Niipea, kui teadlastel õnnestus aatomituuma lõhestamise reaktsioon läbi viia, tekkis kohe küsimus selle silmapaistva avastuse praktilise rakendamise väljavaadete kohta. Arvestades maailmas kujunevat poliitilist olukorda, on loomulik, et uue avastuse esimene rakendus oli luua enneolematu võimsusega relv - aatomipomm. Kuid paralleelselt tuuma lõhustumise reaktsiooni kasutamisega massimõrvadeks tõstatasid mitmed teadlased küsimuse "rahumeelsest aatomist".

Juhtimine aatomienergia rahumeelsetel eesmärkidel kasutamisel haaras koheselt Nõukogude Liidu. Juba 1954. aastal ehitati Obninskisse esimene tööstuslik tuumaelektrijaam. Selle võimsus oli 5 MW. Lääneriigid ei jäänud aga kõrvale võimalusest liituda nii võimsa energiaallika kasutamisega. Ühendkuningriik võttis esimesena kasutusele tööstusliku tuumareaktori – see juhtus 1956. aastal ja tuumaelektrijaam sai nimeks Calder Hall. Aasta hiljem ehitati samasugune elektrijaam USA-s Shippingporti linna. Selle võimsus oli 69 MW ja see oli tol ajal võimsaim tuumajaam.

Nagu iga teinegi inimkäte töö, ei saaks tuumaenergia arendamine loomulikult läbi õnnetusteta. Mõelge neist kõige kuulsamatele.

Kolm kuulsaimat õnnetust tuumaelektrijaamades

Trimal Islandi tuumaõnnetus

See juhtum on seni suurim tuumakatastroof USA-s. 28. märtsil 1979 sulas üle poole teise reaktori südamikust. See tõi kaasa asjaolu, et radioaktiivsed sademed paiskusid atmosfääri ja kohalik jõgi saastati radioaktiivseid elemente sisaldava veega. Õnnetuse tõttu evakueeriti umbes 200 000 ohutsoonis elavat inimest.

Õnnetus Fukushima-1 tuumaelektrijaamas

11. märtsil 2011 Jaapanis toimunud võimsa maavärina tagajärjel lülitati Fukushima-1 tuumaelektrijaama esimese bloki reaktori jahutussüsteem välja. See tõi kaasa kütuse sulamise ja plahvatuse. Tulemuseks oli kümnekilomeetrise keelutsooni tekkimine jaama ümber ja Jaapani valitsuse energiapoliitika läbivaatamine.

Tšernobõli õnnetus

Praeguse hetke suurim katastroof tuumajaamas juhtus 26. aprillil 1986 Tšernobõli tuumajaamas. Elektriploki nr 4 reaktori südamiku osa hävimise tagajärjel paiskus õhku üle 8 tonni radioaktiivset kütust. Kolmekümne kilomeetri raadiuses asuv ala osutus kiirgusega saastatuks ning selle õnnetuse tagajärgi kogenud tsooni kogupindala ületas 160 tuhat km2.

Ülaltoodud lühikesest katastroofide loetelust on selge, et tuumaelektrijaamad võivad kujutada endast tõsist ohtu. Miks siis mitte ainult ei jätkata nende kasutamist, vaid kasvab pidevalt nende riikide arv, kes soovivad oma territooriumile tuumajaama ehitada? Sellel on mitu põhjust.

Tuumaenergia peamised eelised

Tuumaelektrijaamad on keskkonnasõbralikud. Need ei eralda atmosfääri kahjulikke aineid (muidugi, kui nad ei tööta normaalselt) nagu soojusjaamad ega põleta hapnikku. Nende ehitamiseks ei ole vaja üle ujutada tohutut territooriumi, mis on hüdroelektrijaama ehitamise vajalik tingimus. Tõsi, probleeme on kaks: tuumaelektrijaamu iseloomustab kõrge soojussaaste ja kasutatud tuumkütuse lõppladustamine on vajalik. Ja kui esimene probleem on lahendatav, kasutades saadud soojust majanduses, siis kasutatud tuumkütuse töötlemine reaktorite jaoks on endiselt keeruline ülesanne.

Tuumaenergia maksumus on suhteliselt madal ega allu hinnakõikumistele. Kui süsivesinike hinnad muutuvad pidevalt, siis tuumajaamade kütuse hind on stabiilsem.

Tuumaelektrijaamade kütus on eriti söeküttel töötavate elektrijaamadega võrreldes väga väikese mahuga, mis võimaldab ehitada tuumajaamu ilma tooraine kättesaadavusele tagasi vaatamata. Veelgi olulisem on see, et uuritud uraanimaakide varud on erinevalt näiteks nafta- ja gaasivarudest endiselt väga kaugel täielikust väljaarendamisest.

Maailma võimsaimad tuumajaamad

Tänapäeval töötab maailmas ligi 200 tuumaelektrijaama. Nende geograafia on üsna ulatuslik – tuumajaamu on 31 riigis. Mõelge üksikasjalikumalt suurimatele tuumaelektrijaamadele. Siin on viis suurima installeeritud võimsusega tuumaelektrijaama parimat.

Kashiwazaki-Kariwa (Jaapan)

Sellel elektrijaamal on seitse keeva vee reaktorit (neist kaks on täiustatud). Selle võimsus on 7965 MW. Pärast Fukushima tuumaelektrijaama õnnetust see dekomisjoneeriti, kuid 2012. aastal pandi see uuesti tööle.

Zaporožje (Ukraina)

See elektrijaam on Euroopa suurim tuumaelektrijaam. Selle kuus reaktorit suudavad toota 6000 MW võimsust.

Hanul (Lõuna-Korea)

See on üks paarist Lõuna-Korea suurimast tuumaelektrijaamast. Sellel on kuus töötavat ja kaks ehitatavat reaktorit. Töösse pandud reaktorite võimsus on 5881 megavatti.

Hanbit (Lõuna-Korea)

Hanbiti elektrijaama kuue survevesireaktori võimsus on 5875 MW. Kuni 2013. aastani kandis see jaam nime Yongwan, kuid kohalike kalurite soovil sai see uue nime, kuna paljud ostjad seostasid püütud kala tuumaenergiaga.

Nord (Prantsusmaa)

See elektrijaam asub Gravelinesi kantonis. Tegemist on Prantsusmaa võimsaima tuumajaamaga, mille võimsus on 5460 MW.

Aga kuidas on lood Venemaaga? Mis koht on tuumaenergial tema kodumaal? Praegu opereerib Venemaal 10 tuumaelektrijaama, mis toodavad 18% kogu riigis toodetud elektrist. Tuumaenergia osakaal üldises energiabilansis ei ole kuigi suur, mis on küllalt mõistetav, arvestades rikkalikke süsivesinike varusid ja riigi tohutut hüdropotentsiaali.

Venemaa võimsaimat tuumajaama on üsna raske kindlaks teha - neljas tuumajaamas on korraga neli reaktorit, millest igaühe võimsus on 1000 megavatti. Need on Balakovo, Leningradi, Kurski ja Kalinini tuumaelektrijaamad. Seetõttu on Vene Föderatsiooni suurima tuumaelektrijaama määramiseks vaja kasutada täiendavat näitajat - toodetud elektrienergiat aastas. Selle näitaja järgi kuulub "Venemaa suurima tuumaelektrijaama" tiitel Balakovo TEJ-le - see toodab aastas üle 30 miljardi kWh. Sama elektrijaam on ka maailma võimsaimate tuumajaamade edetabelis auväärsel kümnendal kohal.

Seoses süsivesinike toorainete üha kahanevate varude ja alternatiivse energia kallinemisega on tuumaenergeetikal kõik eeldused, et asuda juhtpositsioonile inimkonna elektriga varustamise küsimuses. Kui muidugi lähitulevikus läbimurret kontrollitud termotuumareaktsioonide vallas ei saavutata.

Tuumaenergeetika on üks enim arenevaid tööstusvaldkondi, mis on tingitud elektritarbimise pidevast kasvust. Paljudel riikidel on oma energiatootmise allikad "rahuliku aatomi" abil.

Venemaa tuumaelektrijaamade kaart (RF)

Venemaa kuulub sellesse numbrisse. Venemaa tuumaelektrijaamade ajalugu algab kauges 1948. aastal, mil Nõukogude aatomipommi leiutaja I.V. Kurtšatov algatas esimese tuumaelektrijaama projekteerimise tollase Nõukogude Liidu territooriumile. Tuumaelektrijaamad Venemaal pärinevad Obninski tuumaelektrijaama ehitamisest, millest sai mitte ainult esimene Venemaal, vaid ka esimene tuumaelektrijaam maailmas.

Venemaa on ainulaadne riik, millel on tuumaenergia täistsükli tehnoloogia, mis tähendab kõiki etappe maagi kaevandamisest kuni elektri lõpliku tootmiseni. Samas on Venemaal oma suurte territooriumide tõttu piisav uraanivaru nii maakera sisemuse kui ka relvavarustuse näol.

Tänapäeval tuumaelektrijaamad Venemaal hõlmab 10 töötavat rajatist, mis annavad võimsust 27 GW (GigaWatt), mis moodustab ligikaudu 18% riigi energiabilansist. Tehnoloogia kaasaegne areng võimaldab muuta Venemaa tuumaelektrijaamad keskkonnale ohutuks, hoolimata asjaolust, et tuumaenergia kasutamine on tööstusohutuse seisukohalt kõige ohtlikum tootmine.

Venemaa tuumaelektrijaamade (TEJ) kaardil pole mitte ainult töötavaid, vaid ka ehitatavaid jaamu, mida on umbes 10 tükki. Samas on ehitatavate hulgas lisaks täisväärtuslikele tuumajaamadele ka paljutõotavad arendused ujuva tuumajaama näol, mida iseloomustab mobiilsus.

Venemaa tuumaelektrijaamade loend on järgmine:

Venemaa tuumaenergiatööstuse hetkeseis lubab rääkida suurest potentsiaalist, mida on lähitulevikus võimalik realiseerida uut tüüpi reaktorite loomisel ja projekteerimisel, mis võimaldavad toota suuremas koguses energiat väiksemate kuludega.

Ja dramaatilised sündmused Fukushima-1 tuumaelektrijaamas põhjustasid tõsist kahju tuumaenergia arengule kogu maailmas. Meedia jõupingutustega on loodud tugev usk iga tuumajaamaga elektrijaama peatsest ohust.

Kuid paljude teadlaste sõnul pole elektrinõudluse rahuldamiseks väärilist alternatiivi ja näiteks Balakovo - Venemaa suurim tuumaelektrijaam - ei kujuta endast ohtu rohkem kui ükski teine ​​selle mastaabiga tööstusrajatis.

Tuumaelektrijaamade tööpõhimõte

Kõigil suurematel tuumakütusel töötavatel elektrijaamadel on sarnane tööpõhimõte. Elektri tootmiseks kasutatakse soojust, mis tekib tuumakütuse lõhustumise kontrollitud ahelreaktsiooni käigus – põhimõtteliselt See protsess viiakse läbi tuumareaktoris – tuumajaama "südames".

Edasi toimub kuuma auru valmistamine, mis paneb liikuma elektrigeneraatorite turbiinid. Sõltuvalt konstruktsioonist võivad need olla igat tüüpi elektrijaamades kasutatavad rootorid või ehitatud tuumakütusel töötavate jaamade eripärasid arvestades.

Reaktorite tüübid

Reaktoreid on mitut tüüpi, mis erinevad kütuse, südamikku läbiva jahutusvedeliku ja ahelreaktsiooni juhtimiseks vajaliku moderaatori poolest.

Kõige ökonoomsemateks ja tootlikumateks reaktoriteks on osutunud need, kus protsessivedelikuna kasutatakse tavalist “kerget” vett. Disaini järgi on neid kahte peamist tüüpi:

• RBMK - suure võimsusega kanalreaktor. Selles valmistatakse turbiine pöörlev aur otse südamikus, nii et sellist eset nimetatakse keemiseks. See oli Tšernobõli neljanda energiaploki reaktor, seda tüüpi käitist kasutab näiteks Kurski jaam - Venemaa suurim tuumaelektrijaam.
• VVER - survevee jõureaktor. See on kahe suletud ahela süsteem: esimeses - radioaktiivne - vesi ringleb otse läbi reaktori südamiku, neelates tuuma lõhustumise ahelreaktsioonist saadavat soojust, teises - tekib aur, mis suunatakse elektrigeneraatorite turbiinidesse. Selliseid reaktoreid kasutatakse Euroopa võimsaimas Zaporižžja tuumaelektrijaamas, need opereerivad teist Venemaa suurimat tuumaelektrijaama - Balakovot.

Teist tüüpi reaktorid on gaasjahutusega, kus protsesside juhtimiseks kasutatakse grafiiti (Bilibino TEJ EGP-6 reaktor). Kolmas - kütusel loodusliku uraani kujul ja "raske veega" - deuteeriumoksiidiga - jahutusvedeliku ja moderaatori kujul. Neljas – RN – kiire neutronreaktor.

Esimesed tuumajaamad

Esimene katse, milles kasutati tuumareaktorit elektri tootmiseks, viidi läbi USA-s Idaho riiklikus laboris 1951. aastal. Reaktor töötas võimsusega, mis oli piisav nelja 200-vatise elektrilambi süütamiseks. Mõne aja pärast hakkas käitis elektriga varustama kogu hoonet, kus tuumareaktoris tehti teadusuuringuid. See ühendati elektrivõrku 4 aasta pärast ning laboriga külgnev Arko linn sai maailmas esimesena tuumajaama abil elektriga varustatud.

Kuid maailma esimene tööstuslik tuumajaam on tuumaelektrijaam, mis käivitati 1954. aasta suvel NSV Liidus Kaluga oblastis ja ühendati kohe võrku. Siit sai alguse Venemaa tuumaenergiatööstus. Obninski tuumajaama võimsus oli väike - ainult 5 MW. Pärast 3 aastat Tomski oblastis Severski linnas pandi tööle Siberi tuumaelektrijaama esimene etapp, mis tootis seejärel 600 MW. Sinna paigaldatud reaktor oli ette nähtud relvade kvaliteediga plutooniumi tootmiseks ning elektri- ja soojusenergia oli kõrvalsaadus. Tänaseks on nende jaamade reaktorid suletud.

Tuumaelektrijaam endise NSV Liidu territooriumil

Alates 1950. aastate lõpust ja 1960. aastate algusest alustas NSVL selliste elektrijaamade intensiivset ehitamist riigi erinevates piirkondades. Venemaa ja liiduvabariikide tuumaelektrijaamade loendis on 17 sellist rajatist, millest 7 jäid väljapoole praegust Vene Föderatsiooni:

• Armeenia, Metsamori linna lähedal. Sellel on kaks jõuallikat koguvõimsusega 440 MW. Pärast 1988. aasta Spitaki maavärinat, mille tuumaelektrijaam projektis sisalduva seismilise stabiilsuse tõttu tõsiste õnnetusteta vastu pidas, otsustati see peatada. Tulevikus otsustas vabariigi valitsus aga suure elektrinõudluse tõttu 1995. aastal käivitada teise jõuploki. Hoolimata asjaolust, et see juhtus kõrgendatud tehnoloogilise ja keskkonnaohutuse nõudeid arvestades, nõuab Euroopa Liit selle säilitamist.
• Leedu kirdeosas tegutses aastatel 1983–2009 ja suleti Euroopa Liidu nõudmisel.
• Zaporožje, Euroopa võimsaim tuumajaam, asub Kahhovka veehoidla kaldal Enerhodari linnas, ehitatud 1978. aastal. See sisaldab 6 jõuallikat VVER-1000, mis toodavad viiendiku Ukraina elektrienergiast – umbes 40 miljardit kWh aastas. See vastab täielikult Rahvusvahelise Aatomienergiaagentuuri (IAEA) standarditele.
• Rivne, Kuznetsovski linna lähedal Ukrainas Rivne piirkonnas. Sellel on 4 VVER tüüpi jõuallikat koguvõimsusega 2835 MW. Sai ohutusülevaate tulemuste põhjal IAEA kõrge hinnangu.
• Hmelnõtski, Netešina linna lähedal, Gorini jõe lähedal Ukrainas. Kaasatud 2 VVER-1000.
• Lõuna-Ukraina, asub Lõuna-Bugi kaldal Ukrainas Nikolajevi oblastis. 3 VVER-1000 jõuallikat katavad 96% Lõuna-Ukraina elektrivajadusest.
• Pripjati linna lähedal asuvast Tšernobõlist sai selle aasta suurim inimtegevusest tingitud katastroof. Viimane neljast RBMK-1000 jõuallikast suleti 2000. aastal.

Tuumaelektrijaamades toodetud elektri osatähtsus Venemaa suurimate tuumaelektrijaamade, hüdroelektrijaamade, soojuselektrijaamade koguenergiabilansis on umbes 18%. Seda on palju vähem kui näiteks tuumaenergiatööstuse liidril - Prantsusmaal, kus see näitaja on 75%. Vastavalt valitsuses vastu võetud energiastrateegiale on 2030. aastaks kavas tõsta seda suhet 20-30%-ni ning suurendada elektri tootmist tuumkütusel töötavate jõuplokkide abil 4 korda.

Tuumaenergia Venemaal

Mitu tuumaelektrijaama on praegu Venemaal? Meie riigis töötab 10 jaama, mis sisaldavad 35 erinevat tüüpi jõuallikat (USA-s on selliseid seadmeid umbes 100). Meil on enim kasutusel surveveereaktorid (VVER) - kokku 18 tk. Neist võimsusega 1000 MW - 12, veel 6 - 440 MW. Töös on ka 15 keeva kanaliga reaktorit: 11 RBMK-1000 ja 4 - EGP-6.

Milline tuumaelektrijaam on Venemaa suurim

Hetkel ei ole Rosenergoatomi süsteemi tuumajaamade seas selget liidrit võimsuse ja panuse poolest riigi üldisesse tasakaalu. Seal on 2 kompleksi, kus kasutatakse sama arvu (4) sama tüüpi VVER-1000 reaktoreid. Need on Balakovo ja Kalinini tuumajaamad. Kõigi nende koguvõimsus on 4000 MW. Sama võimsus on ka Kurski ja Leningradi elektrijaamades, kus kasutatakse 4 RBMK-1000 tüüpi jõuallikat. Samal ajal on maailma võimsaimas tuumajaamas - Jaapani Kashiwazaki-Karivas - 7 jõuplokki koguvõimsusega 8212 MW.

Seda tüüpi energiaettevõtete koondumine riiki on viinud selleni, et neil on riigi kesksete piirkondade elektriga varustamisel ülioluline roll. Venemaa keskosas ja eriti loodeosas ulatub tuumaelektrijaamade osakaal energiabilansis 40%-ni.

6 muud Venemaa tuumaelektrijaama

Venemaa energiasektorisse annab oma panuse Koola jaam, Venemaa suurim põhjaaladel asuv tuumaelektrijaam, mis töötab kahe tuhande megavatise võimsusega elektriplokkidega. Jätkub uute võimsuste juurutamine Novovoroneži TEJ-s, kus on kasutusel uued täiustatud VVER-1200 jõuallikad. Sverdlovski oblastis asuvat Belojarski tuumaelektrijaama võib pidada Venemaa tuumateadlaste katseobjektiks. See kasutab mitut tüüpi jõuallikaid, sealhulgas kiireid neutronreaktoreid. Bilibino jaam asub Tšukotkas, varustades seda piirkonda vajaliku soojusega.

Küsimus, milline tuumajaam on Venemaa suurim, võib taas aktuaalseks muutuda siis, kui Rostovi jaamas võetakse kasutusele uued jõuplokid, mida seni on kolm ja mille võimsus on 3100 MW. Sama võimsusega on ka RBMK reaktoritel töötav Smolenskaja.

väljavaated

Tööstuse arendamise programm võtab arvesse, kui palju on Venemaal vaja ehitada tuumaelektrijaamu, kui palju energiaplokke rekonstrueerida ja tööle panna, et energiavarustust parandada. See kehtib eriti Põhja-, Siberi ja Kaug-Ida piirkondade kohta. Seal asub enamik naftat ja gaasi tootvaid ettevõtteid, mis on endiselt Venemaa majanduse aluseks.

Venemaa tuumaenergiatööstuse üks paljutõotavamaid valdkondi on ujuvate tuumaelektrijaamade loomine. Need on transporditavad väikese võimsusega (kuni 70 MW) jõuallikad, mis põhinevad KLT-40 tüüpi kiirneutronreaktoritel. Sellised mobiilsed konstruktsioonid suudavad varustada kõige raskemini ligipääsetavates piirkondades elektrit, tööstuslikku ja olmesoojust ning isegi magevett. Esimese FNPP "Mihhail Lomonosov" kasutuselevõtt on planeeritud lähiaastatel.

10. Wintersburg

Asub Arizonas, USA-s. Ameerika Ühendriikide suurim tuumaelektrijaam (mahutab 16 km²). Ettevõte toodab energiat enam kui 4 miljoni inimese vajadusteks. Maksimaalne võimalik võimsus on 3942 MW.

9. Ohi

Asub Jaapanis, Fukui.Jaama 4 reaktorit on projekteeritud võimsusele 4494 MW.

8. Bruce'i maakond

Asub Kanadas, Ontarios. Sisaldab 8 reaktorit koguvõimsusega 4693 MW.

7. Cattenom

Piirkond: Prantsusmaa, Lorraine. Vaatamata rajatise väikesele pindalale on selle võimsus 5200 MW.

6. Paluel

Piirkond: Prantsusmaa, Ülem-Normandia. Jaam pakub tööd väikese Normandia küla kogu elanikkonnale. Lubatud TEJ võimsus - 5 320 MW.

5. Nord

Piirkond: Prantsusmaa, Gravelines. Prantsusmaa suurim tuumarajatis. Jaama võimsus on 5460 MW.

4. Yeongwang

Asub Lõuna-Koreas. Alustas tööd 1986. aastal, praegu on jaama maksimaalne võimsus 5875 MW tasemel.

3. Zaporožje TEJ

Asub Ukrainas, Zaporožjes. See ainulaadne Euroopa suurim tuumarajatis koosneb kuuest reaktorist, mille võimsus on vahemikus 6000 MW.

2. Kashiwazaki-Kariwa

Piirkond: Jaapan. Kaasaegne tuumaelektrijaam, mis sisaldab 5 ainulaadset BWR reaktorit ja 2 - ABWR. Käitise võimsuse piirang on 7965 MW.

1. Fukushima I ja II

Kuni viimase ajani oli tuumajaamade koguvõimsus 8814 MW (maailma liider). Pärast looduskatastroofe (maavärin ja tsunami) said 4 reaktorit kuuest oluliselt kahjustada.