Электрическая мощность атомной электростанции в россии

Типы реактивных двигателей

Все установки делятся на категории по используемому топливу для выработки энергии, по теплоносителю, замедлители, которая контролирует весь процесс проведения реакции. Для того чтобы показывать высокий уровень результативности, многие реакторы используют облегченную воду в виде Пара которая воздействует двумя разными способами.

Первый способ это подача теплого пара непосредственно в активной зоне. Уровень температуры такого энергоблока очень высок, в народе его называют кипящим блоком. Второй зависит от графитных материалов, с помощью которых вырабатывается газ, позволяющий отслеживать всю работу системы. На таком типе работы существует Балаковская станция.

Литература

Безопасность

Объекты использования атомной энергии (в том числе ядерные установки, пункты хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ, пункты хранения радиоактивных отходов) в соответствии со статьёй 48.1 ГрК РФ относятся к особо опасным объектам.

Надзор за безопасностью российских АЭС осуществляет Ростехнадзор.

Охрана труда регламентируется следующими документами:

1. Правила охраны труда при эксплуатации тепломеханического оборудования и тепловых сетей атомных станций ОАО «Концерн Энергоатом». СТО 1.1.1.02.001.0673-2006

Ядерная безопасность регламентируется следующими документами:

1. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций. НП-001-15
2. Правила ядерной безопасности реакторных установок атомных станций. ПБЯ РУ АС-89 (ПНАЭ Г — 1 — 024 — 90)

Радиационная безопасность регламентируется следующими документами:

1. Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций (СП АС-03)
2. Основные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99/2010)
3. Правила радиационной безопасности при эксплуатации атомных станций (ПРБ АС-99)
4. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
5. Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Атомная энергетика после аварии на Чернобыльской АЭС

1986 год стал роковым для этой отрасли. Последствия техногенной катастрофы оказались настолько неожиданными для человечества, что естественным побуждением стало закрытие многих атомных станций. Количество АЭС во всем мире сократилось. Были остановлены строящиеся по проектам СССР не только отечественные станции, но и зарубежные.

• Горьковская АСТ (теплоцентраль);
• Крымская;
• Воронежская АСТ.

Список АЭС России, отмененных на этапе проектирования и подготовительных земляных работ:

• Архангельская;
• Волгоградская;
• Дальневосточная;
• Ивановская АСТ (теплоцентраль);
• Карельская АЭС и Карельская-2 АЭС;
• Краснодарская.

Как устроена АЭС?

Любая станция – это закрытая зона вдалеке от жилого массива. На ее территории находятся несколько зданий. Самое главное сооружение – здание реактора, рядом с ним расположен машинный зал, из которого реактором управляют, и здание безопасности.

Схема АЭС невозможна без ядерного реактора. Атомный (ядерный) реактор – это устройство АЭС, которое призвано организовать цепную реакцию деления нейтронов с обязательным выделением энергии при этом процессе. Но каков принцип работы АЭС?

Вся реакторная установка помещается в здание реактора, большую бетонную башню, которая скрывает реактор и в случае аварии удержит в себе все продукты ядерной реакции. Эту большую башню называют контейнтмент, герметичная оболочка или гермозона.

Гермозона в новых реакторах имеет 2 толстые бетонные стенки – оболочки. Внешняя оболочка толщиной в 80 см обеспечивает защиту гермозоны от внешних воздействий.

Внутренняя оболочка толщиной в 1 метр 20 см имеет в своем устройстве специальные стальные тросы, которые увеличивают прочность бетона почти в три раза и не дадут конструкции рассыпаться. С внутренней стороны она выложена тонким листом специальной стали, которая призвана служить дополнительной защитой контейнтмента и в случае аварии не выпустить содержимое реактора за пределы гермозоны.

Такое устройство атомной станции позволяет выдержать падение самолета весом до 200 тонн, 8 бальное землетрясение, торнадо и цунами.

Впервые герметичная оболочка была сооружена на американской АЭС Коннектикут Янки в 1968 году.

Похожие слова

Почему звание ефрейтор в армии плохое и какие погоны

Ярослав Гашек устами своего бессмертного героя сказал, что «ефрейтор – это наказание роты». Данное негативное отношение сохранилось в российской армии к представителям данного звания до сих пор. Впрочем, было оно и в советские времена.

Звание «ефрейтор» – почему его многие считают не поощрением, а наказанием

Давайте проделаем небольшой исторический экскурс. Ефрейтор – это слово немецкого происхождения. Оно означает «освобожденный от нарядов». В российской армии впервые оно появилось при Петре I. После 1917 года в России данное звание было упразднено. Впрочем, тогда в армии отказывались от много, что, по мнению большевиков, напоминало о царском режиме. Восстановили его уже в 1940 году. Ефрейтором мог стать рядовой, демонстрировавший примерную воинскую дисциплину, и образцово выполнявший свои обязанности. С тех пор данное звание уже не упраздняли – оно до сих пор есть в ВС РФ. Также оно есть и в армиях многих других стран.

Ефрейтора еще называют старший солдат. По сути, данное звание находится между рядовым и младшим сержантом.

На погонах у ефрейтора – по одной поперечной лычке желтого цвета. В народе, кстати, их еще именуют «соплями». С советских времен подходы к присвоению этого звания не изменились. Им по-прежнему отмечают рядовых, показавших себя с самой лучшей стороны.

Почему же многие считают, что это звание позорное? Какого-то единого ответа на данный вопрос не существует. Можно назвать множество причин, по которым ефрейтор считается плохим званием. Среди них следует выделить:

• дополнительные обязанности без каких-либо привилегий;
• банальная зависть;
• назначение на эту должность «любимчиков» командира.

Кстати, согласно одной из версий, столь плохое отношение к ефрейторам появилось в советской армии из-за того, что данное звание в свое время носил Адольф Гитлер. В принципе, некая логика здесь есть, но вряд ли бы только из-за этого такое отношение сохранилось бы до сих пор. Сами ефрейторы недолюбливают это звание из-за того, что спрос с них больше, чем с рядовых, тогда как дополнительных привилегий, по сути, нет. Нередко негативное отношение вызвано банальной завистью. Ведь ефрейтором становятся самые лучшие среди рядовых, проявившие себя дисциплинированными и умелыми солдатами. Соответственно, некоторые воспринимают их как выскочек.

Впрочем, бывают случаи, когда присвоение звания происходит не по справедливости, а по личностному фактору. Иными словами, командир при назначении выбирает своего «любимчика». Естественно, такой подход не нравится многим. Также нередко ефрейторы, несмотря на то, что они по большому счету являются теми же рядовыми, возвышают себя над сослуживцами, позволяя себе необоснованно командовать. Конечно же, такой подход никому не понравится.

Нередко это звание становится для военнослужащего «тупиковой ветвью карьерного роста». Младшими сержантами становятся далеко не все, и те, кому повыситься так и не удалось, серьезно расстраиваются, ведь усилия, по сути, пропали зря. Если же говорить в целом, то здесь можно констатировать одно – сколько людей, столько и мнений. Некоторые могут действительно искренне не любить ефрейторов в силу изложенных выше или каких-то иных причин. Другие же, наоборот, с уважением относятся к военнослужащим в данном звании, поскольку оно говорит о дисциплинированности бойца и о высоком уровне его боевой подготовки.

С этим читают

Эксперименты с атомом в довоенное время

В 1930х-1940х многие мировые ученые проводили фундаментальные радиохимические исследования, которые в будущем дали толчок возникновению атомных проектов.

В конце 1938 года немецкие физики обнаружили тепловыделение от цепной реакции атомов урана. Уже тогда было понятно, что перед учеными вещество невероятной мощи и силы, реакции которого требуют внимательного изучения. Все физики мира переключились на изучение проблем деления атома. Сразу было установлено, что атомы урана-238 делятся очень плохо, гораздо охотнее это делают частицы урана-235. Уран решили обогащать и повышать содержание 235х изотопов. Был найден и другой путь – работать с ураном – 238, который при определенных реакциях можно превратить в плутоний. А плутоний использовать как сырье для ядерных реакций. Физики-ядерщики в СССР, США и Европе в довоенное время работали в двух направлениях:

• Обогащение урана-235
• Переработка урана-238

С середины 1939 года США, Германия и Англия засекретили свои исследования по получению чистого урана и делению его атомов от Советского Союза. Обстановка в мире накалялась, развитые страны стали работать над урановыми проектами независимо друг от друга. С началом Второй мировой исследования ядерных реакций прекратили. Они возобновились осенью 1942го.

Примечания

Атомная электростанция: принцип работы

Каков принцип работы АЭС? Принцип работы АЭС базируется на цепной реакции деления атомов радиоактивного вещества – урана. Эта реакция происходит в активной зоне ядерного реактора.

Если не вдаваться в тонкости ядерной физики, принцип работы АЭС выглядит так: После пуска ядерного реактора из ТВЭЛов извлекаются поглощающие стержни, которые не дают урану вступить в реакцию.

Как только стрежни извлечены, нейтроны урана начинают взаимодействовать друг с другом.

Когда нейтроны сталкиваются, происходит мини-взрыв на атомном уровне, выделяется энергия и рождаются новые нейтроны, начинает происходить цепная реакция. Этот процесс выделяет тепло.

Тепло отдается теплоносителю. В зависимости от типа теплоносителя оно превращается в пар или газ, которые вращают турбину.

Турбина приводит в движение электрогенератор. Именно он по факту и вырабатывает электрический ток.

Если не следить за процессом, нейтроны урана могут сталкиваться друг с другом до тех пор, пока не взорвут реактор и не разнесут всю АЭС в пух и прах. Контролируют процесс компьютерные датчики. Они фиксируют повышение температуры или изменение давления в реакторе и могут автоматически остановить реакции.

Чем отличается принцип работы АЭС от ТЭС (теплоэлектростанций)?

Различия в работе есть только на первых этапах. В АЭС теплоноситель получает тепло от деления атомов уранового топлива, в ТЭС теплоноситель получает тепло от сгорания органического топлива (угля, газа или нефти). После того, как или атомы урана, или газ с углём выделили тепло, схемы работы АЭС и ТЭС одинаковы.

Строительство реакторов

Российская атомная энергетика в других странах

Сегодня Россия располагает технологией атомной энергетики полного цикла. Это значит, что на территории РФ могут добывать урановую руду, преобразовывать ее в урановое топливо, «с нуля» создавать атомные станции, включая разработку и конструирование всех деталей АЭС и перерабатывать уже использованное ядерное топливо.

Российские АЭС в мире зарекомендовали себя как работоспособные и безопасные атомные станции. Многие страны, не имея на своих территориях нужных заводов, заказывают российским физикам-ядерщикам проектирование и строительство атомных энергоблоков. АЭС России на карте других стран – это 80 ядерных реакторов, 30 из которых уже строятся в данный момент. Еще 52 реактора только планируется построить. Международное атомное сотрудничество в России налажено с Китаем, Египтом, Индией, Словакией, Турцией, Чехией и многими другими странами. Международный атомный бизнес – это не только новые атомные станции России на карте других стран, — например, российские специалисты конструируют детали ядерных реакторов, помогают вводить их в эксплуатацию, обучают иностранный персонал работе на атомных станциях, оказывают помощь в утилизации уже отработанного ядерного топлива. Станции, которые конструирует и строит Россия – АЭС безопасные и долговечные, работающие с применением новых компьютерных технологий. Все АЭС России, построенные в других странах, соответствуют требованиям МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергетике).

Количество действующих реакторов по всему миру

Около 10% мировой электроэнергии вырабатывается примерно 450 ядерными энергетическими реакторами. Еще около 50 реакторов находятся в стадии строительства, что эквивалентно 15% существующей мощности.
В 2018 году атомная энергетика в мире поставили 2563 ТВтч (тераватт в час) электроэнергии, по сравнению с 2503 ТВтч в 2017 году. Это уже шестой год подряд, когда глобальная ядерная генерация растет, а объем производства на 60 ТВтч выше.

Производство атомной электроэнергии

Двенадцать стран в 2019 году произвели не менее одной четверти своей электроэнергии с помощью ядерного деления. Однако не все страны освоили изготовление ядерного топлива и покупают на мировом рынке.

Франция получает около трех четвертей своей электроэнергии от ядерной энергетики; Венгрия, Словакия и Украина получают более половины от ядерной энергии, в то время как Бельгия, Швеция, Словения, Болгария, Швейцария, Финляндия и Чешская Республика получают одну треть.

Южная Корея обычно получает более 30% своей электроэнергии от ядерной энергетики, в то время как в США, Великобритании, Испании, Румынии и России около одной пятой электроэнергии поступает от ядерной энергетики.

Япония привыкла полагаться на ядерную энергетику более чем на четверть своей электроэнергии и, как ожидается, вернется где-то к этому уровню.

Потребность в новых генерирующих мощностях

Существует явная потребность в новых генерирующих мощностях во всем мире, как для замены старых блоков ископаемого топлива, особенно угольных, которые выделяют много углекислого газа, так и для удовлетворения возросшего спроса на электроэнергию во многих странах.

В 2018 году 65% электроэнергии было произведено за счет сжигания ископаемого топлива. Несмотря на сильную поддержку и рост в последние годы возобновляемых источников электроэнергии, вклад ископаемого топлива в производство электроэнергии оставался практически неизменным в течение последних 10 лет или около того (66,5% в 2005 году).

Международное энергетическое агентство публикует ежегодные сценарии, связанные с энергетикой.
В его прогнозе развития мировой энергетики на последующие годы предусмотрен амбициозный “сценарий устойчивого развития”, который, в частности, предусматривает обеспечение чистой и надежной энергии и сокращение загрязнения воздуха. В этом сценарии декарбонизации выработка электроэнергии на АЭС к 2040 году увеличится почти на 90% до 4960 ТВтч, а мощность вырастет до 678 ГВт. Всемирная ядерная ассоциация выдвинула более амбициозный сценарий, предлагая добавить 1000 ГВт новых ядерных мощностей к 2050 году, чтобы обеспечить 25% электроэнергии из атома.

Обеспечение одной четверти мирового производства электроэнергии за счет использования атомной энергетики в мире позволит существенно сократить выбросы углекислого газа и окажет весьма позитивное воздействие на качество воздуха.

Безопасность

Список радиационных аварий в мире, начатый 12 декабря 1952 года (Чок-Риверская лаборатория) по 8 августа 2019 (полигон ВМФ России «Нёнокса»), включает в себя 22 инцидента. Кроме того, зафиксировано 7 случаев радиоактивного загрязнения местности.

Вопросы безаварийной эксплуатации на предприятиях ядерной энергетики, правильного обращения с отходами, отработавшим установленный срок топливом, проблемы консервации, ликвидации объектов атомной военной и промышленной отрасли стали в настоящее время очень актуальными.

Контроль деятельности опасных производственных объектов (к числу которых относится АЭС) осуществляет Ростехнадзор. В его распоряжении имеется целый ряд регламентирующих состояние безопасности документов.

2018-2019 годы вывели «Росатом» в число лидеров экологической безопасности. В этом нет ничего удивительного, так как ядерная энергетика всегда являлась самой экологически чистой сферой производства энергоресурсов. Ведётся работа по созданию более безопасных реакторов, размещения АЭС в сейсмоустойчивых зонах. На госкорпорацию возложена обязанность организовать ликвидацию химического оружия, построить комплексы по утилизации чрезвычайных отходов.

Типы ядерных реакторов

То, как работает АЭС, зависит от того, как именно работает ее атомный реактор. Сегодня есть два основных типа реакторов, которые классифицируются по спектру нейронов: Реактор на медленных нейтронах, его также называют тепловым.

Для его работы используется 235й уран, который проходит стадии обогащения, создания урановых таблеток и т.д. Сегодня реакторов на медленных нейтронах подавляющее большинство. Реактор на быстрых нейтронах.

За этими реакторами будущее, т.к. работают они на уране-238, которого в природе пруд пруди и обогащать этот элемент не нужно. Минус таких реакторов только в очень больших затратах на проектирование, строительство и запуск. Сегодня реакторы на быстрых нейтронах работают только в России.

Теплоносителем в реакторах на быстрых нейтронах выступает ртуть, газ, натрий или свинец.

Реакторы на медленных нейтронах, которыми сегодня пользуются все АЭС мира, тоже бывают нескольких типов.

Организация МАГАТЭ (международное агентство по атомной энергетике) создало свою классификацию, которой пользуются в мировой атомной энергетике чаще всего. Так как принцип работы атомной станции во многом зависит от выбора теплоносителя и замедлителя, МАГАТЭ базировали свою классификацию на этих различиях.

1. PWR (pressurized water reactors) — водо-водяной реактор (реактор с водой под давлением). В странах СНГ такие реакторы называют аббревиатурой ВВЭР. В качестве теплоносителя и замедлителя в них используется обычная вода. Водо-водяные реакторы самые распространенные в мире (около 62% от всех реакторов). Водо-водяные реакторы дешевы и удобны, т.к. вода не воспламеняется, не затвердевает, и ее использование относительно безопасно.
2. BWR (boiling water reactor) — кипящий реактор или кипящий водо-водяной реактор. Принцип действия АЭС на таком реакторе очень похож на то, как работает АЭС на ВВЭР. Кипящий реактор также использует обычную воду, его особенность в только том, что пар генерируется сразу в активной зоне. В водо-водяном реакторе сначала нагревается вода, которая позже, спустя несколько этапов, переводится в пар, в кипящих реакторах тепло сразу отдается кипящей воде, которая мгновенно становится горячим паром.Кипящие реакторы достаточно распространены, их 20% от всех атомных реакторов мира.
3. LWGR (light water graphite reactor) — графито-водный реактор, ГВР, ВРГ или уран-графитовый реактор. В качестве замедлителя в таком типе реактора используется графит, в качестве теплоносителя – обычная вода. Схема работы АЭС, запущенной впервые в мире, основывалась на графито-водном реакторе. Сегодня такие реакторы используют редко, большинство из них расположены в России.
4. PHWR (pressurised heavy water reactor) — тяжеловодный реактор. В таких реакторах в качестве теплоносителя и замедлителя используется тяжелая вода (D2O), по-другому ее называют тяжеловодородной водой или оксидом дейтерия.

С химической точки зрения оксид дейтерия идеальный замедлитель и теплоноситель, т.к. ее атомы наиболее эффективно взаимодействуют с нейтронами урана по сравнению с другими веществами. Попросту говоря, свою задачу тяжелая вода выполняет с минимальными потерями и максимальным результатом. Однако ее производство стоит денег, в то время как обычную «легкую» и привычную для нас воду использовать куда проще.

Виды топлива используемого на Атомных электростанциях

На атомных электростанциях возможно использование несколько веществ, благодаря которым можно выработать атомную электроэнергию, современное топливо АЭС – это уран, торий и плутоний.

Ториевое топливо сегодня не применяется в атомных электростанциях, для этого есть ряд причин.

Во-первых, его сложнее преобразовать в тепловыделяющие элементы, сокращенно ТВЭлы.

ТВЭлы — это металлические трубки, которые помещаются внутрь ядерного реактора. Внутри

ТВЭлов находятся радиоактивные вещества. Эти трубки являются хранилищами ядерного топлива.

Во-вторых, использование ториевого топлива предполагает его сложную и дорогую переработку уже после использования на АЭС.

Плутониевое топливо так же не применяют в атомной электроэнергетике, в виду того, что это вещество имеет очень сложный химический состав, система полноценного и безопасного применения еще не разработана.

Урановое топливо

Основное вещество, вырабатывающее энергию на ядерных станциях – это уран. На сегодняшний день уран добывается несколькими способами:

• открытым способом в карьерах
• закрытым в шахтах
• подземным выщелачиванием, при помощи бурения шахт.

Подземное выщелачивание, при помощи бурения шахт происходит путем размещения раствора серной кислоты в подземных скважинах, раствор насыщается ураном и выкачивается обратно.

Самые крупные запасы урана в мире находятся в Австралии, Казахстане, России и Канаде.

Самые богатые месторождения в Канаде, Заире, Франции и Чехии. В этих странах из тонны руды получают до 22 килограмм уранового сырья.

В России из одной тонны руды получают чуть больше полутора килограмм урана. Места добычи урана нерадиоактивны.

В чистом виде это вещество мало опасно для человека, гораздо большую опасность представляет радиоактивный бесцветный газ радон, который образуется при естественном распаде урана.

Подготовка урана

В виде руды уран в АЭС не используют, руда не вступает в реакцию. Для использования урана на АЭС сырье перерабатывается в порошок – закись окись урана, а уже после оно становится урановым топливом.

Урановый порошок превращается в металлические «таблетки», — он прессуется в небольшие аккуратные колбочки, которые обжигаются в течение суток при температурах больше 1500 градусов по Цельсию.

Именно эти урановые таблетки и поступают в ядерные реакторы, где начинают взаимодействовать друг с другом и, в конечном счете, дают людям электроэнергию.

В одном ядерном реакторе одновременно работают около 10 миллионов урановых таблеток.

Перед размещением урановых таблеток в реакторе они помещаются в металлические трубки из циркониевых сплавов — ТВЭлы, трубки соединяются между собой в пучки и образуют ТВС – тепловыделяющие сборки.

Именно ТВС называются топливом АЭС.

Топливо для АЭС

На чем работает АЭС? Топливо для АЭС – это химические элементы, обладающие радиоактивными свойствами. На всех атомных станциях таким элементом выступает уран.

Устройство станций подразумевает, что АЭС работают на сложном составном топливе, а не на чистом химическом элементе. И чтобы из природного урана добыть урановое топливо, которое загружается в ядерный реактор, нужно провести множество манипуляций.

Обогащенный уран

Уран состоит из двух изотопов, то есть в его составе есть ядра с разной массой. Назвали их по количеству протонов и нейтронов изотоп -235 и изотоп-238. Исследователи 20 века начали добывать из руды 235й уран, т.к. его легче было разлагать и преобразовывать. Выяснилось, что такого урана в природе всего 0,7 % (остальные проценты достались 238му изотопу).

Что делать в этом случае? Уран решили обогащать. Обогащение урана это процесс, когда в нем остается много нужных 235х изотопов и мало ненужных 238х. Задача обогатителей урана – из 0.7% сделать почти 100% урана-235.

Обогатить уран можно с помощью двух технологий – газодиффузионной или газоцентрифужной. Для их использования уран, добытый из руды, переводят в газообразное состояние. В виде газа его и обогащают.

Урановый порошок

Обогащенный урановый газ переводят в твердое состояние – диоксид урана. Такой чистый твердый 235й уран выглядит как большие белые кристаллы, которые позже дробят в урановый порошок.

Урановые таблетки

Урановые таблетки – это твердые металлические шайбы, длиной в пару сантиметров. Чтобы из уранового порошка слепить такие таблетки, его перемешивают с веществом – пластификатором, он улучшает качество прессования таблеток.

Прессованные шайбы запекают при температуре 1200 градусов по Цельсию более суток, чтобы придать таблеткам особую прочность и устойчивость к высоким температурам. То, как работает АЭС, напрямую зависит от того, насколько хорошо спрессовали и запекли урановое топливо.

Запекают таблетки в молибденовых ящиках, т.к. только этот металл способен не расплавиться при «адских» температурах свыше полутора тысяч градусов. После этого урановое топливо для АЭС считается готовым.