На атомных электростанциях используется: на атомных электростанциях используется энергия, выделяющаяся в результате: а) любых

Системы оповещения в энергетике — атомной электростанции

Описание решения системы

предупреждения для атомной электростанции

Системы своевременного предупреждения и оповещения для атомной электростанции  представляют собой большие системы оповещения в радиусе приблизительно 20 км от электростанции и используют сотни электронных сирен. Системы отвечают всем требованиям, предъявляемым к надежности эксплуатации в типично сложных условиях атомных электростанций.

• Система предупреждения охватывает предупреждающим сигналом территорию на расстоянии нескольких десятков километров от атомной электростанции. Сигнал может быть активирован любым из двух полностью независимых и физически отдаленных друг от друга центров управления (основного или резервного), или вышестоящим общегосударственным центром управления.
• Система оповещения автоматически созывает кризисные штабы и информирует компетентных лиц с помощью звукового или текстового сообщения о возникновении чрезвычайной ситуации.

Я заинтересован

Основной центр предупреждения и оповещения, оснащен программным приложением Vektra®, которое

• осуществляет систематический мониторинг состояния и функциональности всей системы предупреждения
• подключено к системе мониторинга и сенсорам, которые контролируют определенные технологические параметры системы, а также метеорологическую ситуацию и сейсмическую активность, которая бы могла влиять на ход атомной электростанции
• в случае критически повышенного уровня измеряемых значений или подозрения на возникновение аварии
  • автоматически активирует соответствующее предупреждающее сообщение иоптическую предупреждающую сигнализацию
• в случае возникновения чрезвычайной ситуации крупного масштаба
  • автоматически активирует процесс предупреждения, т.е. созыв компетентных работников на рабочие места и информирование соответствующих институтов
• записывает коммуникацию в центре управления по предупреждению и оповещению для последующего анализа
• обеспечивает высокую безопасность, благодаря стопроцентному резервированию всей технологии

Резервный центр предупреждения и оповещения

• работает параллельно с основным центром предупреждения и оповещения
• технологически оснащен так же, как и основной центр
• может взять на себя ручное или автоматическое управление системой в случае необходимости или выхода из строя основного центра управления (т. е. работает в режиме «подслушивания»)

Система внутреннего и внешнего озвучивания Amadeo:

• элементы размещены на отдельных участках для обеспечения предупреждения в нескольких зданиях,
• элементы функционируют как автономное оборудование и локально реагируют на отдельные рабочие состояния,
• способны функционировать самостоятельно в случае любых неисправностей в центре управления или неисправности связи,
• составной частью являются 100 V сети с репродукторами для озвучивания внутренних пространств с обычным уровнем шума или с репродукторами для озвучивания шумных производств и внешних пространств,
• эффективность на шумных производствах можно повысить за счет использования световых маяков
• элементы оснащены всеми функциями автоматического тестирования и модулями.

.

Электронные сирены Pavian:

• создают высокое акустическое давление на большое расстояние,
• обеспечивают прекрасную отчетливость при передаче разговорной речи,
• обладает высокой надежностью благодаря:
  • полной работоспособности даже в случае отсутствия электрического напряжения,
    • полной функциональности в условиях экстремальной температуры,
    • передовым функциям автоматического тестирования,
  • позволяет использовать разнородные варианты питания,
  • обеспечивает связь с центром управления с помощью радио и линейных каналов связи.
  • также можно управлять локально из локальных центров управления (главы органов самоуправления населенных пунктов)

Инфраструктура связи

• состоит из основного, резервного узла связи и локальных узлов связи
  • основной узел связи – связывается с локальными подразделениями и с сиренами в прямой досягаемости
  • локальные узлы связи – связываются с сиренами в определенных районах и выполняют, прежде всего, функцию концентратора с целью сокращения времени реагирования всей системы
• обеспечивает связь между центром управления и остальными элементами системы предупреждения,
• позволяет подключить систему своевременного предупреждения атомных электростанций к вышестоящей общегосударственной/общественной системе предупреждения

Оповещение компетентных лиц, которые:

• информированы о возникновении чрезвычайной ситуации по телефону или с помощью СМС сообщения,
• созваны на рабочие места и спасательные работы.

Полезный атом

Ядерная энергетика не так давно стала неотъемлемой частью современной цивилизации. Но ее польза несомненна. Свет и тепло в жилых домах и офисах, энергия, необходимая промышленным предприятиям, – все это у нас есть благодаря в том числе и атомным электростанциям.

Использование ядерных технологий открыло человечеству новые возможности для создания передовых энергетических систем и уникальных материалов, освоения труднодоступных территорий на Земле, изучения планет Солнечной системы и раскрытия тайн появления и развития самой Вселенной.

Будущее, в котором человек не использует себе на благо полезные качества атомной энергетики и радиационных технологий, представить невозможно. На Земле и в космосе мы не можем обойтись без применения различных свойств радиации, сберегающих и исцеляющих человека и природу, открывающих новые горизонты в исследовании космического пространства и позволяющих познать основы биологического мира нашей планеты.

«Мы хотим, чтобы люди знали о естественной радиоактивности, понимали, что радиация существует вокруг нас и что в малых дозах естественное радиоактивное излучение не опасно. Радиоактивно все, что нас окружает: полы и стены наших домов, еда, которую мы едим, воздух, которым мы дышим, даже наше собственное тело». 

Людовик Ферьер, 

куратор коллекции минералов
Музея естественной истории (Вена, Австрия)

В 1896 году французский физик Антуан Беккерель открыл явление радиоактивности – самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы другого, сопровождающееся испусканием элементарных частиц и электромагнитного излучения. В течение последующих десятилетий ученые во всем мире постигали во всех тонкостях суть этого явления и учились использовать его в практических целях.

Радиоактивные элементы входят и в состав Земли. Сам человек тоже немного радиоактивен, поскольку в любой живой ткани в малейших количествах есть радиоактивные вещества и происходит радиоактивный распад.

Фактически все живые организмы на Земле постоянно испытывают на себе действие природного радиоактивного (ионизирующего) излучения. Существует даже научная теория, согласно которой возникновение жизни на нашей планете связано с воздействием мощных радиационных полей.

Ученым известно о существовании настоящего природного ядерного реактора, которому уже два миллиарда лет. В начале 1970-х годов в Окло (Габон) французские специалисты случайно обнаружили урановую руду с пониженной концентрацией изотопа урана-235, что обычно бывает в результате ядерной реакции. После детального изучения добытого из шахты материала специалисты пришли к удивительному выводу, что в урановой руде протекала ядерная реакция деления, возникшая естественным путем.

Для ее запуска в природе совпали два фактора. Во-первых, в месторождениях урановой руды на западе Экваториальной Африки содержалась критическая масса урана-235. Во-вторых, там же присутствовал замедлитель ядерной реакции – вода. Если бы вода не замедляла нейтроны, управляемая реакция расщепления была бы невозможна и расщепления атомов бы не произошло.

Сегодня существование человечества видится немыслимым без использования знаний об энергии атома. Передовые страны интенсивно развивают различные радиационные технологии и ядерную энергетику, выросшие из фундаментального открытия радиоактивности.

.

.

Алексей Лихачёв, генеральный директор ГК «Росатом»



Помимо экологически чистого и надежного источника энергии, вносящего существенный вклад в решение вопроса борьбы с изменением климата, мирный атом также способствует развитию науки, образования, медицины, сельского хозяйства.

Алексей Лихачёв, генеральный директор ГК «Росатом»

Современные высокотехнологичные устройства, уникальные научные и промышленные инструменты и системы, новые материалы и качества уже известных – сегодня все это создается с помощью свойств радиации. Люди изучают и спасают древние артефакты, берегут природу, познают тайны Земли и Вселенной благодаря безграничной силе атомной энергии. Конечно, мы находимся лишь в самом начале полноценного использования всех свойств энергии атомного ядра, но даже то, что уже открыто и применяется, восхищает своими возможностями.

8 ноября 1895 года немецкий физик Вильгельм Рентген обнаружил X-лучи, впоследствии названные в его честь. С помощью рентгена, то есть ионизирующего излучения, человечество научилось не только лечить самые тяжелые заболевания, но и проникать в тайны материи.

Энергию естественного распада радиоактивных изотопов человечество использует в различных земных и космических устройствах – радиоизотопных источниках энергии (РИТЭГах). С их помощью вырабатывается необходимая для функционирования систем электроэнергия и тепло. К примеру, в советских луноходах, исследовавших Луну, РИТЭГи обогревали приборы внутри машины.

Его построили в 1942 году в Чикагском университете под руководством знаменитого физика Энрико Ферми. В нашей стране первый ядерный реактор Ф-1 был построен в 1946 году академиком Игорем Курчатовым в Лаборатории № 2 АН СССР (сегодня это НИЦ «Курчатовский институт»).

С помощью технологии радиоизотопной датировки, основанной на методе определения возраста различных объектов, в составе которых есть какой-либо радиоактивный изотоп, археологи, палеонтологи и даже искусствоведы выясняют возраст древних артефактов.

Первой в мире атомной электростанцией, запущенной в промышленную эксплуатацию, стала Обнинская АЭС в нашей стране. Ее включили в энергосеть 26 июня 1954 года.

.

.

Андрей Сахаров, советский физик-теоретик, академик АН СССР



Развитие ядерной энергетики – одно из необходимых условий сохранения экономической и политической независимости каждой страны, как уже достигшей высокого уровня развития, так и развивающейся.

Андрей Сахаров, советский физик-теоретик, академик АН СССР

Наша страна – родоначальник промышленного использования атомных электростанций. Сегодня отечественные атомщики проектируют и строят самые современные АЭС поколения «3+», обладающие высокой экономической эффективностью, надежностью и оснащенные передовыми активными и пассивными системами безопасности.

Проекты АЭС поколения «3+» были разработаны специалистами Инжинирингового дивизиона госкоропрации «Росатом». 

Первой построенной станцией стала Нововоронежская АЭС-2. Энергоблок № 1 был сдан в промышленную эксплуатацию 27 февраля 2017 года, второй блок начал работать 31 октября 2019 года. Далее, в марте 2018 года, был запущен первый блок поколения «3+» на Ленинградской АЭС. В конце октября 2020 года на станции заработал второй блок этого проекта.

Инжиниринговый дивизион Росатома в настоящее время единственная компания в мировой атомно-энергетической отрасли, построившая референтные энергоблоки АЭС как третьего поколения:

• энергоблоки № 1–4 Тяньваньской АЭС в Китае

• энергоблоки № 1–2 АЭС «Куданкулам» в Индии

так и поколения «3+»:

• энергоблоки № 1–2 Нововоронежской АЭС-2

• энергоблоки № 1–2 Ленинградской АЭС-2

Флагманский проект Росатома – энергоблок АЭС с реактором ВВЭР-1200.  

Он вобрал в себя весь отечественный опыт реакторостроения и лучшие мировые исследования по безопасности и надежности. ВВЭР-1200 отличается повышенной на 20% мощностью в сравнении с предыдущим проектом, сроком службы в 60 лет, с перспективой продления, высоким коэффициентом использования установленной мощности – до 90%, возможностью маневра мощностью в интересах энергосистемы и способен работать 18 месяцев без перегрузки топлива.

Проект атомной электростанции с реактором ВВЭР-1200 соответствует требованиям Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), Клуба европейских эксплуатирующих организаций (EUR, European Utility Requirements for LWR Nuclear Power Plants) и «постфукусимским» требованиям WENRA (Western European Nuclear Regulators Association).

.

Загрузка ядерного топлива в реактор ВВЭР-1200 Ленинградской АЭС

Инжиниринговый дивизион Росатома, в зависимости от условий контракта, сегодня проектирует, поставляет оборудование, сооружает и контролирует процесс строительства атомных электростанций с энергоблоками российского дизайна ВВЭР-1200:

• в Египте на АЭС «Эль-Дабаа»

• в Китае на АЭС «Сюйдапу» и на 7–8 блоках Тяньваньской АЭС

• в Финляндии на АЭС «Ханхикиви»

• в Турции на АЭС «Аккую»

• в Венгрии на АЭС «Пакш-2»

• в Бангладеш на АЭС «Руппур»

• в России на Курской АЭС-2

• в Беларуси на Белорусской АЭС

При сооружении четырех блоков АЭС более 24 тыс. специалистов обеспечиваются работой, поступает экспортный доход с высокой добавленной стоимостью, выстраиваются долгосрочные стратегические отношения с каждой страной-партнером.

.

Александр Локшин, 

первый заместитель генерального директора по операционному управлению Госкорпорации «Росатом» — Президент
АО ИК «АСЭ» 



В атомной энергетике надежность определяется референтностью: технологии, которые предлагает Росатом, были опробованы на практике в течение длительного времени: созданные с их использованием АЭС безопасно работают уже долгие годы.

Александр Локшин, 

первый заместитель генерального директора по операционному управлению Госкорпорации «Росатом» — Президент
АО ИК «АСЭ» 

Четыре высокоэффективных барьера:

• Первый – топливная таблетка, предотвращает выброс радиации под оболочку тепловыделяющего элемента (твэл).

• Второй – сама оболочка твэла из циркониевого сплава, не дает радиации попасть в теплоноситель (воду) главного циркуляционного контура.

• Третий – главный циркуляционный контур, препятствует выходу продуктов деления под защитную герметичную оболочку.

• Четвертый – система защитных герметичных оболочек, выдерживает падение самолета, смерч, ураган или взрыв, колоссальное внутреннее давление и внешнее воздействие ударной волны. Современная российская АЭС выдерживает даже землетрясение силой до восьми баллов.

Если что-то случится в самом реакторном зале, то вся радиоактивность останется внутри этой оболочки. К примеру, если вода в реакторе превратится в пар и, как в гигантском чайнике, будет давить изнутри на крышку, то оболочка выдержит и это. Системы защиты не дают скапливаться в энергоблоке взрывоопасному водороду и в любых нештатных ситуациях автономно отводят тепло от оболочки.

У АЭС есть активные системы безопасности, приводимые в действие человеком, а есть и пассивные, чье защитное действие совершенно не зависит от оператора.

Одна из важнейших пассивных систем безопасности атомной электростанции – ловушка расплава. Впервые ловушкой была оснащена Тяньваньская АЭС в Китае, построенная по российскому проекту. Теперь такие системы устанавливаются на всех атомных электростанциях дизайна Росатома.

.

Строительство Тяньваньской АЭС-2, Китай

Он расположен под ядерным реактором АЭС и заполнен так называемым «жертвенным» материалом из оксидов железа и борной кислоты, который позволяет мгновенно заглушить ядерную реакцию. Пассивной система называется потому, что в случае гипотетической аварии расплавленное топливо без участия человеческого фактора, а лишь под действием силы земной гравитации, падает в огнеупорный стакан и остается в нем.

Согласно требованиям МАГАТЭ, все атомные электростанции оснащаются резервными автономными мобильными дизель-генераторами и мобильными насосными установками, чтобы исключить события, подобные тем, что произошли в 2011 году на японской АЭС «Фукусима-1».

Современная атомная электростанция – надежный, стабильный и мощный источник энергии. Вырабатываемая АЭС электроэнергия идет в общую энергосистему, поступая к промышленным потребителям, в населенные пункты и на любые объекты, где она необходима. АЭС – это экологически чистая энергия, поскольку атомная электростанция не загрязняет атмосферу вредными элементами и не является источником эмиссии парниковых газов.

Помимо всего прочего, атомная электростанция – это еще и один из самых красивых индустриальных объектов, созданных человечеством. В этом можно убедиться, посмотрев на снимки станций, построенных Инжиниринговым дивизионом Росатома.

.

Сегодня специалисты Росатома создают облик ядерной энергетики будущего. Проектировщики, конструкторы, строители единой командой разрабатывают новейшие проекты, внедряют инновационные разработки, увеличивая эффективность и оптимизируя технологические решения энергообъектов. Перспективы развития отрасли определены на годы вперед.

Инжиниринговый дивизион Росатома разработал адаптированный под требования надзорных органов европейских стран проект реактора ВВЭР-1200Е поколения «3+». Атомные станции данного дизайна будут построены в Венгрии и Финляндии. 

Главным преимуществом ВВЭР-1200Е является повышенный уровень безопасности блоков к внешним воздействиям и внутренним отказам. Применяемые системы безопасности и барьеры исключают выход радиоактивности в окружающую среду и служат физической защитой от природных катаклизмов, техногенных аварий и иных чрезвычайных ситуаций.

Его можно назвать эволюционным, поскольку он базируется на технических решениях проекта атомной электростанции с реактором ВВЭР-1200. 

Ряд характеристик ВВЭР-ТОИ, в том числе:

• оптимизация сроков строительства до 40 месяцев

• снижение стоимости возведения на 20%

• снижение эксплуатационных расходов на 10% по сравнению с проектом предыдущего поколения
позволяют ВВЭР-ТОИ успешно конкурировать на мировом рынке по техническим и экономическим параметрам

В проекте ВВЭР-ТОИ применен ряд дополнительных мер безопасности по сейсмостойкости и при гипотетических тяжелых авариях. Кроме того, без каких-либо доработок блок можно эксплуатировать с использованием так называемого МОКС-топлива. 

В 2019 году проект ВВЭР-ТОИ признан соответствующим требованиям Клуба европейских эксплуатирующих организаций (EUR). На сегодняшний день проект ВВЭР-ТОИ реализуется на площадке Курской АЭС-2 в России и на площадке АЭС «Аккую» в Турции.

.

Изготовление днища корпуса реактора ВВЭР-ТОИ для Курской АЭС-2

Также Инжиниринговый дивизион Росатома выступает генеральным проектировщиком атомных станций с реакторами на быстрых нейтронах. В российской атомной отрасли к настоящему времени накоплен уникальный практический опыт создания и длительной успешной эксплуатации реакторов данного типа. С ними связывается перспектива перехода атомной энергетики на замкнутый топливный цикл, обеспечивающий наиболее эффективное использование урановых ресурсов и решение экологических проблем обращения с ОЯТ и РАО.

В 2015 году в России на Белоярской АЭС начал работу первый и единственный в мире энергоблок с реактором БН-800. Помимо генерации электроэнергии, блок решает ряд важнейших задач, обеспечивая наработку научной и исследовательской базы для новейшего проекта АЭС на быстрых нейтронах большей мощности – БН-1200.

Энергоблок БН-800 Белоярской АЭС

.

ТАСС Спецпроекты, 2020

ТАСС информационное агентство (свидетельство о регистрации СМИ № 03247 выдано 2 апреля 1999 г. Государственным комитетом Российской Федерации по печати). Отдельные публикации могут содержать информацию, не предназначенную для пользователей до 16 лет.

В проекте использованы фотографии из архива ТАСС, источников партнера и Gettyimages.

Над проектом работали:

{{role.role}}:
{{role. fio}}

Поделиться

Происхождение радиоактивности на атомных станциях. Анализ рисков рака у населения вблизи ядерных установок

Атомные энергетические реакторы ¹
на уране, слегка обогащенном этим изотопом
уран-235. ² Это
изотоп способен поддерживать управляемую цепную ядерную реакцию, т.
необходимые для производства электрической энергии. Цепная реакция приводит к
производство нейтронов, вызывающих радиоактивность топлива, охлаждение
вода и конструктивные элементы реактора.

Радиоактивность возникает главным образом в результате процессов, связанных с захватом
нейтронов атомами урана в топливе. Деление происходит, когда
ядро атома урана-235 (реже атома урана-238)
захватывает нейтрон, становится нестабильным и распадается на два и (нечасто)
три ³ зажигалка
ядра; эти ядра относятся к продуктам деления.
Деление урана приводит к бимодальному распределению продуктов деления по массе.
показано на рисунке D.1. Наиболее распространенные продукты деления имеют массовые числа
около 90 и 137 (например, стронций-90 и цезий-137).

Продукты деления, образующиеся в ядерном энергетическом реакторе, охватывают периодические
стол. К ним относятся:

• Благородные газы, например, криптон-85 и ксенон-133.

• Галогены, например, йодид-131.

РИСУНОК D.1 Распределение массы в результате деления урана-235
тепловые нейтроны.

ИСТОЧНИК: Данные из файла совместной оценки деления и синтеза,
Данные о нейтронных инцидентах, http://www-nds.iaea.org/exfor/endf00.htm, 2 октября,
2006 г.; см. http://www-nds.iaea.org/sgnucdat/c1.htm.

• Щелочные металлы, например, цезий-137.

• Щелочноземельные металлы, например, стронций-90.

• Реже водород-3, чаще называемый
  тритий (T), при тройном делении урана
  атомы.

Захват нейтронов также может вызывать радиоактивность через
превращение одного химического элемента в другой.
процесс трансмутации приводит к испусканию ядерных частиц (например,
протоны) и излучение ядра. Некоторые реакции превращения и
продукты, важные для энергетических реакторов, включают следующее:

• Производство азота-16 путем захвата нейтрона
  ядро атома кислорода: кислород-16 + нейтрон
  — > азот-16 + протон (сокращенно
  ¹⁶ О(н, п) ¹⁶ Н). Азот-16 имеет короткую
  (7-секундный) период полураспада и в первую очередь представляет опасность для работников ядерных
  растения.

• Производство углерода-14 путем захвата нейтронов ядрами
  атомов азота, кислорода или углерода: ¹⁴ N(n,
  р) ¹⁴ С; ¹³ С(н, у) ¹⁴ С;
  ¹⁷ O(n, a) ¹⁴ C.

• Получение трития (T) путем захвата нейтрона ядром
  атома бора: ¹⁰ B(n,2a)T. Это важный
  реакция в реакторах с водой под давлением, в которых для охлаждения используется бор
  вода для контроля реактивности.

• Производство трития путем захвата нейтрона дейтерием
  атом, естественным образом присутствующий в охлаждающей воде
  реактор.

Захват нейтронов также может вызвать радиоактивность через
активация. Захват нейтрона возбуждает
ядро, которое быстро распадается до менее энергетического состояния за счет испускания
излучения. Некоторые реакции активации и продукты, важные для
К энергетическим реакторам относятся:

• Производство кобальта-60 из кобальта-59 по реакции
  ⁵⁹ Co(n, y) ⁶⁰ Co.

• Получение железа-55 из железа-54 по реакции
  ⁵⁴ Fe(n, y) ⁵⁵ Fe.

Кобальт-60 и железо-55 являются обычными продуктами активации в структурных
компоненты реакторов.

Изотопы, образующиеся в результате этих процессов захвата нейтронов, почти всегда
радиоактивный. Их распад включает испускание альфа-, бета- и гамма-излучения.
излучение, чтобы произвести как радиоактивный, так и нерадиоактивный распад
товары. Реакция распада, имеющая особое значение в ядерной
энергетических реакторов:

Эта реакция производит плутоний-239 путем захвата нейтронов урана-238 с последующим
двумя бета-распадами.

Частицы и другое излучение, испускаемое при захвате нейтронов, могут взаимодействовать
с атомами в топливе, теплоносителе и структурах реактора для производства
дополнительная радиоактивность. Например, взаимодействие энергетических
электроны с материалами в реакторе приводит к излучению фотонов
известный как тормозное излучение . Это излучение выглядит как слабое
голубое свечение при взаимодействии электронов с охлаждающей водой в реакторе и
бассейны отработавшего топлива.

1

Термины ядерные энергетические реакторы и ядерные
электростанции относятся к реакторам, которые используются на
коммерческую основу для производства электроэнергии. Такие реакторы обычно
генерировать порядка 1000 мегаватт электроэнергии и 3000
мегаватт тепловой энергии.

2

Природный уран содержит около 99,3% урана-238 и 0,7
процент урана-235. Топливо, используемое в энергетических реакторах, обычно
обогащены ураном-235 до уровня 3-5 процентов.

3

Обозначается как тройное деление.

Факты и информация о ядерной энергии

Что такое ядерная энергия?

Как работает ядерная энергия? Опасна ли радиация? Узнайте разницу между ядерным делением и синтезом, как уран подпитывает процесс, а также плюсы и минусы этого альтернативного источника энергии.

Ядерная энергия вырабатывается путем расщепления атомов с целью высвобождения энергии, содержащейся в сердцевине или ядре этих атомов. Этот процесс, ядерное деление, генерирует тепло, которое направляется на хладагент — обычно воду. Образовавшийся пар вращает турбину, соединенную с генератором, вырабатывая электричество.

Около 450 ядерных реакторов обеспечивают около 11 процентов мировой электроэнергии. Страны, производящие больше всего ядерной энергии, — это, по порядку, США, Франция, Китай, Россия и Южная Корея.

Наиболее распространенным топливом для ядерной энергетики является уран, широко распространенный металл во всем мире. Добытый уран перерабатывается в U-235, обогащенную версию, используемую в качестве топлива в ядерных реакторах, поскольку его атомы легко расщепляются.

В ядерном реакторе нейтроны — субатомные частицы, не имеющие электрического заряда — сталкиваются с атомами, вызывая их расщепление. Это столкновение, называемое ядерным делением, высвобождает больше нейтронов, которые реагируют с большим количеством атомов, создавая цепную реакцию. Побочный продукт ядерных реакций, плутоний, также может быть использован в качестве ядерного топлива.

Типы ядерных реакторов

В США большинство ядерных реакторов представляют собой реакторы с кипящей водой, в которых вода нагревается до точки кипения для высвобождения пара, или реакторы с водой под давлением, в которых вода под давлением не кипит, а направляет тепло во вторичный источник воды для производства пара. Другие типы ядерных энергетических реакторов включают реакторы с газовым охлаждением, которые используют углекислый газ в качестве хладагента и используются в Великобритании, и реакторы на быстрых нейтронах, которые охлаждаются жидким натрием.

История ядерной энергетики

Идея ядерной энергетики зародилась в 1930-х годах, когда физик Энрико Ферми впервые показал, что нейтроны могут расщеплять атомы. Ферми возглавил группу, которая в 1942 году осуществила первую цепную ядерную реакцию под стадионом Чикагского университета. За этим последовал ряд вех в 1950-х годах: первая электроэнергия, произведенная из атомной энергии на экспериментальном реакторе-размножителе I в Айдахо в 1951 году; первая атомная электростанция в городе Обнинск на постсоветском пространстве в 1954; и первая коммерческая атомная электростанция в Шиппингпорте, штат Пенсильвания, в 1957 году. ( Пройдите наши викторины об атомной энергетике и узнайте, как много вы узнали: часть I — здесь, часть II — здесь. )

Атомная энергетика, изменение климата и будущие проекты

Атомная энергетика не считается возобновляемой энергией, учитывая ее зависимость от добываемых ограниченных ресурсов, но поскольку действующие реакторы не выбрасывают какие-либо парниковые газы, которые способствуют глобальному сторонники потепления говорят, что это следует рассматривать как решение проблемы изменения климата. Начинающий исследователь National Geographic Лесли Деван, например, хочет возродить реактор с расплавленной солью, в котором в качестве топлива используется жидкий уран, растворенный в расплаве соли, утверждая, что это может быть безопаснее и дешевле, чем реакторы, используемые сегодня.

Другие работают над небольшими модульными реакторами, которые могут быть портативными и простыми в сборке. Подобные инновации направлены на спасение отрасли в условиях кризиса, поскольку существующие атомные станции продолжают стареть, а новые не могут конкурировать по цене с природным газом и возобновляемыми источниками, такими как ветер и солнечная энергия.

Святым Граалем будущего ядерной энергетики является ядерный синтез, который генерирует энергию, когда два легких ядра сталкиваются вместе, образуя одно более тяжелое ядро. Термоядерный синтез может доставлять больше энергии более безопасно и с гораздо меньшим количеством вредных радиоактивных отходов, чем ядерный синтез, но лишь небольшому числу людей, в том числе 14-летнему подростку из Арканзаса, удалось построить работающие термоядерные реакторы. Такие организации, как ИТЭР во Франции и Институт физики плазмы им. Макса Планка, работают над коммерчески жизнеспособными версиями, которые пока остаются недостижимыми.

Риски ядерной энергетики

Выступая против ядерной энергетики, оппоненты указывают на проблемы долгоживущих ядерных отходов и призрак редких, но разрушительных ядерных аварий, таких как Чернобыль в 1986 году и Фукусима-дайити в 2011 году. Чернобыльская катастрофа в Украине произошла, когда из-за неправильной конструкции реактора и человеческой ошибки произошел скачок напряжения и взрыв на одном из реакторов. В воздух было выброшено большое количество радиоактивных веществ, и сотни тысяч людей были вынуждены покинуть свои дома. Сегодня территория, окружающая завод, известная как Зона отчуждения, открыта для туристов, но населена только различными видами диких животных, такими как серые волки, которые с тех пор захватили власть.

В случае с японской Фукусима-дайити последствия землетрясения и цунами в Тохоку привели к катастрофическим отказам станции. Несколько лет спустя близлежащие города изо всех сил пытаются восстановиться, эвакуированные по-прежнему боятся возвращаться, а общественное недоверие преследовало усилия по восстановлению, несмотря на заверения правительства в том, что большинство районов безопасны.

Другие аварии, такие как частичное расплавление на острове Три-Майл в Пенсильвании в 1979 году, остаются ужасающими примерами радиоактивного риска ядерной энергетики. Катастрофа на Фукусиме, в частности, вызвала вопросы безопасности электростанций в сейсмических зонах, таких как Мецаморская электростанция в Армении.

Другие вопросы, связанные с ядерной энергетикой, включают в себя, где и как хранить отработавшее топливо или ядерные отходы, которые остаются опасно радиоактивными в течение тысяч лет. Атомные электростанции, многие из которых расположены на побережьях или вблизи них из-за близости к воде для охлаждения, также сталкиваются с повышением уровня моря и риском более сильных штормов из-за изменения климата.

Читать дальше

Однажды мы сплотились, чтобы спасти ламантинов. Можем ли мы сделать это снова?

• Магазин

Однажды мы сплотились, чтобы спасти ламантинов. Можем ли мы сделать это снова?

Десятилетия назад для этих нежных морских млекопитающих во Флориде нависла угроза исчезновения. Люди помогли им восстановиться, но недавние вымирания — тревожный признак.

Почему DACA — и Мечтатели — навсегда в подвешенном состоянии

• История и культура

Почему DACA — и Мечтатели — навсегда в подвешенном состоянии

Их привезли в США детьми — и для многие, это единственный дом, который они когда-либо знали.