Как только ученым удалось осуществить реакцию по расщеплению атомного ядра, сразу встал вопрос о перспективах практического применения этого выдающегося открытия. Учитывая политическую ситуацию, складывающуюся в мире, естественно, что первым применением для нового открытия стало использование его для создания оружия невиданной ранее мощности – атомной бомбы. Но, параллельно с использованием реакции расщепления атомного ядра для массового убийства, рядом ученых был поставлен вопрос и о «мирном атоме».

Лидерство по вопросам использования атомной энергии в мирных целях сразу же захватил Советский Союз. Уже в 1954 году в Обнинске была построена первая промышленная АЭС. Ее мощность составляла 5 МВт. Однако и западные страны не остались в стороне от возможности приобщиться к использованию столь мощного источника энергии. Первой ввела в строй промышленный атомный реактор Великобритания – произошло это в 1956 году, а АЭС получила название Колдер Холл. Спустя год аналогичную электростанцию построили и в США в городке Шиппингпорт. Ее мощность составила 69 МВт и в то время это была самая мощная АЭС.

Естественно, что, как и любое другое произведение рук человека, развитие атомной энергетики не могло обойтись без аварий. Рассмотрим наиболее известные из них.

Три самые известные аварии на АЭС

Авария на АЭС Тримал-Айленд

Данное происшествие на сегодня является самой крупной катастрофой на атомных объектах в Соединенных Штатах. 28 марта 1979 года произошло расплавление более половины активной зоны второго реактора. Это привело к тому, что в атмосферу оказались выброшены радиоактивные осадки, а местная река подверглась загрязнению водой содержащей радиоактивные элементы. Из-за аварии было эвакуировано около 200 000 человек, проживавших в опасной зоне.

Авария на АЭС Фукусима-1

В результате мощнейшего землетрясения, случившегося 11 марта 2011 года, в Японии произошло отключение охладительной системы реактора в первом блоке атомной электростанции Фукусима-1. Это привело к расплаву топлива и взрыву. Результатом стало появление десятикилометровой зоны отчуждения вокруг станции и пересмотр японским правительством энергетической политики

Авария на Чернобыльской АЭС

Самая крупная в настоящее время катастрофа на атомной станции случилась 26 апреля 1986 года на Чернобыльской АЭС. В результате разрушения части активной зоны реактора на энергоблоке №4 произошел выброс в воздух более 8 т радиоактивного топлива. Местность в радиусе тридцати километров оказалась заражена радиацией, а общая площадь зоны, испытавшей на себе последствия этой аварии, превысила 160 тысяч км2.

Из приведенного краткого списка катастроф видно, что атомные электростанции могут представлять серьезную опасность. Так почему же их не только продолжают использовать, но и происходит постоянный рост числа стран желающих построить на своей территории атомную электростанцию? Причин для этого несколько.

Основные достоинства атомной энергетики

Атомные электростанции являются экологически чистыми. Они не выбрасывают в атмосферу вредных веществ (если, конечно, работают в штатном режиме) как тепловые станции и не сжигают кислород. Для их возведения нет нужды затоплять огромную территорию, что является необходимым условием при постройке ГЭС. Правда, существуют две проблемы: АЭС отличаются большим уровнем теплового загрязнения и необходима утилизация отработанного топлива. И если первую проблему можно решить путем использования полученного тепла в хозяйстве, то вот переработка отслужившего свое топлива для реакторов по-прежнему остается сложной задачей.

Себестоимость атомной энергии относительно невелика и мало подвержена ценовым колебаниям. Если цены на углеводороды постоянно изменяются, то цена на топливо для АЭС более стабильна.

Топливо для АЭС имеет очень небольшой объем, особенно по сравнению с угольными электростанциями, что позволяет строить АЭС, не оглядываясь на фактор доступности сырья. Что еще более важно – разведанные запасы урановых руд еще очень далеки от полной выработки, в отличие от, например, запасов нефти и газа.

Мощнейшие атомные электростанции в мире

Сейчас в мире работают почти двести атомных электростанций. Их география достаточно обширна – АЭС имеются в 31 стране. Рассмотрим самые большие АЭС поподробнее. Вот пятерка атомных электростанций с наибольшей установленной мощностью.

Касивадзаки-Карива (Япония)

Данная электростанция имеет семь кипящих реакторов (из которых два улучшенных). Ее мощность равняется 7965 МВт. После аварии на АЭС Фукусима выведена из эксплуатации, но в 2012 году вновь вошла в строй.

Запорожская (Украина)

Эта электростанция самая крупная АЭС в Европе. Ее шесть реакторов могут вырабатывать мощность в 6000 МВт.

Ханул (Южная Корея)

Является одной из пары крупнейших АЭС в Южной Корее. Она имеет шесть действующих и два строящихся реактора. Мощность введенных в строй реакторов 5881 мегаватт.

Ханбит (Южная Корея)

Мощность шести реакторов водо-водяного типа электростанции Ханбит равняется 5875 МВт. До 2013 года эта станция называлась Йонван, но в связи с просьбами местных рыбаков получила новое имя, так как выловленная рыба у многих покупателей ассоциировалась с ядерной энергетикой.

Норд (Франция)

Эта электростанция находится в кантоне Гравлин. Является самой мощной АЭС во Франции, а ее мощность равняется 5460 МВт.

А что же Россия? Какое место атомная энергетика занимает в стране, являющейся ее родиной? Сейчас в России эксплуатируется 10 атомных электростанций, производящих 18 % всей электроэнергии вырабатываемой в стране. Удельный вес атомной энергии в общем энергобалансе не очень велик, что вполне объяснимо, если учесть богатые запасы углеводородов и огромный гидропотенциал страны.

Определить самую мощную АЭС в России довольно сложно – сразу четыре АЭС имеют по четыре реактора, каждый из которых имеет мощность в 1000 мегаватт. Это Балаковская, Ленинградская, Курская и Калининская АЭС. Поэтому для определения самой крупной АЭС в Российской Федерации необходимо прибегнуть к дополнительному показателю – выработанной электроэнергии за год. По этому показателю титул «самая крупная АЭС в России» принадлежит Балаковской АЭС – она вырабатывает более 30 млрд. кВт·ч в год. Эта же электростанция занимает и почетное десятое место в мировом рейтинге мощнейших АЭС.

В связи с все уменьшающимися запасами углеводородного сырья и дороговизной альтернативной энергии, атомная энергетика имеет все предпосылки для того, чтобы выйти на лидирующие позиции в вопросе обеспечения человечества электроэнергией. Если, конечно, в ближайшее время не удастся осуществить прорыв в области управляемых термоядерных реакций.

Атомная энергетика - одна из самых развивающихся областей промышленности, что продиктовано постоянным ростом потребляемой электроэнергии. Очень многие страны имеют свои источники выработки энергии при помощи «мирного атом».

Карта атомных электростанции России (РФ)

Россия входит в это число. История АЭС России начинается с далекого 1948 года, когда изобретатель советской атомной бомбы И.В. Курчатов инициировал проектирование первой атомной электростанции на территории тогда еще Советского Союза. Атомные станции России берут свое начало с постройки Обнинской АЭС, которая стала не только первой в России, но первой в мире атомной станцией.

Россия уникальная страна, которая обладает технологией полного цикла атомной энергетики, что подразумевает под собой все этапы, от добычи руды до конечного получения электроэнергии. При этом благодаря своим большим территориям, Россия обладает достаточным запасом урана, как в виде земных недр, так и в виде оружейного оснащения.

На настоящий момент ядерные электростанции в России включают в себя 10 действующих объектов, которые обеспечивают мощность в 27 ГВт (ГигаВатт), что составляет примерно 18% в энергетическом балансе стране. Современное развитие технологии позволяет сделать атомные электростанции России безопасными для окружающей среды объектами, несмотря на то, что использование атомной энергии является наиболее опасным производством с точки зрения промышленной безопасности.

Карта ядерных электростанции (АЭС) России включает в себя не только действующие станции, но также строящиеся, которых насчитывается порядка 10 штук. При этом к строящимся относятся не только полноценные атомные станции, но также перспективные разработки в виде создания плавучей атомной станции, которая отличается мобильностью.

Список атомных электростанций России имеет следующий вид:

Современное состояние атомной энергетики России позволяет говорить о наличии большого потенциала, который в обозримом будущем может реализоваться в создании и проектировании реакторов нового типа, позволяющих вырабатывать большие объемы энергии при меньших затратах.

И драматические события на АЭС «Фукусима-1» нанесли серьезный ущерб развитию атомной энергетики во всем мире. Стараниями средств массовой информации создано стойкое убеждение о неизбежной опасности любой электростанции с ядерной силовой установкой.

Но, по мнению многих ученых, достойной альтернативы в обеспечении потребности в электроэнергии пока нет, а, например, Балаковская - крупнейшая АЭС России - представляет собой угрозу не больше, чем любой другой промышленный объект подобного масштаба.

Принцип работы АЭС

Все крупнейшие электростанции, работающие на ядерном топливе, имеют сходный принцип действия. Для производства электроэнергии используется теплота, которая образуется при контролируемой цепной реакции деления ядерного топлива - в основном Этот процесс осуществляется в ядерном реакторе - «сердце» АЭС.

Далее происходит приготовление горячего пара, приводящего в движение турбины электрогенераторов. В зависимости от конструкции это могут быть роторы, используемые на электростанциях всех типов или построенные с учетом специфики установок, работающих на ядерном топливе.

Типы реакторов

Существует несколько типов реакторов, которые отличаются топливом, теплоносителем, проходящим через активную зону, и замедлителем, необходимым для контроля цепной реакции.

Самыми экономичными и производительными показали себя реакторы, где в качестве технологической жидкости используется обычная, «легкая» вода. По конструкции они бывают двух основных типов:

• РБМК - реактор большой мощности канальный. В нем пар, вращающий турбины, готовится непосредственно в активной зоне, поэтому такой объект называют кипящим. Таким был реактор четвертого энергоблока в Чернобыле, установку подобного типа использует, например, Курская станция - крупнейшая АЭС России.
• ВВЭР - водо-водяной энергетический реактор. Это система из двух герметичных контуров: в первом - радиоактивном - вода циркулирует непосредственно через активную зону реактора, поглощая теплоту от цепной реакции деления ядра, во втором - образуется пар, который подается к турбинам электрогенераторов. Такие реакторы используются в самой мощной в Европе Запорожской АЭС, на них работает еще одна крупнейшая АЭС России - Балаковская.

Второй тип реактора - газоохлаждаемый, где для контроля процессов используется графит (реактор ЭГП-6 на Билибинской АЭС). Третий - на топливе в виде природного урана и с «тяжелой водой» - оксидом дейтерия - в виде теплоносителя и замедлителя. Четвертый - РН - реактор на быстрых нейтронах.

Первые АЭС

Первый эксперимент по использованию атомного реактора для производства электроэнергии был проведен в США, в Национальной лаборатории Айдахо, в 1951 году. Реактор работал на мощности, достаточной для свечения четырех 200-ваттных электроламп. Через некоторое время установка стала обеспечивать электроэнергией всё здание, где проводились научные исследования на ядерном реакторе. К энергетической сети она была подключена через 4 года, и близлежащий к лаборатории город Арко стал первым в мире, обеспеченным электричеством с помощью атомной установки.

Но первой в мире промышленной атомной электростанцией является АЭС, пущенная летом 1954 года в Калужской области СССР и сразу же подключенная в сеть. Отсюда берет начало атомная энергетика России. Мощность Обнинской АЭС была невелика - всего 5 МВт. Через 3 года в Томской области, в городе Северске, была введена в эксплуатацию первая очередь Сибирской АЭС, производившей впоследствии 600 Мвт. Реактор, смонтированный там, предназначался для производства оружейного плутония, а электрическая и тепловая энергии являлись побочным продуктом. Сегодня реакторы на этих станциях заглушены.

АЭС на территории бывшего СССР

С конца 1950-х и с начала 1960-х в СССР начинается интенсивное строительство таких электростанций в разных регионах страны. Список АЭС России и союзных республик включает 17 подобных сооружений, 7 из которых остались за пределами нынешней Российской Федерации:

• Армянская, близ города Мецамора. Имеет два энергоблока общей мощностью 440 МВт. После Спитакского землетрясения 1988 года, которое АЭС выдержала без серьезных аварий благодаря заложенной при проектировании сейсмоустойчивости, было принято решение об её остановке. Однако в дальнейшем, из-за высокой потребности в электроэнергии, правительство республики решило запустить в 1995 году второй энергоблок. Несмотря на то что это произошло с учетом возросших требований по технологической и экологической безопасности, Евросоюз настаивает на его консервации.
• на северо-востоке Литвы действовала с 1983 по 2009 год и была закрыта по требованию Евросоюза.
• Запорожская, самая мощная АЭС в Европе, расположена на берегу Каховского водохранилища, в городе Энергодаре, построена в 1978 году. В её составе 6 энергоблоков ВВЭР-1000, производящих пятую часть электроэнергии Украины - около 40 млрд кВт/ч в год. Она полностью соответствует нормативам Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
• Ровенская, близ города Кузнецовска в Ровенской области Украины. Имеет 4 энергоблока типа ВВЭР общей мощностью 2835 МВт. Получила высокую оценку МАГАТЭ по результатам проверки состояния безопасности.
• Хмельницкая, возле города Нетешина, около речки Горини на Украине. Задействованы 2 ВВЭР-1000.
• Южно-Украинская, расположена на берегу Южного Буга в Николаевской области Украины. 3 энергоблока ВВЭР-1000 обеспечивают 96 % потребностей юга Украины в электроэнергии.
• Чернобыльская, возле города Припять, стала местом крупнейшей техногенной катастрофы года. Последний из четырех энергоблоков РБМК-1000 остановлен в 2000 году.

Доля электроэнергии, выработанной на АЭС, в общем энергобалансе крупнейших АЭС, ГЭС, ТЭС в России составляет около 18%. Это значительно меньше, чем, например, у лидера в атомной энергетической отрасли - Франции, где эта цифра составляет 75%. Согласно принятой правительством энергетической стратегии, за период до 2030 года планируется довести это соотношение до 20-30 % и увеличить производство электроэнергии с помощью энергоблоков, работающих на ядерном топливе, в 4 раза.

Атомная энергетика России

Сколько АЭС в России на сегодняшний день? В нашей стране действуют 10 станций, имеющих в своём составе 35 энергоблоков различного типа (в США работает около 100 таких установок). Наибольшее распространение у нас получили водо-водяные реакторы (ВВЭР) - всего 18 штук. Из них мощностью 1000 МВт - 12, еще 6 - 440 Мвт. В работе находится также 15 кипящих канальных реакторов: 11 РБМК-1000 и 4 - ЭГП-6.

Какая АЭС является самой крупной в России

На сегодняшний момент в системе Росэнергоатома нет одного явного лидера среди атомных электростанций по мощности и вкладу в общий баланс страны. Имеется 2 комплекса, где применяется одинаковое количество (4) однотипных реакторов ВВЭР-1000. Это Балаковская и Калининская атомные электростанции. Каждая из них обладает суммарной мощностью в 4000 МВт. Такая же мощность заложена в энергоустановку Курской и Ленинградской, где применяются по 4 энергоблока типа РБМК-1000. При этом самая мощная АЭС в мире - японская Касивадзаки-Карива - имеет 7 энергоблоков общей мощностью 8212 МВт.

Концентрация энергопредприятий подобного типа в привела к тому, что они играют важнейшую роль в обеспечении электроэнергией центральных регионов страны. В центре России, и особенно на северо-западе, доля АЭС в энергобалансе доходит до 40 %.

6 других российских АЭС

Свой вклад в российскую энергетику вносит Кольская станция, крупнейшая АЭС России на северных территориях, эксплуатирующая два тысячемегаваттных энергоблока. Продолжается введение новых мощностей на Нововоронежской АЭС, где находят применение новые, усовершенствованные энергоблоки ВВЭР -1200. Белоярская АЭС в Свердловской области может считаться экспериментальной площадкой для российских атомщиков. На ней используется несколько типов энергоблоков, в том числе и реакторы на быстрых нейтронах. На Чукотке расположена Билибинская станция, снабжающая этот регион необходимым теплом.

Вопрос о том, какая АЭС является самой крупной в России, может опять стать актуальным, когда на Ростовской станции будут введены новые энергоблоки, которых пока три, и мощность их составляет 3100 МВт. Такую же мощность имеет и Смоленская, работающая на РБМК-реакторах.

Перспективы

В программе развития отрасли учтено, сколько АЭС в России необходимо построить, сколько энергоблоков нужно реконструировать и ввести в строй, чтобы улучшить энергоснабжение. Это особенно актуально для районов Севера, Сибири и Дальнего Востока. Там расположены большинство нефтегазовых добывающих предприятий, пока составляющих основу российской экономики.

Одно из самых перспективных направлений, которые имеет атомная энергетика России, - создание плавучих атомных теплоэнергостанций. Это транспортабельные энергоблоки малой мощности (до 70 МВт) на основе реакторов на быстрых нейтронах типа КЛТ-40. Такие мобильные сооружения могут обеспечивать самые труднодоступные районы электричеством, промышленным и бытовым теплом и даже пресной водой. Ввод в эксплуатацию первой ПАТЭС «Михаил Ломоносов» планируется в ближайшие годы.

10. Уинтерсберг (Wintersburg)

Расположена в Аризоне, США. Самая крупная АЭС в США (занимает 16 км²). Предприятие вырабатывает энергию для нужд более 4 млн человек. Максимально возможная мощность - 3 942 МВт.

9. Охи (Ohi)

Находится в Японии, Фукуи. 4 реактора станции рассчитаны на мощность 4 494 МВт.

8. Брюс (Bruce County)

Расположена на территории Канады, Онтарио. Включает в себя 8 реакторов общей мощностью 4 693 МВт.

7. Каттном (Cattenom)

Регион: Франция, Лотарингия. Несмотря на небольшую площадь объекта, имеет мощность в 5 200 МВт.

6. Палюэль (Paluel)

Регион: Франция, Верхняя Нормандия. Станция обеспечивает работой все население небольшого нормандского поселка. Допустимая мощность АЭС - 5 320 МВт.

5. Норд (Nord)

Регион: Франция, Гравлин. Самый крупный ядерный объект во Франции. Мощность предприятия составляет 5 460 МВт.

4. Йонван (Yeonggwang)

Расположена в Южной Корее. Начала работу в 1986 году, сейчас максимальная мощность станции находится на уровне 5 875 МВт.

3. Запорожская АЭС

Расположена в Украине, Запорожье. Этот уникальный крупнейший в Европе ядерный объект состоит из 6 реакторов, выдающих мощность в пределах 6 000 МВт.

2. Касивадзаки-Карива (Kashiwazaki-Kariwa)

Регион: Япония. Современная АЭС, которая включает в себя 5 уникальных реакторов класса BWR, и 2 – ABWR. Предел мощности объекта составляет 7 965 МВт.

1. Фукусима I и II

До недавнего времени общая мощность АЭС составляла 8 814 МВт (мировой лидер). После природных катаклизмов (землетрясение и цунами), 4 из 6 реакторов получили значительные повреждения.