong kemikal na humahantong sa mga pagbabago sa elektronikong istruktura ng mga atomo. Ang ilan sa mga enerhiya na inilabas sa anyo ng init ay sapat upang mapanatili ang reaksyon.

Ang unang pilot nuclear power plant sa mundo na may kapasidad na 5 MW ay inilunsad sa USSR noong Hunyo 27, 1954 sa Obninsk. Bago ito, ang enerhiya ng atomic nucleus ay pangunahing ginagamit para sa mga layuning militar. Ang paglulunsad ng unang nuclear power plant ay minarkahan ang pagbubukas ng isang bagong direksyon sa enerhiya, na tumanggap ng pagkilala sa 1st International Scientific and Technical Conference on the Peaceful Uses of Atomic Energy (Agosto 1955, Geneva).

Noong 1958, ang unang yugto ng Siberian Nuclear Power Plant na may kapasidad na 100 MW ay inilagay sa operasyon (kabuuang kapasidad ng disenyo na 600 MW). Sa parehong taon, nagsimula ang pagtatayo ng Beloyarsk industrial nuclear power plant, at noong Abril 26, 1964, ang generator ng 1st stage (100 MW unit) ay nagtustos ng kasalukuyang sa Sverdlovsk energy system, ang 2nd unit na may kapasidad na 200 Ang MW ay inilagay sa operasyon noong Oktubre 1967. Ang isang natatanging tampok ng Beloyarsk NPP ay ang sobrang pag-init ng singaw (hanggang sa makuha ang mga kinakailangang parameter) nang direkta sa isang nuclear reactor, na naging posible na gumamit ng maginoo modernong turbines dito halos walang anumang mga pagbabago.

Noong Setyembre 1964, inilunsad ang 1st unit ng Novovoronezh NPP na may kapasidad na 210 MW. Ang halaga ng 1 kWh ng kuryente (ang pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng ekonomiya ng operasyon ng anumang planta ng kuryente) sa planta ng nuclear power na ito ay sistematikong nabawasan: ito ay umabot sa 1.24 kopecks. noong 1965, 1.22 kopecks. noong 1966, 1.18 kopecks. noong 1967, 0.94 kopecks. noong 1968. Ang unang yunit ng Novovoronezh NPP ay itinayo hindi lamang para sa pang-industriya na paggamit, kundi pati na rin bilang isang demonstration facility upang ipakita ang mga kakayahan at pakinabang ng nuclear energy, ang pagiging maaasahan at kaligtasan ng mga nuclear power plant. Noong Nobyembre 1965, sa lungsod ng Melekess, rehiyon ng Ulyanovsk, nagsimula ang isang nuclear power plant na may water-water reactor ng uri ng "kumukulo" na may kapasidad na 50 MW; ang reaktor ay binuo ayon sa isang solong-circuit na disenyo. , pinapadali ang layout ng istasyon. Noong Disyembre 1969, ang pangalawang yunit ng Novovoronezh NPP (350 MW) ay inilunsad.

Sa ibang bansa, ang unang pang-industriyang nuclear power plant na may kapasidad na 46 MW ay inilagay sa operasyon noong 1956 sa Calder Hall (England). Makalipas ang isang taon, nagsimula ang isang 60 MW nuclear power plant sa Shippingport (USA).

Mga Pangunahing Kaalaman sa Nuclear Energy

Atomic nucleus nailalarawan sa pamamagitan ng singil Ze, mass M, spin J, magnetic at electric quadrupole moment Q, isang tiyak na radius R, isotopic spin T at binubuo ng mga nucleon - mga proton at neutron. Ang lahat ng atomic nuclei ay nahahati sa stable at unstable. Ang mga katangian ng matatag na nuclei ay nananatiling hindi nagbabago nang walang katiyakan. Ang hindi matatag na nuclei ay sumasailalim sa iba't ibang uri ng mga pagbabago.

Ang phenomenon ng radioactivity, o spontaneous decay of nuclei, ay natuklasan ng French physicist na si A. Becquerel noong 1896. Natuklasan niya na ang uranium at ang mga compound nito ay naglalabas ng mga sinag o mga particle na tumagos sa mga opaque na katawan at maaaring magpapaliwanag sa isang photographic plate; itinatag ni Becquerel na ang Ang intensity ng radiation ay proporsyonal lamang sa konsentrasyon ng uranium at hindi nakasalalay sa mga panlabas na kondisyon (temperatura, presyon) at kung ang uranium ay nasa anumang mga kemikal na compound.

Pagkabulok ng alpha

Ang nagbubuklod na enerhiya ng isang nucleus ay nagpapakilala sa paglaban nito sa pagkawatak-watak sa mga bahaging bahagi nito. Kung ang nagbubuklod na enerhiya ng isang nucleus ay mas mababa kaysa sa nagbubuklod na enerhiya ng mga produkto ng pagkabulok nito, nangangahulugan ito na ang nucleus ay maaaring kusang mabulok. Sa panahon ng pagkabulok ng alpha, dinadala ng mga particle ng alpha ang halos lahat ng enerhiya, at 2% lamang nito ang napupunta sa pangalawang nucleus. Sa panahon ng pagkabulok ng alpha, ang mass number ay nagbabago ng 4 na unit at ang atomic number ng dalawang unit.

Ang paunang enerhiya ng isang alpha particle ay 4–10 MeV. Dahil ang mga particle ng alpha ay may malaking masa at singil, ang kanilang ibig sabihin ng libreng landas sa hangin ay maikli. Halimbawa, ang ibig sabihin ng libreng landas sa hangin para sa mga particle ng alpha na ibinubuga ng uranium nucleus ay 2.7 cm, at ang mga ibinubuga ng radium ay 3.3 cm.

Beta decay

Ito ang proseso ng pagbabago ng isang atomic nucleus sa isa pang nucleus na may pagbabago sa atomic number nang hindi binabago ang mass number. May tatlong uri ng beta decay: electron, positron, at pagkuha ng isang orbital electron sa pamamagitan ng atomic nucleus. Ang huling uri ng pagkabulok ay tinatawag din SA-capture, dahil sa kasong ito ang electron na pinakamalapit sa nucleus ay malamang na ma-absorb SA mga shell. Pagsipsip ng mga electron mula sa L At M Posible rin ang mga shell, ngunit mas malamang. Ang kalahating buhay ng b-aktibong nuclei ay nag-iiba sa napakalawak na saklaw.

Ang bilang ng beta-active nuclei na kasalukuyang kilala ay humigit-kumulang isa at kalahating libo, ngunit 20 lamang sa mga ito ang natural na nagaganap na beta-radioactive isotopes. Ang lahat ng iba ay nakuha sa artipisyal na paraan.

Ang patuloy na pamamahagi ng kinetic energy ng mga electron na ibinubuga sa panahon ng pagkabulok ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na, kasama ng electron, ang isang antineutrino ay ibinubuga din. Kung walang antineutrino, ang mga electron ay magkakaroon ng mahigpit na tinukoy na momentum, katumbas ng momentum ng natitirang nucleus. Ang isang matalim na break sa spectrum ay sinusunod sa isang kinetic energy value na katumbas ng beta decay energy. Sa kasong ito, ang kinetic energies ng nucleus at antineutrino ay katumbas ng zero at dinadala ng electron ang lahat ng enerhiya na inilabas sa panahon ng reaksyon.

Sa panahon ng electronic decay, ang natitirang nucleus ay may order number one na mas malaki kaysa sa orihinal, habang pinapanatili ang mass number. Nangangahulugan ito na sa natitirang nucleus ang bilang ng mga proton ay nadagdagan ng isa, at ang bilang ng mga neutron, sa kabaligtaran, ay naging mas maliit: N= A– (Z+1).

Pagkabulok ng gamma

Ang matatag na nuclei ay nasa isang estado na katumbas ng pinakamababang enerhiya. Ang estado na ito ay tinatawag na basic. Gayunpaman, sa pamamagitan ng pag-irradiate ng atomic nuclei na may iba't ibang mga particle o mga proton na may mataas na enerhiya, ang isang tiyak na enerhiya ay maaaring ilipat sa kanila at, samakatuwid, ilipat sa mga estado na naaayon sa mas mataas na enerhiya. Ang paglipat pagkatapos ng ilang oras mula sa excited na estado patungo sa ground state, ang atomic nucleus ay maaaring maglabas ng alinman sa isang particle, kung ang enerhiya ng paggulo ay sapat na mataas, o mataas na enerhiya na electromagnetic radiation - isang gamma quantum. Dahil ang excited na nucleus ay nasa discrete energy states, ang gamma radiation ay nailalarawan sa pamamagitan ng line spectrum.

Ang isang kapansin-pansin at lubhang mahalagang katangian ng isang reaksyon ng fission ay ang fission ay gumagawa ng maraming neutron. Ginagawang posible ng sitwasyong ito na lumikha ng mga kondisyon para sa pagpapanatili ng isang nakatigil o pagbuo ng chain reaction ng nuclear fission. Sa katunayan, kung sa isang daluyan na naglalaman ng fissile nuclei ang isang neutron ay nagdudulot ng reaksyon ng fission, kung gayon ang mga neutron na nagreresulta mula sa reaksyon ay maaaring magdulot ng isang tiyak na posibilidad na magdulot ng nuclear fission, na maaaring humantong, sa ilalim ng naaangkop na mga kondisyon, sa pagbuo ng isang hindi nakokontrol na proseso ng fission.

Mga reaktor ng nukleyar

Kapag ang heavy nuclei fission, maraming libreng neutron ang nalilikha. Ginagawa nitong posible na ayusin ang tinatawag na fission chain reaction, kapag ang mga neutron, na nagpapalaganap sa isang daluyan na naglalaman ng mabibigat na elemento, ay maaaring maging sanhi ng kanilang fission sa paglabas ng mga bagong libreng neutron. Kung ang kapaligiran ay tulad na ang bilang ng mga bagong likhang neutron ay tumataas, kung gayon ang proseso ng fission ay tataas tulad ng isang avalanche. Sa kaso kapag ang bilang ng mga neutron ay bumababa sa mga kasunod na fission, ang nuclear chain reaction ay kumukupas.

Upang makakuha ng isang nakatigil na reaksyong kadena ng nukleyar, malinaw na kinakailangan na lumikha ng mga kondisyon na ang bawat nucleus na sumisipsip ng isang neutron, sa pag-fission, ay naglalabas sa average ng isang neutron, na napupunta sa fission ng pangalawang mabigat na nucleus.

Nuclear reactor ay isang aparato kung saan ang isang kinokontrol na chain reaction ng fission ng ilang mabigat na nuclei ay isinasagawa at pinapanatili.

Ang isang nuclear chain reaction sa isang reactor ay maaari lamang mangyari sa isang tiyak na bilang ng fissile nuclei, na maaaring mag-fission sa anumang neutron energy. Sa mga materyal na fissile, ang pinakamahalaga ay ang 235U isotope, ang bahagi nito sa natural na uranium ay 0.714% lamang.

Bagaman ang 238U ay fissile ng mga neutron na ang enerhiya ay lumampas sa 1.2 MeV, ang isang self-sustaining chain reaction sa mabilis na mga neutron sa natural na uranium ay hindi posible dahil sa mataas na posibilidad ng inelastic na pakikipag-ugnayan ng 238U nuclei sa mga mabilis na neutron. Sa kasong ito, ang neutron energy ay nagiging mas mababa sa threshold fission energy ng 238U nuclei.

Ang paggamit ng moderator ay humahantong sa pagbaba ng resonant absorption sa 238U, dahil ang isang neutron ay maaaring dumaan sa rehiyon ng resonant energies bilang resulta ng mga banggaan sa moderator nuclei at maa-absorb ng nuclei 235U, 239Pu, 233U, ang fission cross section ng na tumataas nang malaki sa pagbaba ng neutron energy. Ang mga materyales na may mababang bilang ng masa at isang maliit na cross section ng pagsipsip (tubig, grapayt, beryllium, atbp.) ay ginagamit bilang mga moderator.

PAGE_BREAK--

Upang makilala ang reaksyon ng kadena ng fission, ginagamit ang isang dami na tinatawag na multiplication factor SA. Ito ang ratio ng bilang ng mga neutron ng isang tiyak na henerasyon sa bilang ng mga neutron ng nakaraang henerasyon. Para sa isang nakatigil na fission chain reaction SA=1. Isang sistema ng pag-aanak (reactor) kung saan SA=1 ay tinatawag na kritikal. Kung SA>1, ang bilang ng mga neutron sa system ay tumataas, at sa kasong ito ito ay tinatawag na supercritical. Sa SA< 1 происходит уменьшение числа нейтронов и система называется подкритической. В стационарном состоянии реактора число вновь образующихся нейтронов равно числу нейтронов, покидающих реактор (нейтроны утечки) и поглощающихся в его пределах. В критическом реакторе присутствуют нейтроны всех энергий. Они образуют так называемый энергетический спектр нейтронов, который характеризует число нейтронов различных энергий в единице объема в любой точке реактора. Средняя энергия спектра нейтронов определяется долей замедлителя, делящихся ядер (ядра горючего) и других материалов, которые входят в состав активной зоны реактора. Если большая часть делений происходит при поглощении тепловых нейтронов, то такой реактор называется реактором на тепловых нейтронах. Энергия нейтронов в такой системе не превышает 0.2 эВ. Если большая часть делений в реакторе происходит при поглощении быстрых нейтронов, такой реактор называется реактором на быстрых нейтронах.

Sa core ng isang thermal neutron reactor, kasama ang nuclear fuel, mayroong isang makabuluhang masa ng moderator-substance, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang malaking scattering cross section at isang maliit na absorption cross section.

Ang aktibong sona ng isang reaktor ay halos palaging, maliban sa mga espesyal na reaktor, na napapalibutan ng isang reflector na nagbabalik ng ilan sa mga neuron sa aktibong sona dahil sa maraming pagkakalat. Sa mabilis na mga reaktor ng neuron, ang aktibong zone ay napapalibutan ng mga reproduction zone. Nag-iipon sila ng mga fissile isotopes. Bilang karagdagan, ang mga reproduction zone ay nagsisilbi rin bilang isang reflector. Sa isang nuclear reactor, nag-iipon ang mga produkto ng fission, na tinatawag na slag. Ang pagkakaroon ng mga slags ay humahantong sa karagdagang pagkalugi ng mga libreng neutron.

Ang mga nuclear reactor, depende sa kamag-anak na paglalagay ng gasolina at moderator, ay nahahati sa homogenous at heterogenous. Sa isang homogenous na reactor, ang core ay isang homogenous na masa ng gasolina, moderator at coolant sa anyo ng isang solusyon, halo o matunaw. Ang isang reaktor kung saan ang gasolina sa anyo ng mga bloke o mga pagtitipon ng gasolina ay inilalagay sa isang moderator, na bumubuo ng isang regular na geometric na sala-sala sa loob nito, ay tinatawag na heterogenous.

Mga tampok ng isang nuclear reactor bilang pinagmumulan ng init

Sa panahon ng operasyon ng reaktor, ang init ay inilabas sa iba't ibang dami sa mga elemento ng gasolina (fuel rods), pati na rin sa lahat ng mga elemento ng istruktura nito. Ito ay dahil, una sa lahat, sa pagbabawas ng bilis ng mga fragment ng fission, ang kanilang beta at gamma radiation, pati na rin ang nuclei na nakikipag-ugnayan sa mga neutron, at, sa wakas, sa pagbabawas ng bilis ng mga mabilis na neutron. Ang mga fragment mula sa fission ng isang fuel core ay inuri ayon sa mga bilis na tumutugma sa mga temperatura ng daan-daang bilyong degree.

Sa katunayan, E= m u 2= ​​​​3RT, kung saan ang E – kinetic energy ng mga fragment, MeV; R = 1.38·10-23 J/K – Boltzmann’s constant. Isinasaalang-alang na ang 1 MeV = 1.6 10-13 J, nakukuha namin ang 1.6 10-6 E = 2.07 10-16 T, T = 7.7 109E. Ang pinaka-malamang na halaga ng enerhiya para sa mga fragment ng fission ay 97 MeV para sa isang magaan na fragment at 65 MeV para sa isang mabigat. Pagkatapos ang kaukulang temperatura para sa isang light fragment ay 7.5 1011 K, para sa isang mabigat na fragment 5 1011 K. Kahit na ang temperatura na makakamit sa isang nuclear reactor ay theoretically halos walang limitasyon, sa pagsasanay ang mga paghihigpit ay tinutukoy ng maximum na pinapayagang temperatura ng mga materyales sa istruktura at gasolina. mga elemento.

Ang kakaiba ng isang nuclear reactor ay ang 94% ng fission energy ay agad na na-convert sa init, i.e. sa panahon kung saan ang kapangyarihan ng reaktor o ang density ng mga materyales sa loob nito ay walang oras na magbago nang kapansin-pansin. Samakatuwid, kapag nagbago ang kapangyarihan ng reaktor, ang paglabas ng init ay sumusunod sa proseso ng fission ng gasolina nang walang pagkaantala. Gayunpaman, kapag ang reactor ay naka-off, kapag ang fission rate ay bumaba ng higit sa sampu-sampung beses, ang mga mapagkukunan ng naantalang paglabas ng init (gamma at beta radiation mula sa mga produkto ng fission) ay nananatili dito, na nagiging nangingibabaw.

Ang kapangyarihan ng isang nuclear reactor ay proporsyonal sa flux density ng mga neuron sa loob nito, kaya ang anumang kapangyarihan ay theoretically makakamit. Sa pagsasagawa, ang pinakamataas na kapangyarihan ay tinutukoy ng rate ng pag-alis ng init na inilabas sa reaktor. Ang tiyak na pag-alis ng init sa mga modernong power reactor ay 102 – 103 MW/m3, sa vortex reactors – 104 – 105 MW/m3.

Ang init ay tinanggal mula sa reactor sa pamamagitan ng isang coolant na nagpapalipat-lipat sa pamamagitan nito. Ang isang tampok na katangian ng reaktor ay ang natitirang paglabas ng init pagkatapos huminto ang reaksyon ng fission, na nangangailangan ng pag-alis ng init sa mahabang panahon pagkatapos isara ang reaktor. Kahit na ang decay heat power ay makabuluhang mas mababa kaysa sa nominal na kapangyarihan, ang coolant circulation sa pamamagitan ng reactor ay dapat tiyakin na lubos na mapagkakatiwalaan, dahil ang decay heat ay hindi makokontrol. Mahigpit na ipinagbabawal ang pag-alis ng coolant mula sa isang reaktor na matagal nang gumagana upang maiwasan ang sobrang init at pinsala sa mga elemento ng gasolina.

Disenyo ng mga power nuclear reactor

Ang isang nuclear power reactor ay isang aparato kung saan ang isang kinokontrol na chain reaction ng fission ng nuclei ng mabibigat na elemento ay isinasagawa, at ang thermal energy na inilabas sa panahon ng prosesong ito ay inalis ng isang coolant. Ang pangunahing elemento ng isang nuclear reactor ay ang core. Naglalaman ito ng nuclear fuel at nagsasagawa ng fission chain reaction. Ang core ay isang koleksyon ng mga elemento ng gasolina na naglalaman ng nuclear fuel na inilagay sa isang tiyak na paraan. Ang mga thermal neutron reactor ay gumagamit ng moderator. Ang coolant ay pumped sa pamamagitan ng core upang palamig ang mga elemento ng gasolina. Sa ilang mga uri ng mga reactor, ang papel ng moderator at coolant ay ginagampanan ng parehong sangkap, halimbawa ordinaryong o mabigat na tubig.

Upang makontrol ang pagpapatakbo ng reaktor, ang mga control rod na gawa sa mga materyales na may malaking cross section ng pagsipsip ng neutron ay ipinakilala sa core. Ang core ng mga power reactor ay napapalibutan ng isang neutron reflector - isang layer ng materyal na moderator upang mabawasan ang pagtagas ng mga neutron mula sa core. Bilang karagdagan, salamat sa reflector, ang densidad ng neutron at paglabas ng enerhiya ay equalized sa buong dami ng core, na ginagawang posible na makakuha ng mas malaking kapangyarihan para sa isang naibigay na laki ng zone, makamit ang mas pare-parehong pagkasunog ng gasolina, dagdagan ang oras ng pagpapatakbo ng reaktor nang walang labis na karga ng gasolina, at pasimplehin ang sistema ng pag-alis ng init. Ang reflector ay pinainit ng enerhiya ng pagbagal at pagsipsip ng mga neutron at gamma quanta, kaya ang paglamig nito ay ibinibigay. Ang core, reflector at iba pang elemento ay nakalagay sa isang selyadong housing o casing, kadalasang napapalibutan ng biological shielding.

Pag-uuri ng reaktor

Ang mga reactor ay inuri ayon sa antas ng enerhiya ng mga neutron na kasangkot sa reaksyon ng fission, ayon sa prinsipyo ng paglalagay ng gasolina at moderator, nilalayon na layunin, uri ng moderator at coolant at ang kanilang pisikal na estado.

Ayon sa antas ng energetic neutrons: ang mga reactor ay maaaring gumana sa mga mabilis na neutron, sa thermal at sa mga neutron ng intermediate (resonant) energies at, alinsunod dito, ay nahahati sa mga rector sa thermal, fast at intermediate neutrons (kung minsan para sa kaiklian sila ay tinatawag na thermal, mabilis at intermediate).

SA thermal neutron reactor Karamihan sa nuclear fission ay nangyayari kapag ang nuclei ng fissile isotopes ay sumisipsip ng mga thermal neutron. Ang mga reactor kung saan ang nuclear fission ay pangunahing isinasagawa ng mga neutron na may enerhiya na higit sa 0.5 MeV ay tinatawag na fast neutron reactors. Ang mga reactor kung saan ang karamihan sa mga fission ay nangyayari bilang resulta ng pagsipsip ng mga intermediate neutron ng nuclei ng fissile isotopes ay tinatawag na intermediate (resonant) neutron reactors.

Sa kasalukuyan, pinakalaganap ang mga thermal neutron reactor. Ang mga thermal reactor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga konsentrasyon ng 235U nuclear fuel sa core mula 1 hanggang 100 kg/m3 at ang pagkakaroon ng malalaking masa ng moderator. Ang isang mabilis na neutron reactor ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga konsentrasyon ng 235U o 239U nuclear fuel ng pagkakasunud-sunod ng 1000 kg/m3 at ang kawalan ng moderator sa core.

Sa intermediate neutron reactors, napakakaunting moderator sa core, at ang konsentrasyon ng 235U nuclear fuel dito ay mula 100 hanggang 1000 kg/m3.

Sa mga thermal neutron reactor, ang fission ng fuel nuclei ay nangyayari rin kapag ang mga mabilis na neutron ay nakuha ng nucleus, ngunit ang posibilidad ng prosesong ito ay hindi gaanong mahalaga (1 - 3%). Ang pangangailangan para sa isang neutron moderator ay dahil sa ang katunayan na ang epektibong fission cross section ng fuel nuclei ay mas malaki sa mababang neutron energies kaysa sa malalaking.

Ang core ng thermal reactor ay dapat maglaman ng moderator - isang substance na ang nuclei ay may mababang mass number. Ang graphite, mabigat o magaan na tubig, beryllium, at mga organikong likido ay ginagamit bilang isang moderator. Ang isang thermal reactor ay maaari pang gumana sa natural na uranium kung ang moderator ay mabigat na tubig o grapayt. Ang ibang mga moderator ay nangangailangan ng paggamit ng enriched uranium. Ang mga kinakailangang kritikal na sukat ng reaktor ay nakasalalay sa antas ng pagpapayaman ng gasolina; habang ang antas ng pagpapayaman ay tumataas, sila ay nagiging mas maliit. Ang isang makabuluhang kawalan ng mga thermal neutron reactor ay ang pagkawala ng mga mabagal na neutron bilang resulta ng kanilang pagkuha ng moderator, coolant, mga materyales sa istruktura at mga produktong fission. Samakatuwid, sa naturang mga reactor kinakailangan na gumamit ng mga sangkap na may maliliit na cross section para sa mabagal na pagkuha ng neutron bilang isang moderator, coolant at mga materyales sa istruktura.

SA intermediate neutron reactors, kung saan ang karamihan sa mga kaganapan sa fission ay sanhi ng mga neutron na may mga enerhiya na higit sa thermal (mula 1 eV hanggang 100 keV), ang masa ng moderator ay mas mababa kaysa sa mga thermal reactor. Ang kakaiba ng pagpapatakbo ng naturang reaktor ay ang fuel fission cross section na may pagtaas ng neutron fission sa intermediate na rehiyon ay mas mababa kaysa sa absorption cross section ng mga materyales sa istruktura at mga produkto ng fission. Kaya, ang posibilidad ng mga kaganapan sa fission ay tumataas kumpara sa mga kaganapan sa pagsipsip. Ang mga kinakailangan para sa mga katangian ng neutron ng mga istrukturang materyales ay hindi gaanong mahigpit at ang kanilang saklaw ay mas malawak. Dahil dito, ang core ng isang intermediate neutron reactor ay maaaring gawin ng mas matibay na materyales, na ginagawang posible upang madagdagan ang tiyak na pag-alis ng init mula sa ibabaw ng heating ng reaktor. Ang pagpapayaman ng gasolina na may isang fissile isotope sa mga intermediate reactor, dahil sa isang pagbawas sa cross-section, ay dapat na mas mataas kaysa sa mga thermal. Ang pagpaparami ng nuclear fuel sa intermediate neutron reactors ay mas malaki kaysa sa thermal neutron reactor.

Ang mga sangkap na mahina ang katamtamang mga neutron ay ginagamit bilang mga coolant sa mga intermediate reactor. Halimbawa, ang mga likidong metal. Ang moderator ay grapayt, beryllium, atbp.

Ang core ng isang fast neutron reactor ay naglalaman ng mga fuel rod na may mataas na enriched na gasolina. Ang core ay napapalibutan ng isang breeding zone, na binubuo ng mga elemento ng gasolina na naglalaman ng mga hilaw na materyales ng gasolina (depleted uranium, thorium). Ang mga neutron na tumatakas mula sa core ay nakukuha sa breeding zone ng nuclei ng mga hilaw na materyales ng gasolina, na nagreresulta sa pagbuo ng bagong nuclear fuel. Ang isang espesyal na bentahe ng mabilis na mga reaktor ay ang posibilidad ng pag-aayos ng pinalawak na pagpaparami ng nuclear fuel sa kanila, i.e. kasabay ng pagbuo ng enerhiya, gumawa ng bagong nuclear fuel sa halip na nasunog na nuclear fuel. Ang mga mabilis na reactor ay hindi nangangailangan ng isang moderator, at ang coolant ay hindi kailangang pabagalin ang mga neutron.

pagpapatuloy
--PAGE_BREAK--

Depende sa paraan ng paglalagay ng gasolina sa core, ang mga reactor ay nahahati sa homogenous at heterogenous.

SA homogenous na reaktor Ang nuclear fuel, coolant at moderator (kung mayroon man) ay lubusang pinaghalo at nasa parehong pisikal na estado, i.e. Ang core ng isang ganap na homogenous na reactor ay isang likido, solid o gas na homogenous na pinaghalong nuclear fuel, coolant o moderator. Ang mga homogenous na reactor ay maaaring maging thermal o fast neutron. Sa naturang reaktor, ang buong aktibong zone ay matatagpuan sa loob ng isang bakal na spherical na katawan at kumakatawan sa isang likidong homogenous na halo ng gasolina at moderator sa anyo ng isang solusyon o likidong haluang metal (halimbawa, isang solusyon ng uranyl sulfate sa tubig, isang solusyon ng uranium sa likidong bismuth), na sabay na nagsisilbing coolant.

Ang nuclear fission reaction ay nangyayari sa fuel solution sa loob ng spherical reactor vessel, na nagreresulta sa pagtaas ng temperatura ng solusyon. Ang nasusunog na solusyon mula sa reactor ay pumapasok sa heat exchanger, kung saan ito ay naglilipat ng init sa tubig ng pangalawang circuit, ay pinalamig at ipinadala pabalik sa reaktor sa pamamagitan ng isang pabilog na bomba. Upang matiyak na ang isang reaksyong nuklear ay hindi magaganap sa labas ng reaktor, ang mga volume ng mga pipeline ng circuit, heat exchanger at pump ay pinili upang ang dami ng gasolina na matatagpuan sa bawat seksyon ng circuit ay mas mababa kaysa sa kritikal. Ang mga homogenous na reactor ay may ilang mga pakinabang kaysa sa mga heterogenous. Ito ay isang simpleng disenyo ng core at ang mga kaunting sukat nito, ang kakayahang patuloy na mag-alis ng mga produkto ng fission at magdagdag ng sariwang nuclear fuel sa panahon ng operasyon nang hindi humihinto sa reaktor, ang kadalian ng paghahanda ng gasolina, at ang katotohanan na ang reaktor ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagbabago ang konsentrasyon ng nuclear fuel.

Gayunpaman, ang mga homogenous na reactor ay mayroon ding malubhang disadvantages. Ang homogenous mixture na nagpapalipat-lipat sa circuit ay naglalabas ng malakas na radioactive radiation, na nangangailangan ng karagdagang proteksyon at nagpapahirap sa kontrol ng reactor. Bahagi lamang ng gasolina ang nasa reaktor at ginagamit upang makabuo ng enerhiya, habang ang iba pang bahagi ay nasa panlabas na pipeline, heat exchanger at pump. Ang nagpapalipat-lipat na timpla ay nagdudulot ng matinding kaagnasan at pagguho ng reaktor at mga sistema at aparato ng circuit. Ang pagbuo ng explosive explosive mixture sa isang homogenous reactor bilang resulta ng radiolysis ng tubig ay nangangailangan ng mga device para sa afterburning nito. Ang lahat ng ito ay humantong sa katotohanan na ang mga homogenous na reactor ay hindi malawakang ginagamit.

SA heterogenous na reaktor ang gasolina sa anyo ng mga bloke ay inilalagay sa moderator, i.e. spatially separated ang gasolina at moderator.

Sa kasalukuyan, ang mga heterogenous na reactor lamang ang idinisenyo para sa mga layunin ng enerhiya. Ang nuclear fuel sa naturang reactor ay maaaring gamitin sa gaseous, liquid at solid states. Gayunpaman, ngayon ang mga heterogenous reactor ay nagpapatakbo lamang sa solidong gasolina.

Depende sa moderating substance, ang mga heterogenous na reactor ay nahahati sa graphite, light water, heavy water at organic. Ayon sa uri ng coolant, ang mga heterogenous na reactor ay magaan na tubig, mabigat na tubig, gas at likidong metal. Ang mga likidong coolant sa loob ng reaktor ay maaaring nasa single-phase at two-phase na estado. Sa unang kaso, ang coolant sa loob ng reaktor ay hindi kumukulo, ngunit sa pangalawa, ito ay kumukulo.

Ang mga reaktor sa core kung saan ang temperatura ng likidong coolant ay nasa ibaba ng kumukulong punto ay tinatawag na mga reaktor ng may presyon ng tubig, at ang mga reaktor kung saan kumukulo ang coolant sa loob ay tinatawag na mga reaktor ng tubig na kumukulo.

Depende sa moderator at coolant na ginamit, ang mga heterogenous na reactor ay idinisenyo ayon sa iba't ibang disenyo. Sa Russia, ang mga pangunahing uri ng nuclear power reactors ay water-cooled at water-graphite.

Batay sa kanilang disenyo, ang mga reactor ay nahahati sa mga vessel at channel reactor. SA mga reaktor ng sisidlan ang presyon ng coolant ay dinadala ng pabahay. Ang isang karaniwang daloy ng coolant ay dumadaloy sa loob ng sisidlan ng reactor. SA mga channel reactor Ang coolant ay ibinibigay sa bawat channel na may hiwalay na pagpupulong ng gasolina. Ang reactor vessel ay hindi nilagyan ng coolant pressure; ang pressure na ito ay dinadala ng bawat indibidwal na channel.

Depende sa kanilang layunin, ang mga nuclear reactor ay maaaring maging power reactor, converter at breeders, research at multipurpose, transport at industrial.

Mga reaktor ng nuclear power ay ginagamit upang makabuo ng kuryente sa mga nuclear power plant, sa ship power plants, sa nuclear combined heat and power plants (CHPs), gayundin sa nuclear heat supply plants (HTs).

Ang mga reactor na idinisenyo upang makagawa ng pangalawang nuclear fuel mula sa natural na uranium at thorium ay tinatawag mga nagko-convert o mga breeder. Sa converter reactor, ang pangalawang nuclear fuel ay gumagawa ng mas kaunti kaysa sa nauna nang natupok. Sa isang breeder reactor, ang pinalawak na pagpaparami ng nuclear fuel ay isinasagawa, i.e. ito ay lumalabas na higit pa sa ginastos.

Mga reaktor ng pananaliksik nagsisilbi para sa pag-aaral ng mga proseso ng pakikipag-ugnayan ng mga neutron sa bagay, pag-aaral ng pag-uugali ng mga materyales ng reaktor sa matinding larangan ng neutron at gamma radiation, radiochemical at biological na pananaliksik, paggawa ng isotopes, eksperimentong pananaliksik ng pisika ng mga nuclear reactor. Ang mga reactor ay may iba't ibang kapangyarihan, nakatigil o pulsed operating mode. Ang pinakalaganap ay ang mga reaktor ng pananaliksik na may presyon ng tubig gamit ang enriched uranium. Ang thermal power ng mga research reactor ay nag-iiba sa isang malawak na hanay at umaabot sa ilang libong kilowatts.

Multi-purpose Ang mga reactor na nagsisilbi ng maraming layunin, tulad ng pagbuo ng enerhiya at paggawa ng nuclear fuel, ay tinatawag na mga reactor.

Nuclear energy: mga kalamangan at kahinaan

Ang modernong sibilisasyon ay hindi maiisip kung walang elektrikal na enerhiya. Ang produksyon at paggamit ng elektrisidad ay tumataas bawat taon, ngunit ang multo ng isang hinaharap na taggutom sa enerhiya ay nagbabadya na sa harap ng sangkatauhan dahil sa pagkaubos ng mga deposito ng fossil fuel at pagtaas ng mga pagkalugi sa kapaligiran kapag nakakuha ng kuryente.
Ang enerhiya na inilabas sa mga reaksyong nuklear ay milyun-milyong beses na mas mataas kaysa sa ginawa ng mga karaniwang kemikal na reaksyon (halimbawa, mga reaksyon ng pagkasunog), upang ang calorific value ng nuclear fuel ay hindi masusukat na mas malaki kaysa sa conventional fuel. Ang paggamit ng nuclear fuel upang makabuo ng kuryente ay isang lubhang nakatutukso na ideya.
Ang mga bentahe ng nuclear power plants (NPP) sa mga thermal power plant (CHP) at hydroelectric power plants (HPP) ay kitang-kita: walang basura, walang gas emissions, hindi na kailangang magsagawa ng malalaking volume ng konstruksiyon, magtayo ng mga dam at ibaon ang matabang lupa sa ilalim ng mga imbakan ng tubig. Marahil ang tanging mas magiliw sa kapaligiran kaysa sa mga nuclear power plant ay mga power plant na gumagamit ng solar o wind energy. Ngunit ang parehong wind turbine at solar power station ay mababa pa rin ang lakas at hindi matugunan ang mga pangangailangan ng mga tao para sa murang kuryente - at ang pangangailangang ito ay lumalaki nang mas mabilis at mas mabilis. Gayunpaman, ang pagiging posible ng pagtatayo at pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay madalas na pinagdududahan dahil sa mga nakakapinsalang epekto ng mga radioactive substance sa kapaligiran at mga tao.

Karanasan sa mundo at mga prospect para sa pagbuo ng nuclear energy

Ayon sa IAEA, sa kasalukuyan ay higit sa 18% ng kuryente sa mundo ang ginawa ng mga nuclear reactor, na, bukod dito, hindi katulad ng mga power plant na tumatakbo sa fossil fuels, ay hindi nagpaparumi sa kapaligiran. Ang isang hindi maikakaila na bentahe ng nuclear energy ay ang gastos nito, na mas mababa kaysa sa karamihan ng iba pang mga uri ng power plant. Ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, mayroong tungkol sa 440 nuclear reactors sa mundo na may kabuuang kapasidad na higit sa 365 thousand MW, na matatagpuan sa higit sa 30 mga bansa. Sa kasalukuyan, 29 na reactor na may kabuuang kapasidad na humigit-kumulang 25 thousand MW ang itinatayo sa 12 bansa.

Ayon sa mga eksperto ng IAEA, sa 2030, ang mga pangangailangan ng enerhiya sa mundo ay tataas ng hindi bababa sa 50-60%. Kasabay ng paglaki ng pagkonsumo ng enerhiya, mayroong isang sakuna na mabilis na pagkaubos ng pinakamadaling ma-access at maginhawang mga carrier ng organikong enerhiya - gas at langis. Ayon sa mga kalkulasyon ng forecast, tulad ng nabanggit ng impormasyon at analytical center sa ilalim ng pangangasiwa ng pinuno ng estado, ang habang-buhay ng kanilang mga reserba ay 50-100 taon. Ang lumalaking pangangailangan para sa mga mapagkukunan ng enerhiya ay hindi maiiwasang humahantong sa kanilang progresibong pagtaas ng presyo.

Ang enerhiyang nuklear ay isa sa mga pangunahing pinagmumulan ng suplay ng enerhiya sa mundo. Ayon sa parehong International Atomic Energy Agency, noong 2000–2005 lamang. 30 bagong reactor ang inilagay sa operasyon. Ang mga pangunahing kapasidad sa pagbuo ay puro sa Kanlurang Europa at USA.

Ang Estratehiya ng Enerhiya ng Russia para sa panahon hanggang 2020, na inaprubahan ng Dekreto ng Pamahalaan ng Russian Federation na may petsang Agosto 28, 2003 No. 1234-r, ay nagtatatag ng mga layunin, layunin, pangunahing direksyon at mga parameter para sa pagbuo ng balanse ng gasolina at enerhiya , na nagbibigay para sa pagtagumpayan ng pagkahilig ng natural na gas na mangibabaw sa domestic energy market na may pagbawas sa bahagi nito sa kabuuang pagkonsumo ng gasolina at mga mapagkukunan ng enerhiya, lalo na dahil sa pagtaas ng pagbuo ng kuryente sa mga nuclear at hydroelectric power plant (mula 10.8 hanggang 12). %).

Bilang resulta ng pag-optimize ng balanse ng gasolina at enerhiya, ang mga priyoridad ay itinatag para sa lokasyon ng teritoryo ng pagbuo ng mga kapasidad: sa European na bahagi ng Russia, ipinapayong bumuo ng industriya ng kuryente sa pamamagitan ng teknikal na muling kagamitan ng umiiral na thermal power. mga halaman, ang paglikha ng pinagsama-samang mga planta ng kuryente at ang pinakamataas na pag-unlad ng mga nuclear power plant, na higit na sasakupin ang tumaas na pangangailangan ng rehiyong ito sa kuryente.

Sa isang optimistikong senaryo ng pag-unlad ng ekonomiya Ang produksyon ng enerhiya ng NPP ay dapat tumaas sa 200 bilyong kWh noong 2010 (1.4 beses) at hanggang 300 bilyong kWh sa 2020 (2 beses). Bilang karagdagan, ito ay binalak na bumuo ng produksyon ng thermal energy mula sa nuclear energy sources sa 30 milyong Gcal bawat taon.

Na may katamtamang bersyon ng pag-unlad ng ekonomiya Ang pangangailangan para sa produksyon ng kuryente sa mga nuclear power plant ay maaaring umabot ng hanggang 230 bilyon kWh sa 2020. Ang posibilidad ng pagtaas ng produksyon ng enerhiya sa mga nuclear power plant sa 270 bilyon kWh ay nauugnay sa paglikha ng mga nuclear power plant - pumped storage power plants, pagtaas ng dami ng produksyon at pagkonsumo ng thermal energy sa mga lugar kung saan mayroon at bagong nuclear power plant at Ang mga nuclear power plant ay matatagpuan (hanggang sa 30 milyong Gcal bawat taon), pati na rin sa paglipat ng mga gas pumping station pangunahing mga pipeline para sa electric drive mula sa mga nuclear power plant, pag-unlad ng enerhiya-intensive na industriya (aluminyo, liquefied gas, synthetic liquid fuel , atbp.).

Ang bahagi ng produksyon ng kuryente sa mga nuclear power plant sa European na bahagi ng Russia ay tataas sa 32% sa 2020.

Sa rate ng paglago ng produksyon ng kuryente sa Russia na higit sa 2% bawat taon, ang nuclear energy ay nasa isang misyon upang matiyak ang taunang pagtaas sa produksyon ng enerhiya na higit sa 4% na may rate ng pagtaas sa produksyon ng kuryente sa 8 bilyong kWh at init. hanggang 1.5 milyong Gcal kada taon.

Ang Russian nuclear energy complex ay may potensyal para sa dynamic na pag-unlad alinsunod sa mga parameter na itinatag ng Russian Energy Strategy para sa panahon hanggang 2020.

Pagpaplano ng estado ng USSR noong 80s ng ika-20 siglo na tinutukoy sa simula ng ika-21 siglo ang paglikha ng mga nuclear power plant sa Russia hanggang sa 50 GW na may rate ng paglago ng hanggang 2 GW bawat taon at produksyon ng init hanggang 40 milyon Gcal bawat taon. Bilang karagdagan, ang pagtatayo ng nuclear power plant–storage pumped storage power plants (hanggang 10 GW ng peak power) ay naisip. Sa katunayan, humigit-kumulang kalahati ng nakaplanong kapasidad ng planta ng nuclear power ay naisagawa na (ang natanto na rate ng paglago ay hanggang 1 GW bawat taon). Sa kasalukuyan, higit sa dalawang dosenang nuclear power unit na may kabuuang kapasidad na humigit-kumulang 20 GW ay nasa iba't ibang yugto ng hindi natapos na konstruksyon (mga pamumuhunan ay umaabot sa higit sa $2.5 bilyon, o humigit-kumulang 15% ng kabuuang gastos sa kapital para sa paglikha ng mga kapasidad na ito).

Upang matiyak ang hinulaang antas ng pagkonsumo ng kuryente at init sa senaryo ng maximum na demand, kinakailangan na mag-commission ng mga kapasidad na bumubuo ng nuclear power plant na hanggang 6 GW sa kasalukuyang dekada (power unit 3 ng Kalinin NPP, power unit 5 ng Kursk NPP, power unit 2 ng Volgodonsk NPP, power units 5 at 6 ng Balakovo NPP, power unit 4 ng Beloyarsk NPP ) at hindi bababa sa 15 GW hanggang 2020 (isinasaalang-alang ang pagpaparami ng mga first-generation power units - 5.7 GW ), pati na rin ang hanggang 2 GW ng mga nuclear power plant. Bilang isang resulta, ang kabuuang naka-install na kapasidad ng mga nuclear power plant sa Russia ay dapat tumaas sa 40 GW na may average na kadahilanan ng kapasidad na humigit-kumulang 85% (ang antas ng mga nangungunang bansa na may binuo na enerhiyang nuklear).

pagpapatuloy
--PAGE_BREAK--

Alinsunod dito, ang mga pangunahing layunin ng pagbuo ng enerhiyang nukleyar ay:

Modernisasyon at pagpapalawig ng buhay ng pagpapatakbo ng mga power unit ng mga kasalukuyang nuclear power plant sa pamamagitan ng 10-20 taon;

Pagtaas ng kahusayan ng produksyon ng enerhiya at paggamit ng enerhiya ng mga nuclear power plant;

Paglikha ng mga complex para sa pagproseso ng radioactive na basura mula sa mga nuclear power plant at isang sistema para sa paghawak ng irradiated nuclear fuel;

Ang pagpaparami ng mga retiradong first-generation power unit, kabilang ang sa pamamagitan ng pagsasaayos pagkatapos makumpleto ang kanilang pinahabang buhay ng serbisyo (na may napapanahong paglikha ng mga reserba);

Pinalawak na pagpaparami ng kapasidad (average na rate ng paglago - humigit-kumulang 1 GW bawat taon) at mga reserbang konstruksyon para sa mga hinaharap na panahon;

Mastering promising reactor technologies (BN-800, VVER-1500, ATPP, atbp.) Sa pagbuo ng kaukulang fuel base.

Ang paglutas ng mga problemang ito ay nangangailangan ng pag-unlad ng construction at installation complex at nuclear power engineering (upang taasan ang rate ng capacity commissioning mula 0.2 hanggang 1.5 GW bawat taon), pati na rin ang pagtaas ng human resources.

Ang pinakamahalagang salik sa pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay ang pagtaas ng kahusayan ng paggawa ng enerhiya sa mga plantang nukleyar sa pamamagitan ng pagbabawas ng mga gastos sa yunit ng produksyon (panloob na reserba) at pagpapalawak ng mga merkado para sa pagbebenta ng enerhiya mula sa mga plantang nukleyar na kapangyarihan (panlabas na potensyal).

SA panloob na reserba ng mga nuclear power plant(mga 20% ng produksyon ng enerhiya) ay kinabibilangan ng:

Ang pagtaas ng NIUM sa 85% na may average na rate ng paglago na hanggang 2% bawat taon dahil sa mas maikling mga oras ng pagkumpuni at pagtaas ng panahon ng turnaround, pagpapahaba ng mga ikot ng gasolina, pagbabawas ng bilang ng mga pagkabigo ng kagamitan sa panahon ng modernisasyon at pagsasaayos nito, na titiyakin karagdagang produksyon ng kuryente sa pagpapatakbo ng mga nuclear power plant na humigit-kumulang 20 bilyong kWh bawat taon (katumbas ng pag-commissioning ng naka-install na kapasidad hanggang 3 GW sa mga partikular na gastos sa kapital na hanggang $150/kW);

Pagtaas ng kahusayan ng mga yunit ng kuryente sa pamamagitan ng pagpapabuti ng mga katangian ng pagpapatakbo at mga mode na may karagdagang henerasyon sa mga umiiral na nuclear power plant na higit sa 7 bilyong kWh bawat taon (katumbas ng pag-commissioning ng 1 GW ng kuryente na may mga partikular na gastos sa kapital na humigit-kumulang $200/kW);

Nabawasan ang mga gastos sa produksyon, kabilang ang sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya para sa sariling mga pangangailangan (upang magdisenyo ng mga halaga na humigit-kumulang 6%) at pagbabawas ng tiyak na bilang ng mga tauhan.

Panlabas na potensyal– pagpapalawak ng umiiral at paglikha ng mga bagong merkado para sa paggamit ng enerhiya at kapangyarihan ng mga nuclear power plant (higit sa 20% ng produksyon ng enerhiya):

Pag-unlad ng produksyon ng thermal energy at supply ng init (kabilang ang paglikha ng mga nuclear power plant), pag-iipon ng init ng kuryente para sa supply ng init sa malalaking lungsod, paggamit ng basurang mababang uri ng init;

Pag-convert ng mga istasyon ng compressor ng mga sistema ng paghahatid ng gas na may kabuuang kapasidad na higit sa 3 GW sa electric drive mula sa mga nuclear power plant, na titiyakin ang pagtitipid ng gas na higit sa 7 bilyong m3 bawat taon;

Pakikilahok sa pagsakop sa hindi pantay ng pang-araw-araw na iskedyul ng pagkarga sa pamamagitan ng paglikha ng mga energy complex ng mga nuclear power plant - pumped storage power plants - peak power hanggang 5 GW;

Pag-unlad ng enerhiya-intensive na produksyon ng aluminyo, tunaw na gas, sintetikong likidong gasolina, hydrogen gamit ang mga nuclear power plant.

Ang mga nakaplanong parameter para sa pagpapaunlad ng enerhiyang nuklear ay tumutukoy sa isang katamtamang pagtaas ng mga taripa para sa produksyon ng kuryente mula sa mga nuclear power plant hanggang 2.4 cents bawat 1 kWh sa 2015. Ang bahagi ng pagpapatakbo ng taripa ng TPP (mga 3 sentimo/(kWh) – pangunahin ang mga gastos sa gasolina) ay inaasahang mas mataas kaysa sa taripa ng mga nuclear power plant. Ang average na margin ng competitiveness ng mga nuclear power plant ay magiging higit sa 1.5 cents/(kWh), o humigit-kumulang 30%. Ipinakikita ng mga pagtatantya na ang pinakamataas na pag-unlad ng enerhiyang nuklear sa 2020 ay titiyakin ang pagpapapanatag ng taripa ng pagbebenta para sa mga mamimili at mapipigilan ang pagtaas nito sa 10% kung sakaling masuspinde ang pagpapaunlad ng nuclear power plant.

Ang pagkamit ng itinatag na mga parameter para sa estratehikong pag-unlad ng nuclear energy sa Russia ay nagsasangkot ng pagpapatupad ng:

Potensyal para sa pag-maximize ng kahusayan ng mga nuclear power plant, pagpaparami (renovation) at pagpapaunlad ng mga kapasidad ng nuclear power plant;

Pangmatagalang patakaran sa pamumuhunan sa sektor ng enerhiyang nuklear ng estado ng ekonomiya;

Mga mabisang mapagkukunan at mekanismo para sa sapat at napapanahong pamumuhunan.

Ang mga potensyal na pagkakataon, pangunahing mga prinsipyo at direksyon para sa hinaharap na pag-unlad ng nuclear energy sa Russia, na isinasaalang-alang ang mga kakayahan ng fuel base, ay tinutukoy ng Strategy for the Development of Nuclear Energy sa Russia sa unang kalahati ng ika-21 siglo, na naaprubahan. noong 2000 ng Pamahalaan ng Russian Federation.

Ang mga ginalugad at potensyal na reserba ng natural na uranium, mga naipon na reserba ng uranium at plutonium, mga kasalukuyang kapasidad ng nuclear fuel cycle na may mahusay na ekonomiya na pamumuhunan at patakaran sa pag-export-import ay nagsisiguro ng maximum na pag-unlad ng nuclear energy hanggang 2030 gamit ang pangunahing VVER-type reactors sa open nuclear fuel cycle .

Ang mga prospect para sa pangmatagalang pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay nauugnay sa tunay na posibilidad ng pag-renew at pagbabagong-buhay ng mga mapagkukunan ng nuclear fuel nang hindi nawawala ang pagiging mapagkumpitensya at kaligtasan ng nuclear energy. Ang patakaran sa teknolohiya ng industriya ay nagbibigay para sa ebolusyonaryong pagpapakilala sa 2010–2030 ng mga bagong ika-apat na henerasyong teknolohiya ng enerhiyang nukleyar sa mga mabilis na reaktor na may mga saradong nuclear fuel cycle at uranium-plutonium fuel, na nag-aalis ng mga paghihigpit sa mga hilaw na materyales ng gasolina para sa nakikinita na hinaharap.

Ang pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay mag-o-optimize ng balanse ng mga mapagkukunan ng gasolina at enerhiya, pigilan ang pagtaas ng gastos ng elektrikal at thermal na enerhiya para sa mga mamimili, at mag-aambag din sa epektibong paglago ng ekonomiya at GDP, pagtaas ng potensyal na teknolohikal para sa pangmatagalang pagbuo ng enerhiya batay sa sa ligtas at cost-effective na mga nuclear power plant.

Ekolohiya

Kahit na ang isang nuclear power plant ay gumagana nang perpekto at walang kaunting pagkabigo, ang operasyon nito ay hindi maiiwasang humahantong sa akumulasyon ng mga radioactive substance. Samakatuwid, kailangang lutasin ng mga tao ang isang napakaseryosong problema, ang pangalan nito ay ligtas na imbakan ng basura.

Ang basura mula sa anumang industriya na may malaking sukat ng produksyon ng enerhiya, iba't ibang mga produkto at materyales ay lumilikha ng isang malaking problema. Ang polusyon sa kapaligiran at atmospera sa maraming bahagi ng ating planeta ay nagdudulot ng pag-aalala at pag-aalala. Pinag-uusapan natin ang posibilidad na mapanatili ang mga flora at fauna hindi sa kanilang orihinal na anyo, ngunit hindi bababa sa loob ng mga limitasyon ng pinakamababang pamantayan sa kapaligiran.

Ang radioactive waste ay nabubuo sa halos lahat ng yugto ng nuclear cycle. Nag-iipon sila sa anyo ng likido, solid at gas na mga sangkap na may iba't ibang antas ng aktibidad at konsentrasyon. Karamihan sa mga basura ay mababa ang antas: tubig na ginagamit upang linisin ang mga gas at ibabaw ng reaktor, mga guwantes at sapatos, mga kontaminadong kasangkapan at mga nasusunog na bombilya mula sa mga radioactive na silid, mga kagamitang ginamit, alikabok, mga filter ng gas at marami pang iba.

Ang mga gas at kontaminadong tubig ay ipinapasa sa mga espesyal na filter hanggang sa maabot nila ang kadalisayan ng hangin sa atmospera at inuming tubig. Ang mga filter na naging radioactive ay nire-recycle kasama ng solid waste. Hinahalo ang mga ito sa semento at ginawang mga bloke o ibinuhos sa mga lalagyan ng bakal kasama ng mainit na bitumen.

Ang pinakamahirap na bagay na ihanda para sa pangmatagalang imbakan ay ang mataas na antas ng basura. Pinakamainam na gawing salamin at keramika ang naturang "basura". Upang gawin ito, ang basura ay calcined at pinagsama sa mga sangkap na bumubuo ng isang glass-ceramic mass. Kinakalkula na aabutin ng hindi bababa sa 100 taon upang matunaw ang 1 mm ng ibabaw na layer ng naturang masa sa tubig.

Hindi tulad ng maraming mga kemikal na basura, ang mga panganib ng radioactive na basura ay bumababa sa paglipas ng panahon. Karamihan sa mga radioactive isotopes ay may kalahating buhay na humigit-kumulang 30 taon, kaya sa loob ng 300 taon ay halos ganap silang mawawala. Kaya, para sa panghuling pagtatapon ng radioactive na basura, kinakailangan na magtayo ng mga pangmatagalang pasilidad ng imbakan na mapagkakatiwalaang ihiwalay ang basura mula sa pagtagos nito sa kapaligiran hanggang sa kumpletong pagkabulok ng radionuclides. Ang ganitong mga pasilidad ng imbakan ay tinatawag na libingan.

Dapat itong isaalang-alang na ang mataas na antas ng basura ay bumubuo ng isang malaking halaga ng init sa loob ng mahabang panahon. Samakatuwid, kadalasan sila ay inalis sa malalim na mga zone ng crust ng lupa. Ang isang kontroladong sona ay itinatag sa paligid ng pasilidad ng imbakan, kung saan ang mga paghihigpit ay ipinapataw sa mga aktibidad ng tao, kabilang ang pagbabarena at pagmimina.

Ang isa pang paraan upang malutas ang problema ng radioactive waste ay iminungkahi - ipadala ito sa kalawakan. Sa katunayan, ang dami ng basura ay maliit, kaya maaari itong alisin sa mga orbit sa kalawakan na hindi sumasalubong sa orbit ng Earth, at ang radioactive na kontaminasyon ay aalisin magpakailanman. Gayunpaman, ang rutang ito ay tinanggihan dahil sa panganib ng paglulunsad ng sasakyan na hindi inaasahang bumalik sa Earth kung sakaling magkaroon ng anumang mga problema.

Ang ilang mga bansa ay seryosong isinasaalang-alang ang paraan ng paglilibing ng solidong radioactive waste sa malalim na tubig ng mga karagatan. Ang pamamaraang ito ay humahanga sa pagiging simple at pagiging epektibo sa gastos. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay nagtataas ng malubhang pagtutol batay sa mga kinakaing unti-unti na katangian ng tubig dagat. May mga alalahanin na ang kaagnasan ay mabilis na sisira sa integridad ng mga lalagyan, at ang mga radioactive substance ay mapupunta sa tubig, at ang mga alon ng dagat ay magpapakalat sa aktibidad sa dagat.

Ang pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay sinamahan hindi lamang ng panganib ng radiation contamination, kundi pati na rin ng iba pang uri ng mga epekto sa kapaligiran. Ang pangunahing epekto ay thermal effect. Ito ay isa at kalahati hanggang dalawang beses na mas mataas kaysa sa mga thermal power plant.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng isang nuclear power plant, kailangan na palamigin ang waste water vapor. Ang pinakasimpleng paraan ay ang pagpapalamig gamit ang tubig mula sa ilog, lawa, dagat o mga pool na espesyal na ginawa. Ang tubig na pinainit ng 5–15 °C ay bumabalik sa parehong pinagmulan. Ngunit ang pamamaraang ito ay nagdadala ng panganib na lumala ang sitwasyon sa kapaligiran sa kapaligiran ng tubig sa mga lokasyon ng mga nuclear power plant.

Ang mas malawak na ginagamit ay isang sistema ng supply ng tubig gamit ang mga cooling tower, kung saan ang tubig ay pinalamig dahil sa bahagyang pagsingaw at paglamig nito.

Ang mga maliliit na pagkalugi ay pinupunan ng patuloy na muling pagdadagdag ng sariwang tubig. Sa tulad ng isang sistema ng paglamig, isang malaking halaga ng singaw ng tubig at droplet na kahalumigmigan ay inilabas sa kapaligiran. Maaari itong humantong sa pagtaas ng dami ng pag-ulan, dalas ng pagbuo ng fog, at pag-ulap.

Sa mga nagdaang taon, nagsimula nang gumamit ng air-cooling system para sa singaw ng tubig. Sa kasong ito, walang pagkawala ng tubig, at ito ay pinaka-friendly sa kapaligiran. Gayunpaman, ang naturang sistema ay hindi gumagana sa mataas na average na temperatura ng kapaligiran. Bilang karagdagan, ang halaga ng kuryente ay tumataas nang malaki.

Konklusyon

Ang problema sa enerhiya ay isa sa pinakamahalagang problema na kailangang lutasin ng sangkatauhan ngayon. Ang mga tagumpay ng agham at teknolohiya tulad ng mga instant na komunikasyon, mabilis na transportasyon, at paggalugad sa kalawakan ay naging karaniwan na. Ngunit ang lahat ng ito ay nangangailangan ng malaking halaga ng enerhiya. Ang matalim na pagtaas sa produksyon at pagkonsumo ng enerhiya ay nagdulot ng isang bagong matinding problema ng polusyon sa kapaligiran, na nagdudulot ng malubhang panganib sa sangkatauhan.

Mabilis na tataas ang mga pangangailangan ng enerhiya sa mundo sa mga darating na dekada. Anumang isang mapagkukunan ng enerhiya ay hindi makakapagbigay ng mga ito, kaya kinakailangan na bumuo ng lahat ng mga mapagkukunan ng enerhiya at gumamit ng mga mapagkukunan ng enerhiya nang mahusay.

Sa susunod na yugto ng pag-unlad ng enerhiya (mga unang dekada ng ika-21 siglo), ang enerhiya ng karbon at enerhiyang nuklear na may thermal at mabilis na mga neutron reactor ay mananatiling pinaka-promising. Gayunpaman, maaari tayong umasa na ang sangkatauhan ay hindi titigil sa landas ng pag-unlad na nauugnay sa pagkonsumo ng enerhiya sa patuloy na pagtaas ng dami.

Bibliograpiya

1) Kessler "Nuclear Energy" Moscow: Energoizdat, 1986.

2) Kh. Margulova "Nuclear energy ngayon at bukas" Moscow: Higher School, 1989

3) J. Collier, J. Hewitt "Introduction to Nuclear Energy" Moscow: Energoatomizdat, 1989

Ang ikadalawampu siglo ay minarkahan ng pagbuo ng isang bagong uri ng enerhiya na nakapaloob sa nuclei ng mga atomo, at naging siglo ng nuclear physics. Ang enerhiyang ito ay maraming beses na mas malaki kaysa sa enerhiyang panggatong na ginagamit ng sangkatauhan sa buong kasaysayan nito.

Nasa kalagitnaan na ng 1939, ang mga siyentipiko sa buong mundo ay may mahalagang teoretikal at eksperimentong pagtuklas sa larangan ng nuclear physics, na naging posible na maglagay ng isang malawak na programa sa pananaliksik sa direksyong ito. Ito ay lumabas na ang uranium atom ay maaaring hatiin sa dalawang bahagi. Naglalabas ito ng malaking halaga ng enerhiya. Bilang karagdagan, ang proseso ng fission ay naglalabas ng mga neutron, na maaaring hatiin ang iba pang mga atomo ng uranium at maging sanhi ng isang nuclear chain reaction. Ang nuclear fission reaction ng uranium ay napaka-epektibo at malayong lumampas sa pinakamarahas na kemikal na reaksyon. Ihambing natin ang isang atom ng uranium at isang molekula ng isang paputok - trinitrotoluene (TNT). Ang pagkabulok ng isang molekula ng TNT ay naglalabas ng 10 electron volts ng enerhiya, at ang pagkabulok ng isang uranium nucleus ay naglalabas ng 200 milyong electron volts, ibig sabihin, 20 milyong beses na higit pa.

Ang mga pagtuklas na ito ay lumikha ng isang pandamdam sa mundong pang-agham: sa kasaysayan ng sangkatauhan ay walang kaganapang pang-agham na mas makabuluhan sa mga kahihinatnan nito kaysa sa pagtagos ng atom sa mundo at ang karunungan ng enerhiya nito. Naunawaan ng mga siyentipiko na ang pangunahing layunin nito ay gumawa ng kuryente at gamitin ito sa iba pang mapayapang lugar. Sa pag-commissioning ng unang pang-industriyang nuclear power plant sa mundo na may kapasidad na 5 MW sa USSR noong 1954 sa Obninsk, nagsimula ang panahon ng nuclear energy. Ang pinagmulan ng produksyon ng kuryente ay ang fission ng uranium nuclei.

Ang karanasan sa pagpapatakbo ng mga unang nuclear power plant ay nagpakita ng katotohanan at pagiging maaasahan ng teknolohiya ng enerhiyang nuklear para sa produksyon ng kuryenteng pang-industriya. Ang mga binuo na industriyal na bansa ay nagsimulang magdisenyo at magtayo ng mga nuclear power plant na may iba't ibang uri ng mga reaktor. Noong 1964, ang kabuuang kapasidad ng mga nuclear power plant sa mundo ay tumaas sa 5 milyong kW.

Mula noon, nagsimula ang mabilis na pag-unlad ng enerhiyang nukleyar, na, na gumagawa ng lalong makabuluhang kontribusyon sa kabuuang produksyon ng kuryente sa mundo, ay naging isang bagong promising na alternatibong enerhiya. Ang isang boom sa mga order para sa pagtatayo ng mga nuclear power plant ay nagsimula sa USA, at kalaunan sa Kanlurang Europa, Japan, at USSR. Ang rate ng paglago ng enerhiyang nuklear ay umabot sa halos 30% bawat taon. Noong 1986, 365 na mga yunit ng kuryente na may kabuuang naka-install na kapasidad na 253 milyong kW ang nagpapatakbo sa mga nuclear power plant sa mundo. Sa halos 20 taon, ang kapangyarihan ng mga nuclear power plant ay tumaas ng 50 beses. Ang pagtatayo ng mga nuclear power plant ay isinagawa sa 30 bansa (Larawan 1.1).

Sa oras na iyon, ang pananaliksik ng Club of Rome, isang makapangyarihang komunidad ng mga sikat na siyentipiko sa mundo, ay naging malawak na kilala. Ang mga konklusyon ng mga may-akda ng mga pag-aaral ay bumagsak sa hindi maiiwasan ng isang medyo malapit na pag-ubos ng mga likas na reserba ng mga mapagkukunan ng organikong enerhiya, kabilang ang langis, susi sa pandaigdigang ekonomiya, at ang kanilang matalim na pagtaas sa presyo sa malapit na hinaharap. Sa pag-iisip na ito, ang nuclear power ay hindi maaaring dumating sa isang mas mahusay na oras. Ang mga potensyal na reserbang nukleyar na gasolina (2 8 U, 2 5 U, 2 2 Th) para sa pangmatagalan ay nalutas ang mahalagang problema ng supply ng gasolina sa ilalim ng iba't ibang mga sitwasyon para sa pagbuo ng nuclear energy.

Ang mga kondisyon para sa pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay lubos na kanais-nais, at ang mga pang-ekonomiyang tagapagpahiwatig ng mga nuclear power plant ay nagbigay inspirasyon din sa pag-asa; ang mga nuclear power plant ay maaaring matagumpay na makipagkumpitensya sa mga thermal power plant.

Ginawang posible ng enerhiyang nuklear na bawasan ang pagkonsumo ng mga fossil fuel at matalas na bawasan ang mga emisyon ng mga pollutant sa kapaligiran mula sa mga thermal power plant.

Ang pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay batay sa itinatag na sektor ng enerhiya ng militar-industrial complex - medyo mahusay na binuo pang-industriya na mga reaktor at reaktor para sa mga submarino gamit ang nuclear fuel cycle (NFC) na nilikha na para sa mga layuning ito, nakuha ang kaalaman at makabuluhang karanasan. Ang enerhiyang nuklear, na may napakalaking suporta ng gobyerno, ay matagumpay na nababagay sa umiiral na sistema ng enerhiya, na isinasaalang-alang ang mga patakaran at mga kinakailangan na likas sa sistemang ito.

Ang problema ng seguridad ng enerhiya, na naging pinalubha noong 70s ng ikadalawampu siglo. Kaugnay ng krisis sa enerhiya na dulot ng matinding pagtaas ng presyo ng langis, ang pagdepende ng suplay nito sa sitwasyong pampulitika ay nagtulak sa maraming bansa na muling isaalang-alang ang kanilang mga programa sa enerhiya. Ang pag-unlad ng enerhiyang nuklear, sa pamamagitan ng pagbabawas ng pagkonsumo ng mga fossil fuel, ay binabawasan ang pag-asa sa enerhiya ng mga bansang walang o limitado ang kanilang sariling gasolina at enerhiya.

tical resources mula sa kanilang import at nagpapalakas ng energy security ng mga bansang ito.

Sa proseso ng mabilis na pag-unlad ng nuclear energy, sa dalawang pangunahing uri ng nuclear power reactors - thermal at fast neutrons - thermal neutron reactors ay naging pinaka-laganap sa mundo.

Ang mga uri at disenyo ng mga reaktor na may iba't ibang mga moderator at coolant na binuo ng iba't ibang bansa ay naging batayan ng pambansang enerhiyang nuklear. Kaya, sa USA, ang mga reaktor ng tubig na may presyon at mga reaktor ng tubig na kumukulo ay naging pangunahing, sa Canada - mga reaktor ng mabibigat na tubig gamit ang natural na uranium, sa dating USSR - mga reaktor ng tubig na may presyon (VVER) at mga reaktor ng tubig na kumukulo ng uranographite (RBMK), ang yunit. tumaas ang lakas ng mga reaktor. Kaya, ang RBMK-1000 reactor na may kuryenteng 1000 MW ay na-install sa Leningrad Nuclear Power Plant noong 1973. Ang kapangyarihan ng malalaking nuclear power plant, halimbawa ang Zaporozhye Nuclear Power Plant (Ukraine), ay umabot sa 6000 MW.

Isinasaalang-alang na ang mga yunit ng nuclear power plant ay nagpapatakbo ng halos pare-pareho ang kapangyarihan, na sumasakop

Three Mile Island Nuclear Power Plant (USA)

ang pangunahing bahagi ng pang-araw-araw na iskedyul ng pagkarga ng mga pinagsama-samang sistema ng enerhiya; kahanay ng mga nuclear power plant, ang mga high-maneuverable pumped storage power plant ay itinayo sa buong mundo upang masakop ang variable na bahagi ng iskedyul at isara ang night gap sa iskedyul ng pagkarga.

Ang mataas na bilis ng pag-unlad ng nuclear energy ay hindi tumutugma sa antas ng kaligtasan nito. Batay sa karanasan ng pagpapatakbo ng mga pasilidad ng nuclear power, pagtaas ng pang-agham at teknikal na pag-unawa sa mga proseso at posibleng kahihinatnan, nagkaroon ng pangangailangan na baguhin ang mga teknikal na kinakailangan, na nagdulot ng pagtaas sa mga pamumuhunan sa kapital at mga gastos sa pagpapatakbo.

Ang isang malubhang suntok sa pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay hinarap ng isang matinding aksidente sa Three Mile Island nuclear power plant sa USA noong 1979, pati na rin sa maraming iba pang mga pasilidad, na humantong sa isang radikal na pagbabago ng mga kinakailangan sa kaligtasan, paghigpit. ng mga umiiral na regulasyon at isang rebisyon ng mga programa sa pagpapaunlad ng nuclear power plant sa buong mundo.nagdulot ng napakalaking moral at materyal na pinsala sa industriya ng enerhiyang nuklear. Sa Estados Unidos, na siyang nangunguna sa enerhiyang nuklear, huminto ang mga order para sa pagtatayo ng mga plantang nukleyar noong 1979, at bumaba rin ang kanilang pagtatayo sa ibang mga bansa.

Ang matinding aksidente sa Chernobyl nuclear power plant sa Ukraine noong 1986, ay naging kwalipikado sa internasyonal na sukat ng mga insidente ng nukleyar bilang isang aksidente sa pinakamataas na ikapitong antas at nagdudulot ng isang sakuna sa kapaligiran sa isang malawak na teritoryo, pagkawala ng buhay, pag-aalis ng daan-daang libo ng mga tao, pinahina ang tiwala ng komunidad ng mundo sa enerhiyang nuklear.

"Ang trahedya sa Chernobyl ay isang babala. At hindi lamang sa nuclear energy,” sabi ng Academician V.A. Legasov, miyembro ng komisyon ng gobyerno, unang deputy academician A.P. Alexandrov, na namuno sa Institute of Atomic Energy na pinangalanang I.V. Kurchatova.

Sa maraming bansa, ang mga programa sa pagpapaunlad ng enerhiyang nuklear ay nasuspinde, at sa ilang mga bansa, ang mga dating binalak na plano para sa pagpapaunlad nito ay ganap na inabandona.

Sa kabila nito, noong 2000, ang mga nuclear power plant na tumatakbo sa 37 bansa ay gumawa ng 16% ng pandaigdigang produksyon ng kuryente.

Ang mga walang katulad na pagsisikap na ginawa upang matiyak ang kaligtasan ng pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay naging posible sa simula ng ika-21 siglo. ibalik ang tiwala ng publiko sa enerhiyang nuklear. Darating ang panahon para sa isang "renaissance" sa pag-unlad nito.

Bilang karagdagan sa mataas na kahusayan sa ekonomiya at pagiging mapagkumpitensya, pagkakaroon ng mga mapagkukunan ng gasolina, pagiging maaasahan, at kaligtasan, ang isa sa mga mahalagang kadahilanan ay ang enerhiya ng nukleyar ay isa sa mga pinaka-friendly na mapagkukunan ng kuryente, bagaman ang problema sa pagtatapon ng ginastos na gasolina ay nananatili.

Ang pangangailangan para sa pagpaparami (pag-aanak) ng nuclear fuel ay naging halata, i.e. pagtatayo ng mabilis na neutron reactors (breeders), pagpapakilala ng pagproseso ng nagresultang gasolina. Ang pag-unlad ng lugar na ito ay may malubhang pang-ekonomiyang insentibo at mga prospect at isinagawa sa maraming bansa.

Sa USSR, nagsimula ang unang eksperimentong gawain sa pang-industriya na paggamit ng mga fast neutron reactor

1949, at mula sa kalagitnaan ng 1950s ang pag-commissioning ng isang serye ng mga eksperimentong reactor BR-1, BR-5, BOR-60 ay nagsimula (1969), noong 1973 isang dual-purpose nuclear power plant na may reactor power 350 MW para sa produksyon ng kuryente at desalination ng tubig-dagat; noong 1980, inilunsad ang BN-600 industrial reactor na may kapasidad na 600 MW.

Isang malawak na programa sa pagpapaunlad sa lugar na ito ang ipinatupad sa USA. Noong 1966–1972 Ang pang-eksperimentong reaktor na Enrico Fermi l ay itinayo, at noong 1980 ang pinakamalaking reaktor ng pananaliksik sa mundo, ang FFTF na may kapasidad na 400 MW, ay inilagay sa operasyon. Sa Germany, ang unang reactor ay nagsimulang gumana noong 1974, ngunit ang high-power reactor na SNR-2, na itinayo, ay hindi kailanman inilagay sa operasyon. Sa France, ang Phenix reactor na may kapasidad na 250 MW ay inilunsad noong 1973, at noong 1986 ang Superphenix reactor na may kapasidad na 1242 MW ay inilunsad. Inatasan ng Japan ang eksperimentong Joyo reactor noong 1977, at ang 280 MW Monju reactor noong 1994.

Sa konteksto ng krisis sa kapaligiran kung saan pumasok ang komunidad ng mundo sa ika-21 siglo, ang enerhiyang nuklear ay maaaring gumawa ng malaking kontribusyon sa pagtiyak ng maaasahang supply ng kuryente at pagbabawas ng mga emisyon ng mga greenhouse gas at pollutant sa kapaligiran.

Ang enerhiyang nuklear ay pinakamahusay na nakakatugon sa mga prinsipyong tinatanggap sa buong mundo ng napapanatiling pag-unlad, isa sa mga pinakamahalagang kinakailangan kung saan ay ang pagkakaroon ng sapat na mapagkukunan ng gasolina at enerhiya na may matatag na pagkonsumo sa mahabang panahon.

Alinsunod sa mga pagtataya batay sa mga kalkulasyon at pagmomodelo ng pag-unlad ng lipunan at ekonomiya ng mundo sa ika-21 siglo, mananatili ang nangingibabaw na papel ng industriya ng kuryente. Sa pamamagitan ng 2030, ayon sa forecast ng International Energy Agency (IEA), ang produksyon ng kuryente sa buong mundo ay hihigit sa doble at lalampas sa 30 trilyon. kWh, at ayon sa mga pagtataya ng International Atomic Energy Agency (IAEA), sa konteksto ng "renaissance" ng nuclear energy, ang bahagi nito ay tataas sa 25% ng pandaigdigang produksyon ng kuryente, at mahigit 100 bagong reactor ang itatayo sa mundo sa susunod na 15 taon, at ang kapangyarihan ng mga nuclear power plant ay tataas mula 370 milyong kW noong 2006 hanggang 679 milyong kW sa 2030.

Sa kasalukuyan, ang mga bansang may mataas na bahagi ng kabuuang dami ng nabuong kuryente ay aktibong nagpapaunlad ng enerhiyang nuklear, kabilang ang USA, Japan, South Korea, at Finland. Ang France, sa pamamagitan ng muling pag-orient sa industriya ng kuryente ng bansa sa nuclear power at patuloy na pagpapaunlad nito, ay matagumpay na nalutas ang problema sa enerhiya sa loob ng maraming dekada. Ang bahagi ng mga nuclear power plant sa produksyon ng kuryente sa bansang ito ay umabot sa 80%. Ang mga umuunlad na bansa na may maliit pa ring bahagi ng pagbuo ng nuclear power ay nagtatayo ng mga nuclear power plant sa mataas na rate. Kaya, inihayag ng India ang intensyon nito sa mahabang panahon na magtayo ng isang nuclear power plant na may kapasidad na 40 milyong kW, at China - higit sa 100 milyong kW.

Sa 29 nuclear power plant units na itinatayo noong 2006, 15 ay matatagpuan sa Asia. Ang Turkey, Egypt, Jordan, Chile, Thailand, Vietnam, Azerbaijan, Poland, Georgia, Belarus at iba pang mga bansa ay nagpaplanong magkomisyon ng mga nuclear power plant sa unang pagkakataon.

Ang karagdagang pag-unlad ng enerhiyang nuklear ay pinlano ng Russia, na naglalayong magtayo ng isang planta ng nuclear power na may kapasidad na 40 milyong kW sa 2030. Sa Ukraine, alinsunod sa Estratehiya ng Enerhiya ng Ukraine para sa panahon hanggang 2030, pinlano na dagdagan ang output ng nuclear power plant sa 219 bilyon kWh, pinapanatili ito sa antas ng 50% ng kabuuang output, at dagdagan ang kapasidad ng planta ng nuclear power sa pamamagitan ng halos 2 beses, na dinadala ito sa 29.5 milyong kW, na may naka-install na capacity utilization factor (IUR) na 85%, kabilang ang sa pamamagitan ng pag-commissioning ng mga bagong unit na may kapasidad na 1–1.5 million kW at extension ng operating life ng umiiral na nuclear power mga yunit ng halaman (noong 2006 sa Ukraine, ang kapasidad ng mga nuclear power plant ay umabot sa 13 .8 milyong kW na may produksyon ng 90.2 bilyong kWh ng kuryente, o humigit-kumulang 48.7% ng kabuuang produksyon).

Ang patuloy na pagtatrabaho sa maraming bansa upang higit pang pagbutihin ang mga thermal at mabilis na neutron reactor ay lalong magpapahusay sa kanilang pagiging maaasahan, kahusayan sa ekonomiya at kaligtasan sa kapaligiran. Kaugnay nito, nagiging mahalaga ang internasyonal na kooperasyon. Kaya, sa pagpapatupad sa hinaharap ng internasyonal na proyekto GT MSR (gas turbine modular solar-cooled reactor), na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mataas na antas ng kaligtasan at competitiveness, minimization ng radioactive basura, kahusayan ay maaaring tumaas. hanggang 50%.

Ang malawakang paggamit sa hinaharap ng isang dalawang bahagi na istraktura ng enerhiyang nuklear, kabilang ang mga nuclear power plant na may mga thermal neutron reactor at mabilis na neutron reactors na nagpaparami ng nuclear fuel, ay magpapataas ng kahusayan ng paggamit ng natural na uranium at mabawasan ang antas ng akumulasyon ng radioactive na basura.

Dapat pansinin ang pinakamahalagang papel sa pagbuo ng nuclear energy ng nuclear fuel cycle (NFC), na sa katunayan ay ang system-forming factor nito. Ito ay sanhi ng mga sumusunod na pangyayari:

• Ang nuclear fuel cycle ay dapat ibigay sa lahat ng kinakailangang mga solusyon sa istruktura, teknolohikal at disenyo para sa ligtas at mahusay na operasyon;
• Ang nuclear fuel cycle ay isang kondisyon para sa social acceptability at economic efficiency ng nuclear energy at ang malawakang paggamit nito;
• ang pagbuo ng nuclear fuel cycle ay hahantong sa pangangailangan na pagsamahin ang mga gawain ng pagtiyak ng kinakailangang antas ng kaligtasan ng mga nuclear power plant na bumubuo ng kuryente at pagliit ng mga panganib na nauugnay sa produksyon ng nuclear fuel, kabilang ang pagmimina ng uranium, transportasyon, muling pagproseso ng mga ginastos nuclear fuel (SNF) at pagtatapon ng radioactive waste (isang pinag-isang sistema ng mga kinakailangan sa kaligtasan) ;
• ang isang matalim na pagtaas sa produksyon at paggamit ng uranium (ang unang yugto ng nuclear fuel cycle) ay humahantong sa isang pagtaas sa panganib ng natural na pangmatagalang radionuclides na pumapasok sa kapaligiran, na nangangailangan ng pagtaas ng kahusayan ng paggamit ng gasolina, pagbabawas ng dami ng basura at pagsasara ng ikot ng gasolina.

Ang kahusayan sa ekonomiya ng isang nuclear power plant ay direktang nakasalalay sa ikot ng gasolina, kabilang ang pagbawas sa oras para sa paglalagay ng gasolina at pagtaas ng mga katangian ng pagganap ng mga fuel assemblies (FA). Samakatuwid, ito ay mahalaga upang higit pang bumuo at pagbutihin ang nuclear fuel cycle na may mataas na utilization rate ng nuclear fuel at ang paglikha ng isang low-waste closed fuel cycle.

Ang diskarte sa enerhiya ng Ukraine ay nagbibigay para sa pagbuo ng pambansang ikot ng gasolina. Kaya, ang produksyon ng uranium ay dapat tumaas mula sa 0.8 libong tonelada hanggang 6.4 na libong tonelada sa 2030, ang domestic production ng zirconium, zirconium alloys at mga sangkap para sa mga pagtitipon ng gasolina ay higit na bubuo, at sa hinaharap ang paglikha ng isang closed fuel cycle, pati na rin ang pakikilahok. sa internasyonal na kooperasyon para sa produksyon ng nuclear fuel. Ang pakikilahok ng korporasyon ng Ukraine ay inaasahang sa paglikha ng mga pasilidad para sa paggawa ng mga pagtitipon ng gasolina para sa mga reaktor ng VVER at sa paglikha ng International Center for Uranium Enrichment sa Russia, at ang pagpasok ng Ukraine sa International Nuclear Fuel Bank na iminungkahi ng Estados Unidos.

Ang supply ng gasolina sa nuclear energy ay pinakamahalaga para sa mga prospect para sa pag-unlad nito. Ang kasalukuyang pangangailangan para sa natural na uranium sa mundo ay humigit-kumulang 60 libong tonelada, na may kabuuang reserbang halos 16 milyong tonelada.

Noong ika-21 siglo Ang papel ng nuclear energy ay tataas nang husto sa pagtiyak ng pagtaas ng produksyon ng kuryente sa mundo gamit ang mas advanced na mga teknolohiya. Ang enerhiyang nuklear ay wala pang seryosong katunggali sa mahabang panahon. Upang mapagtanto ang pag-unlad nito sa isang malaking sukat, ito, tulad ng ipinahiwatig na, ay dapat magkaroon ng mga sumusunod na katangian: mataas na kahusayan, pagkakaroon ng mga mapagkukunan, kalabisan ng enerhiya, kaligtasan, katanggap-tanggap na epekto sa kapaligiran. Ang unang tatlong mga kinakailangan ay maaaring matugunan gamit ang isang dalawang bahagi na istraktura ng nuclear power, na binubuo ng thermal at mabilis na mga reactor. Sa ganitong istraktura, posible na makabuluhang taasan ang kahusayan ng paggamit ng natural na uranium, bawasan ang produksyon nito at limitahan ang antas ng pagpasok ng radon sa biosphere. Ang mga paraan upang makamit ang kinakailangang antas ng kaligtasan at mabawasan ang mga gastos sa kapital para sa parehong uri ng mga reaktor ay alam na; oras at pera ang kailangan para ipatupad ang mga ito. Sa oras na napagtanto ng lipunan ang pangangailangan para sa karagdagang pag-unlad ng enerhiyang nuklear, ang teknolohiya ng isang istraktura na may dalawang bahagi ay talagang ihahanda, bagaman marami pa ring kailangang gawin sa mga tuntunin ng pag-optimize ng mga nuclear power plant at ang istraktura ng industriya, kabilang ang gasolina. mga negosyo sa pag-ikot.

Ang antas ng epekto sa kapaligiran ay pangunahing tinutukoy ng dami ng radionuclides sa ikot ng gasolina (uranium, plutonium) at sa mga pasilidad ng imbakan (Np, Am, Cm, mga produktong fission).

Ang panganib mula sa pagkakalantad sa panandaliang isotopes, halimbawa 1 1 I at 9 0 Sr, l 7 Cs, ay maaaring mabawasan sa isang katanggap-tanggap na antas sa pamamagitan ng pagtaas ng kaligtasan ng mga nuclear power plant, storage facility, at fuel cycle enterprise. Ang katanggap-tanggap ng naturang panganib ay mapapatunayan sa pagsasanay. Ngunit mahirap patunayan at imposibleng ipakita ang pagiging maaasahan ng pagtatapon ng mga pangmatagalang actinides at mga produkto ng fission sa milyun-milyong taon.

Walang alinlangan, hindi namin maaaring iwanan ang paghahanap para sa mga paraan upang mapagkakatiwalaang itapon ang radioactive na basura, ngunit ito ay kinakailangan upang bumuo ng posibilidad ng paggamit ng actinides upang makabuo ng enerhiya, i.e. pagsasara ng ikot ng gasolina hindi lamang para sa uranium at plutonium, kundi pati na rin para sa actinides (Np, Am, Cm, atbp.). Ang paglipat ng mga mapanganib na pangmatagalang produkto ng fission sa isang sistema ng mga thermal neutron reactor ay magpapalubha sa istruktura ng nuclear power dahil sa mga karagdagang teknolohikal na proseso para sa produksyon at pagproseso ng nuclear fuel o tataas ang bilang ng mga uri ng nuclear power plant. Ang pagpapakilala ng Np, Am, Cm, iba pang actinides at fission na produkto sa reactor fuel ay magpapalubha sa kanilang disenyo, mangangailangan ng pagbuo ng mga bagong uri ng nuclear fuel, at negatibong makakaapekto sa kaligtasan.

Sa pagsasaalang-alang na ito, ang posibilidad ng paglikha ng isang tatlong bahagi na istraktura ng nuclear energy, na binubuo ng mga thermal at mabilis na reactor at reactor para sa pagsunog ng Np, Am, Cm at iba pang actinides at transmutation ng ilang mga produkto ng fission, ay isinasaalang-alang.

Ang pinakamahalagang problema ay ang pagproseso at pagtatapon ng radioactive waste, na maaaring gawing nuclear fuel.

Sa unang kalahati ng ika-21 siglo, ang sangkatauhan ay kailangang gumawa ng siyentipiko at teknikal na tagumpay tungo sa pagbuo ng mga bagong uri ng enerhiya, kabilang ang electronuclear gamit ang charged particle accelerators, at sa hinaharap na thermonuclear, na nangangailangan ng pagsanib-puwersa at internasyonal na kooperasyon.

Ang Tianwan NPP ay ang pinakamalaking sa mga tuntunin ng kapasidad ng yunit ng mga yunit ng kuryente sa lahat ng mga nuclear power plant na kasalukuyang ginagawa sa China. Ang master plan nito ay nagbibigay ng posibilidad na magtayo ng apat na power unit na may kapasidad na 1000 MW bawat isa. Ang istasyon ay matatagpuan sa pagitan ng Beijing at Shanghai sa baybayin ng Yellow Sea. Ang gawaing konstruksyon sa site ay nagsimula noong 1998. Ang unang power unit ng nuclear power plant na may water-cooled water reactor na VVER-1000/428 at ang K-1000-60/3000 turbine, na inilunsad noong Mayo 2006, ay inilunsad noong Hunyo 2, 2007, at ang pangalawa. ang yunit ng parehong uri ay kinomisyon noong Setyembre 12, 2007. Sa kasalukuyan, ang parehong mga yunit ng kuryente ng plantang nuklear ay gumagana nang matatag sa 100% na kapangyarihan at nagbibigay ng kuryente sa lalawigan ng Jiangsu ng Tsina. Plano nitong itayo ang ikatlo at ikaapat na power unit ng Tianwan NPP.

Yung. sa mga industriyalisadong bansa kung saan hindi sapat ang likas na yaman ng enerhiya. Ang mga bansang ito ay gumagawa sa pagitan ng isang-kapat at kalahati ng kanilang kuryente mula sa mga nuclear power plant. Ang Estados Unidos ay gumagawa lamang ng ikawalong bahagi ng kuryente nito mula sa mga nuclear power plant, ngunit iyon ay halos isang-ikalima ng global na output.

Ang kapangyarihang nuklear ay nananatiling paksa ng matinding debate. Ang mga tagasuporta at kalaban ng enerhiyang nuklear ay lubhang naiiba sa kanilang mga pagtatasa sa kaligtasan, pagiging maaasahan at kahusayan sa ekonomiya nito. Bilang karagdagan, mayroong malawak na haka-haka tungkol sa posibleng pagtagas ng nuclear fuel mula sa pagbuo ng kuryente at paggamit nito para sa paggawa ng mga sandatang nuklear.

Nuclear fuel cycle.

Ang enerhiyang nuklear ay isang kumplikadong industriya na kinabibilangan ng maraming prosesong pang-industriya na magkakasamang bumubuo sa ikot ng gasolina. Mayroong iba't ibang uri ng fuel cycle, depende sa uri ng reactor at kung paano nangyayari ang huling yugto ng cycle.

Karaniwan ang ikot ng gasolina ay binubuo ng mga sumusunod na proseso. Ang uranium ore ay minahan sa mga minahan. Ang mineral ay dinudurog upang paghiwalayin ang uranium dioxide, at ang radioactive na basura ay itinatapon. Ang nagreresultang uranium oxide (yellowcake) ay na-convert sa uranium hexafluoride, isang gaseous compound. Upang mapataas ang konsentrasyon ng uranium-235, ang uranium hexafluoride ay pinayaman sa isotope separation plants. Ang enriched uranium ay binago pabalik sa solid uranium dioxide, na ginagamit upang gumawa ng mga fuel pellets. Ang mga elemento ng gasolina (mga elemento ng gasolina) ay kinokolekta mula sa mga pellets, na pinagsama sa mga assemblies para ipasok sa core ng isang nuclear reactor ng isang nuclear power plant. Ang ginastos na gasolina na inalis mula sa reaktor ay may mataas na antas ng radiation at, pagkatapos ng paglamig sa teritoryo ng planta ng kuryente, ay ipinadala sa isang espesyal na pasilidad ng imbakan. Ang probisyon ay ginawa din para sa pag-alis ng mababang antas ng radiation waste na naipon sa panahon ng operasyon at pagpapanatili ng planta. Sa pagtatapos ng buhay ng serbisyo nito, ang reactor mismo ay dapat na i-decommissioned (na may decontamination at pagtatapon ng mga bahagi ng reactor). Ang bawat yugto ng ikot ng gasolina ay kinokontrol upang matiyak ang kaligtasan ng mga tao at ang proteksyon ng kapaligiran.

Mga reaktor ng nukleyar.

Ang mga pang-industriyang nukleyar na reaktor ay unang binuo lamang sa mga bansang may mga sandatang nuklear. Ang USA, USSR, Great Britain at France ay aktibong nag-explore ng iba't ibang opsyon para sa mga nuclear reactor. Gayunpaman, kasunod nito, tatlong pangunahing uri ng mga reactor ang nangibabaw sa industriya ng nuclear power, pangunahing naiiba sa gasolina, ang coolant na ginagamit upang mapanatili ang nais na temperatura ng core, at ang moderator na ginamit upang bawasan ang bilis ng mga neutron na inilabas sa panahon ng proseso ng pagkabulok at kinakailangan. para mapanatili ang chain reaction.

Kabilang sa mga ito, ang una (at pinakakaraniwan) na uri ay isang enriched uranium reactor, kung saan ang ordinaryong o "liwanag" na tubig ay parehong coolant at moderator (light water reactor). Mayroong dalawang pangunahing uri ng light water reactor: isang reactor kung saan ang singaw na umiikot sa mga turbine ay direktang nabuo sa core (boiling water reactor), at isang reactor kung saan ang singaw ay nabuo sa isang panlabas, o pangalawang, circuit na konektado. sa pangunahing circuit ng mga heat exchanger at steam generator (water-water power reactor - VVER). Ang pagbuo ng isang light water reactor ay nagsimula sa ilalim ng mga programa ng armadong pwersa ng US. Kaya, noong 1950s, ang General Electric at Westinghouse ay bumuo ng mga light water reactor para sa mga submarino ng US Navy at mga carrier ng sasakyang panghimpapawid. Ang mga kumpanyang ito ay kasangkot din sa mga programang militar upang bumuo ng mga teknolohiya para sa pagbabagong-buhay at pagpapayaman ng nuclear fuel. Sa parehong dekada, ang Unyong Sobyet ay bumuo ng isang graphite-moderated na boiling water reactor.

Ang pangalawang uri ng reactor na nakahanap ng praktikal na aplikasyon ay isang gas-cooled reactor (na may graphite moderator). Ang paglikha nito ay malapit ding nauugnay sa mga naunang programa ng sandatang nuklear. Noong huling bahagi ng 1940s at unang bahagi ng 1950s, ang Great Britain at France, na naghahangad na lumikha ng sarili nilang mga atomic bomb, ay nakatuon sa pagbuo ng mga gas-cooled na reactor na gumagawa ng mga armas-grade plutonium na medyo mahusay at maaari ding tumakbo sa natural na uranium.

Ang ikatlong uri ng reactor na nagkaroon ng komersyal na tagumpay ay isang reaktor kung saan ang coolant at moderator ay mabigat na tubig, at ang gasolina ay natural na uranium din. Sa simula ng nuclear age, ang mga potensyal na benepisyo ng heavy water reactor ay ginalugad sa ilang mga bansa. Gayunpaman, ang produksyon ng mga naturang reactor ay nakakonsentra lalo na sa Canada, bahagyang dahil sa malawak nitong reserbang uranium.

Pag-unlad ng industriya ng nukleyar.

Mula noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, sampu-sampung bilyong dolyar ang namuhunan sa sektor ng kuryente sa buong mundo. Ang pagsulong ng gusali na ito ay pinalakas ng mabilis na lumalagong pangangailangan para sa kuryente, malayong lumalampas sa populasyon at paglago ng pambansang kita. Ang pangunahing diin ay sa mga thermal power plant (TPP) na nagsusunog ng karbon at, sa mas mababang lawak, langis at gas, pati na rin ang mga hydroelectric power plant. Walang pang-industriya na uri ng nuclear power plant bago ang 1969. Pagsapit ng 1973, halos lahat ng industriyalisadong bansa ay naubos na ang yaman ng malakihang hydropower. Ang pagtaas ng mga presyo ng enerhiya pagkatapos ng 1973, ang mabilis na paglaki ng demand para sa kuryente, at ang lumalagong pag-aalala tungkol sa pagkawala ng kalayaan ng pambansang enerhiya ay nag-ambag sa pananaw ng nuclear power bilang ang tanging mabubuhay na alternatibong mapagkukunan ng enerhiya para sa nakikinita na hinaharap. Ang Arab oil embargo noong 1973–1974 ay nakabuo ng karagdagang wave ng mga order at optimistic forecast para sa pagbuo ng nuclear energy.

Ngunit bawat kasunod na taon ay gumawa ng sarili nitong mga pagsasaayos sa mga pagtataya na ito. Sa isang banda, ang kapangyarihang nuklear ay may mga tagasuporta nito sa mga pamahalaan, industriya ng uranium, mga laboratoryo ng pananaliksik at mga maimpluwensyang kumpanya ng enerhiya. Sa kabilang banda, bumangon ang malakas na oposisyon, na pinag-isa ang mga grupong nagtatanggol sa interes ng populasyon, kalinisan ng kapaligiran at karapatan ng mga mamimili. Ang debate, na nagpapatuloy hanggang ngayon, ay pangunahing nakatuon sa mga nakakapinsalang epekto ng iba't ibang yugto ng ikot ng gasolina sa kapaligiran, ang posibilidad ng mga aksidente sa reaktor at ang mga posibleng kahihinatnan nito, ang organisasyon ng konstruksiyon at pagpapatakbo ng mga reaktor, mga katanggap-tanggap na opsyon para sa pagtatapon ng nuclear waste, ang potensyal para sa sabotahe at pag-atake ng terorista sa mga nuclear power plant, pati na rin ang mga isyu ng pagpaparami ng pambansa at internasyonal na pagsisikap sa larangan ng hindi paglaganap ng mga sandatang nuklear.

Mga isyu sa seguridad.

Ang sakuna sa Chernobyl at iba pang mga aksidente sa nuclear reactor noong 1970s at 1980s, bukod sa iba pang mga bagay, ay nilinaw na ang gayong mga aksidente ay kadalasang hindi mahuhulaan. Halimbawa, sa Chernobyl, ang reaktor ng ika-4 na yunit ng kuryente ay malubhang nasira bilang resulta ng isang matalim na pagtaas ng kuryente na naganap sa isang naka-iskedyul na pagsara. Ang reactor ay nakapaloob sa isang kongkretong shell at nilagyan ng emergency cooling system at iba pang modernong sistema ng kaligtasan. Ngunit hindi kailanman naisip ng sinuman na kapag pinatay ang reaktor, maaaring mangyari ang isang matalim na pagtalon sa kapangyarihan at ang hydrogen gas na nabuo sa reaktor pagkatapos ng gayong pagtalon, na may halong hangin, ay sasabog upang ito ay masira ang gusali ng reaktor. Bilang resulta ng aksidente, higit sa 30 katao ang namatay, higit sa 200,000 katao sa Kyiv at mga karatig na rehiyon ang nakatanggap ng malalaking dosis ng radiation, at ang suplay ng tubig ng Kyiv ay nahawahan. Sa hilaga ng lugar ng sakuna - direkta sa landas ng radiation cloud - ay ang malawak na Pripyat marshes, na mahalaga sa ekolohiya ng Belarus, Ukraine at kanlurang Russia.

Sa United States, ang mga pasilidad sa pagbuo at pagpapatakbo ng mga nuclear reactor ay nahaharap din sa maraming isyu sa kaligtasan na nagpabagal sa konstruksyon, nagpilit sa maraming pagbabago sa disenyo at mga pamantayan sa pagpapatakbo, at tumaas na mga gastos at gastos sa enerhiya. Lumilitaw na mayroong dalawang pangunahing pinagmumulan ng mga paghihirap na ito. Isa na rito ang kakulangan ng kaalaman at karanasan sa bagong sektor ng enerhiya na ito. Ang isa pa ay ang pag-unlad ng teknolohiya ng nuclear reactor, na nagdudulot ng mga bagong problema. Ngunit nananatili rin ang mga luma, tulad ng kaagnasan ng mga tubo ng steam generator at pag-crack ng mga pipeline ng reaktor ng tubig na kumukulo. Ang iba pang mga isyu sa kaligtasan ay hindi pa ganap na naresolba, gaya ng pinsalang dulot ng mga biglaang pagbabago sa daloy ng coolant.

Economics ng Nuclear Energy.

Ang pamumuhunan sa enerhiyang nuklear, tulad ng pamumuhunan sa iba pang mga lugar ng pagbuo ng kuryente, ay makatwiran sa ekonomiya kung ang dalawang kondisyon ay natutugunan: ang gastos sa bawat kilowatt-hour ay hindi hihigit sa pinakamurang alternatibong paraan ng produksyon, at ang inaasahang pangangailangan para sa kuryente ay sapat na mataas na ang ang enerhiyang ginawa ay maaring ibenta sa presyong lampas sa halaga nito. Noong unang bahagi ng 1970s, ang mga inaasahang pang-ekonomiyang pandaigdig ay mukhang napaka-kanais-nais para sa nuclear power: parehong ang demand para sa kuryente at ang mga presyo ng mga pangunahing gasolina, karbon at langis, ay mabilis na tumataas. Kung tungkol sa gastos ng pagtatayo ng isang nuclear power plant, halos lahat ng mga eksperto ay kumbinsido na ito ay magiging matatag o kahit na magsimulang bumaba. Gayunpaman, noong unang bahagi ng 1980s, naging malinaw na ang mga pagtatantya na ito ay mali: ang paglaki ng demand para sa kuryente ay tumigil, ang mga presyo para sa natural na gasolina ay hindi lamang tumaas, ngunit nagsimulang bumaba, at ang pagtatayo ng mga nuclear power plant ay higit pa. mahal kaysa sa inaasahan sa pinaka-pesimistikong pagtataya. Bilang isang resulta, ang enerhiyang nuklear sa lahat ng dako ay pumasok sa isang panahon ng malubhang kahirapan sa ekonomiya, at ang mga ito ay pinakaseryoso sa bansa kung saan ito nagmula at mas masinsinang umunlad - sa Estados Unidos.

Kung magsasagawa tayo ng isang paghahambing na pagsusuri ng ekonomiya ng enerhiyang nukleyar sa Estados Unidos, magiging malinaw kung bakit nawala ang pagiging mapagkumpitensya ng industriyang ito. Mula noong unang bahagi ng 1970s, ang mga gastos sa nuclear power plant ay tumaas nang husto. Ang mga gastos ng isang tradisyonal na thermal power plant ay binubuo ng direkta at hindi direktang pamumuhunan sa kapital, mga gastos sa gasolina, mga gastos sa pagpapatakbo at mga gastos sa pagpapanatili. Sa paglipas ng buhay ng serbisyo ng isang coal-fired thermal power plant, ang average na halaga ng gasolina ay 50–60% ng lahat ng mga gastos. Sa kaso ng mga nuclear power plant, ang mga pamumuhunan sa kapital ay nangingibabaw, na nagkakahalaga ng halos 70% ng lahat ng mga gastos. Ang mga gastos sa kapital ng mga bagong nuclear reactor sa average ay makabuluhang lumampas sa mga gastos sa gasolina ng coal-fired thermal power plants sa kanilang buong buhay ng serbisyo, na nagpapawalang-bisa sa bentahe ng pagtitipid ng gasolina sa kaso ng mga nuclear power plant.

Mga prospect para sa nuclear energy.

Kabilang sa mga nagpipilit sa pangangailangan na ipagpatuloy ang paghahanap para sa ligtas at matipid na paraan upang makabuo ng enerhiyang nuklear, dalawang pangunahing direksyon ang maaaring makilala. Ang mga tagapagtaguyod ng una ay naniniwala na ang lahat ng mga pagsisikap ay dapat na nakatuon sa pag-aalis ng pampublikong kawalan ng tiwala sa kaligtasan ng teknolohiyang nuklear. Upang gawin ito, kinakailangan na bumuo ng mga bagong reactor na mas ligtas kaysa sa mga umiiral na light water. Mayroong dalawang uri ng mga reactor na kinaiinteresan dito: ang "technologically highly safe" reactor at ang "modular" high-temperature gas-cooled reactor.

Ang isang prototype ng isang modular gas-cooled reactor ay binuo sa Germany, gayundin sa USA at Japan. Hindi tulad ng isang light water reactor, ang disenyo ng isang modular gas-cooled reactor ay tulad na ang kaligtasan ng operasyon nito ay natiyak nang pasibo - nang walang direktang aksyon ng mga operator o electrical o mechanical protection system. Ang mga reactor na lubhang ligtas sa teknolohiya ay gumagamit din ng isang passive protection system. Ang gayong reaktor, ang ideya kung saan iminungkahi sa Sweden, ay tila hindi sumulong sa yugto ng disenyo. Ngunit nakatanggap ito ng malakas na suporta sa US sa mga nakakakita ng mga potensyal na pakinabang sa modular gas-cooled reactors. Ngunit ang hinaharap ng parehong mga opsyon ay hindi tiyak dahil sa kanilang hindi tiyak na mga gastos, mga paghihirap sa pag-unlad, at ang kontrobersyal na hinaharap ng nuclear power mismo.

Ang mga tagapagtaguyod ng ibang paaralan ng pag-iisip ay naniniwala na may kaunting oras na natitira upang bumuo ng mga bagong teknolohiya ng reaktor bago kailangan ng mga mauunlad na bansa ang mga bagong planta ng kuryente. Sa kanilang opinyon, ang unang priyoridad ay upang pasiglahin ang pamumuhunan sa nuclear energy.

Ngunit bilang karagdagan sa dalawang prospect na ito para sa pag-unlad ng nuclear energy, isang ganap na naiibang pananaw ang lumitaw. Umaasa siya sa mas kumpletong paggamit ng ibinibigay na enerhiya, nababagong mapagkukunan ng enerhiya (solar panel, atbp.) at pagtitipid ng enerhiya. Ayon sa mga tagasuporta ng pananaw na ito, kung ang mga advanced na bansa ay lumipat sa pagbuo ng mas matipid na mga mapagkukunan ng ilaw, mga de-koryenteng kasangkapan sa bahay, kagamitan sa pag-init at mga air conditioner, kung gayon ang natipid na kuryente ay sapat na upang magawa nang wala ang lahat ng umiiral na mga nuclear power plant. Ang naobserbahang makabuluhang pagbawas sa pagkonsumo ng kuryente ay nagpapakita na ang kahusayan ay maaaring maging isang mahalagang salik sa paglilimita sa pangangailangan ng kuryente.

Kaya, ang enerhiyang nuklear ay hindi pa nakapasa sa mga pagsubok ng kahusayan, kaligtasan at kabutihang loob ng publiko. Ang kinabukasan nito ngayon ay nakasalalay sa kung gaano kabisa at mapagkakatiwalaan ang kontrol sa pagtatayo at pagpapatakbo ng mga nuclear power plant, gayundin kung gaano matagumpay ang ilang iba pang problema, gaya ng problema sa pagtatapon ng radioactive waste, ay malulutas. Ang kinabukasan ng enerhiyang nuklear ay nakasalalay din sa kakayahang mabuhay at pagpapalawak ng mga malalakas na kakumpitensya nito - mga planta ng thermal power na pinatatakbo ng karbon, mga bagong teknolohiyang nagtitipid ng enerhiya at mga mapagkukunang nababagong enerhiya.

Ang enerhiya ng isang nuclear reaction ay puro sa nucleus ng isang atom. Ang atom ay isang maliit na butil na bumubuo sa lahat ng bagay sa Uniberso.

Ang dami ng enerhiya mula sa nuclear fission ay napakalaki at maaaring magamit upang lumikha ng kuryente, ngunit kailangan muna itong ilabas mula sa atom.

Pagkuha ng enerhiya

Ang paggamit ng enerhiya mula sa isang reaksyong nuklear ay nangyayari sa pamamagitan ng mga kagamitan na maaaring kontrolin ang atomic fission upang makagawa ng kuryente.

Ang gasolina na ginagamit para sa mga reactor at produksyon ng enerhiya ay kadalasang mga pellet ng elementong uranium. Sa isang nuclear reactor, ang mga atomo ng uranium ay pinipilit na bumagsak. Kapag nahati sila, naglalabas ang mga atomo ng maliliit na particle na tinatawag na fission products. Ang mga produkto ng fission ay kumikilos sa iba pang mga atomo ng uranium upang maghiwalay - magsisimula ang isang chain reaction. Ang nuclear energy na inilabas mula sa chain reaction na ito ay lumilikha ng init. Ang init mula sa nuclear reactor ay nagpapainit dito, kaya kailangan itong lumamig.

Ang teknolohikal na pinakamahusay na coolant ay karaniwang tubig, ngunit ang ilang mga nuclear reactor ay gumagamit ng likidong metal o mga tinunaw na asing-gamot. Ang coolant na pinainit mula sa core ay gumagawa ng singaw. Ang singaw ay kumikilos sa steam turbine, pinaikot ito. Ang turbine ay konektado sa pamamagitan ng mekanikal na transmisyon sa isang generator, na gumagawa ng kuryente.
Ang mga reactor ay kinokontrol gamit ang mga control rod na maaaring iakma sa dami ng init na nabuo. Ang mga control rod ay ginawa mula sa isang materyal tulad ng cadmium, hafnium o boron upang sumipsip ng ilan sa mga produkto na nilikha ng nuclear fission. Ang mga rod ay naroroon sa panahon ng isang chain reaction upang kontrolin ang reaksyon. Ang pag-alis ng mga baras ay magbibigay-daan sa chain reaction na bumuo pa at lumikha ng mas maraming kuryente.

Humigit-kumulang 15 porsiyento ng kuryente sa mundo ay nalilikha ng mga nuclear power plant.

Ang Estados Unidos ay may higit sa 100 reactors, bagaman ang US ay bumubuo ng karamihan sa kuryente nito mula sa fossil fuels at hydroelectric power.

Sa Russia mayroong 33 power units sa 10 nuclear power plants - 15% ng balanse ng enerhiya ng bansa.

Ang Lithuania, France at Slovakia ay gumagamit ng karamihan sa kanilang kuryente mula sa mga nuclear power plant.

Nuclear fuel na ginagamit upang makabuo ng enerhiya

Ang uranium ay ang panggatong na pinakamalawak na ginagamit upang makabuo ng enerhiya ng reaksyong nuklear. Ito ay dahil ang mga atomo ng uranium ay madaling masira. Ang partikular na uri ng uranium na ginawa, na tinatawag na U-235, ay bihira. Ang U-235 ay bumubuo ng mas mababa sa isang porsyento ng uranium ng mundo.

Ang uranium ay minahan sa Australia, Canada, Kazakhstan, Russia, Uzbekistan at dapat iproseso bago ito magamit.

Dahil ang nuclear fuel ay maaaring gamitin upang lumikha ng mga armas, ang produksyon ay napapailalim sa Non-Proliferation Treaty para sa pag-import ng uranium o plutonium o iba pang nuclear fuel. Itinataguyod ng kasunduan ang mapayapang paggamit ng gasolina, gayundin ang paglilimita sa paglaganap ng ganitong uri ng armas.

Nuclear energy at mga tao

Ang nuclear nuclear energy ay gumagawa ng elektrisidad na maaaring magamit sa mga tahanan, paaralan, negosyo at ospital.

Ang unang reactor para sa pagbuo ng koryente ay itinayo sa Idaho, USA at eksperimento na nagsimulang palakasin ang sarili noong 1951.

Noong 1954, ang unang nuclear power plant ay nilikha sa Obninsk, Russia, na idinisenyo upang magbigay ng enerhiya para sa mga tao.

Ang pagtatayo ng mga reactor upang kunin ang enerhiya ng reaksyong nukleyar ay nangangailangan ng mataas na antas ng teknolohiya at tanging mga bansang lumagda sa non-proliferation treaty ang maaaring makakuha ng uranium o plutonium na kinakailangan. Para sa mga kadahilanang ito, ang karamihan sa mga nuclear power plant ay matatagpuan sa mga binuo na bansa sa mundo.

Ang mga nuclear power plant ay gumagawa ng renewable, environment friendly resources. Hindi nila nadudumihan ang hangin o gumagawa ng mga greenhouse gas emissions. Maaari silang itayo sa mga urban o rural na lugar at hindi radikal na nagbabago sa kapaligiran sa kanilang paligid.

Radioactive na materyal mula sa mga power plant

Radioactive material sa p Ligtas ang reactor dahil pinalamig ito sa isang hiwalay na istraktura na tinatawag na cooling tower. Ang singaw ay babalik sa tubig at magagamit muli upang makagawa ng kuryente. Ang sobrang singaw ay nire-recycle lamang sa atmospera, kung saan hindi ito nakakapinsala tulad ng purong tubig.

Gayunpaman, ang enerhiya mula sa isang nuclear reaction ay may by-product sa anyo ng radioactive material. Ang radioactive material ay isang koleksyon ng hindi matatag na nuclei. Ang mga nuclei na ito ay nawawalan ng enerhiya at maaaring makaapekto sa maraming materyal sa kanilang paligid, kabilang ang mga buhay na organismo at kapaligiran. Ang radioactive na materyal ay maaaring maging lubhang nakakalason, na nagdudulot ng sakit, nagpapataas ng panganib para sa kanser, mga sakit sa dugo at pagkabulok ng buto.

Ang radioactive waste ay ang natitira sa pagpapatakbo ng isang nuclear reactor.

Sinasaklaw ng radioactive waste ang proteksiyon na damit na isinusuot ng mga manggagawa, kasangkapan at tela na nadikit sa radioactive dust. Ang radioactive na basura ay pangmatagalan. Ang mga materyales tulad ng damit at kasangkapan ay maaaring manatiling radioactive sa loob ng libu-libong taon. Kinokontrol ng gobyerno kung paano itinatapon ang mga materyales na ito para hindi na mahawa ang mga ito.

Ang fuel at rods na ginamit ay sobrang radioactive. Ang mga uranium pellets na ginamit ay dapat na nakaimbak sa mga espesyal na lalagyan na mukhang malalaking swimming pool. Ang ilang mga halaman ay nag-iimbak ng gasolina na ginagamit nila sa mga tangke ng tuyong imbakan sa itaas ng lupa.

Ang tubig na nagpapalamig sa gasolina ay hindi nakikipag-ugnayan sa radyaktibidad at samakatuwid ay ligtas.

Mayroon ding mga kilala na may bahagyang naiibang prinsipyo ng pagpapatakbo.

Paggamit ng nuclear energy at kaligtasan ng radiation

Ang mga kritiko sa paggamit ng enerhiya ng reaksyong nuklear ay nag-aalala na ang mga pasilidad ng pag-iimbak ng mga radioactive na basura ay tumutulo, pumutok o babagsak. Ang radioactive material ay maaaring makahawa sa lupa at tubig sa lupa malapit sa site. Ito ay maaaring humantong sa malubhang problema sa kalusugan para sa mga tao at mga buhay na organismo sa lugar. Lahat ng tao ay kailangang lumikas.

Ito ang nangyari sa Chernobyl, Ukraine noong 1986. Isang pagsabog ng singaw sa isa sa mga planta ng kuryente ng ika-apat na nuclear reactor ang nawasak at sumiklab ang apoy. Isang ulap ng mga radioactive particle ang nabuo, na nahulog sa lupa o naanod sa hangin, at ang mga particle ay pumasok sa siklo ng tubig sa kalikasan bilang ulan. Karamihan sa radioactive fallout ay nahulog sa Belarus.

Ang mga epekto sa kapaligiran ng sakuna sa Chernobyl ay naganap kaagad. Kilometro sa paligid ng site, ang kagubatan ng pino ay natuyo, at ang pulang kulay ng mga patay na pine ay nakakuha sa lugar ng palayaw na Red Forest. Ang mga isda mula sa kalapit na Pripyat River ay naging radioactive at hindi na ito makakain ng mga tao. Namatay ang mga baka at kabayo. Mahigit sa 100,000 katao ang inilikas pagkatapos ng sakuna, ngunit ang bilang ng mga tao na nasawi mula sa Chernobyl ay mahirap matukoy.

Ang mga epekto ng radiation poisoning ay lilitaw lamang pagkatapos ng maraming taon. Para sa mga sakit tulad ng cancer, mahirap matukoy ang pinagmulan.

Ang hinaharap ng nuclear energy

Ginagamit ng mga reactor ang fission o paghahati ng mga atom upang makabuo ng enerhiya.

Ang enerhiya ng reaksyong nuklear ay maaari ding gawin sa pamamagitan ng pagsasanib o pagsasama-sama ng mga atomo. Sa produksyon. Ang araw, halimbawa, ay patuloy na sumasailalim sa nuclear fusion ng hydrogen atoms upang bumuo ng helium. Dahil ang buhay sa ating planeta ay nakasalalay sa Araw, maaari nating sabihin na ang fission ay ginagawang posible ang buhay sa Earth.

Ang mga nuclear power plant ay wala pang kakayahan na ligtas at mapagkakatiwalaang makagawa ng enerhiya sa pamamagitan ng nuclear fusion (fusion), ngunit ang mga siyentipiko ay nag-e-explore ng nuclear fusion dahil ang proseso ay malamang na maging ligtas at mas cost-effective bilang alternatibong anyo ng enerhiya.

Ang enerhiya ng isang nuclear reaction ay napakalaki at dapat gamitin ng mga tao. Ang hamon sa pagkuha ng enerhiyang ito ay ang maraming nakikipagkumpitensyang disenyo na may iba't ibang nagpapalamig, temperatura ng pagpapatakbo at presyon ng coolant, mga moderator, atbp., bilang karagdagan sa isang hanay ng mga output ng kapangyarihan ng disenyo. Kaya, ang karanasan sa pagmamanupaktura at pagpapatakbo ay gaganap ng isang mahalagang papel.