Чи потрібна Україні Ядерна енергетика?

План

1. Історія виникнення ядерної енергетики.
2. Чому виникла необхідність використання ядерного палива.
3. Які сфери використання ядерного палива.
4. Атомні електростанції. Їхні переваги та недоліки.
5. Альтернативні джерела енергії. Їхні переваги та недоліки.
6. Ядерне паливо для боєздатності країни.
7. Екологічні проблеми ядерної енергетики.

1. Історія виникнення ядерної енергетики.

1977-й рік — рік народження української атомної енергетики. У промислову експлуатацію введено перший енергоблок Чорнобильської АЕС з реактором РБМК-1000 (1000 МВт). Зростаюча потреба в електроенергії, прагнення замінити теплові та гідроелектростанції на потужніші — атомні, сприяли їх швидкому будівництву. На час техногенної аварії на 4-му блоці Чорнобильської АЕС (квітень 1986) в Україні перебувало в експлуатації 10 енергоблоків, 8 з яких потужністю 1000 МВт.

У 1986 та в 1990 роках — Верховною Радою УРСР було впроваджено мораторії на будівництво нових АЕС (в 1990 на 5-ть років). 21 жовтня 1993 року мораторій було знято Верховною Радою України. Мораторії не стосувалися енергоблоків, які були в процесі будівництва, тому з 1986 по 1990 було введено в експлуатацію 6 атомних блоків потужністю 1000 МВт кожний: три на Запорізькій АЕС  і по одному на Південно-Українській,Рівненській таХмельницькій АЕС. На час здобуття незалежності (серпень 1991 р.) в Україні працювало 15 енергоблоків на 5 атомних електростанціях,

Після розпаду СРСР Чорнобильська АЕС поступово виведена з експлуатації. Взамін закритих на ній енергоблоків, на інших електростанціях було введено в експлуатацію три нових енергоблоки. Таким чином, станом на 2012 рік, працює 4 АЕС на яких працює 15 реакторів, які виробляють близько 50 % загальної електроенергії України.

2. Чому виникла необхідність використання ядерного палива.

- Зростання споживання енергії в світі. 

- Природні запаси органічного палива - обмежені. 

Світова хімічна промисловість збільшує обсяг споживання вугілля і нафти для технологічних цілей, тому незважаючи на відкриття нових родовищ органічного палива і вдосконалення способів його видобутку, у світі спостерігається тенденція до збільшення його вартості.Споживання енергії зростає настільки швидко, що відомі в даний час запаси палива виявляться вичерпаними вже через порівняно короткий час. Проблему "енергетичного голоду" не вирішує використання поновлюваних джерел енергії: річок, вітру, сонця, морських хвиль, глибинного тепла Землі. Сьогодні з вами ми поговоримо про атомну енергетику.

До 1940 року вважали, що ядерна енергетика представляє чисто науковий інтерес. Ще в 1937 році лорд Ернст Резерфорд стверджував, що отримання ядерної енергії в більш-менш значних кількостях, достатніх для практичного використання, ніколи не буде можливим. Але вже в 1942 р під керівництвом Енріко Фермі в США був побудований перший ядерний реактор. На жаль, в цей час йшла друга світова війна і 16 липня 1945 року в 5 годин 30 хвилин ранку за місцевим часом в пустелі Аламогордо (штат Нью-Мехіко, США) була випробувана перша атомна бомба. У 1946 р перший європейський реактор був створений в СРСР під керівництвом І. В. Курчатова. Під його керівництвом було розроблено і проект першої в світі АЕС. У січні 1954 зі стапелів доків ВМФ США в Гротоні (штат Коннектикут) зійшов підводний човен нового типу - атомний якому дали ім'я його знаменитого попередника - Nautilus. 27 червня 1954 в Обнінську була пущена перша в світі атомна електростанція потужністю 5 МВт. Слідом за першою АЕС в 50-ті роки споруджуються АЕС: Calder Hall-1 (1956, Великобританія); Shippingport (1957 р, США); Сибірська (1958 р, СРСР); G-2, Маркуль (1959, Франція). Після накопичення досвіду експлуатації первістків атомної енергетики в СРСР, США, країнах Західної Європи були розроблені програми спорудження головних зразків майбутніх серійних енергоблоків. 17 вересня 1959 в свій перший рейс вийшов перший у світі атомний криголам "Ленін", побудований на ленінградському Адміралтейському заводі і приписаний до Мурманська пароплавству.

Отже, атомна енергія сьогодні затребувана.

Ядерна енергетика розвивається в усьому світі і є одним з найперспективніших на сьогоднішній день напрямків енергетики. Проте використання ядерної енергії в мирних цілях створює і серйозні проблеми.

3. Які сфери використання ядерного палива.

Ядерний реактор

Ядерне пальне використовується в ядерних реакторах, де воно зазвичай розташовується в герметично закритих тепловиділяючих елементах у вигляді пігулок розміром в декілька сантиметрів. До ядерного пального застосовуються високі вимоги по хімічній сумісності з оболонками ТВЕЛів, у нього мають бути достатня температура плавлення і випаровування, хороша теплопровідність, невелике збільшення об'єму при нейтронному опромінюванні, технологічність виробництва.

4. Атомні електростанції. Їхні переваги та недоліки.

Запорізька АЕС

Ядерна енергія виробляється на атомних електричних станціях, використовується на атомних криголамах, атомних підводних човнах. Розвиток індустріального суспільства спирається на рівень виробництва та споживання різних видів енергії, що постійно зростає. Як відомо, в основі виробництва теплової та електричної енергії лежить процес спалювання викопних енергоресурсів – вугілля, нафти та газу. А в основі ядерної енергетики – поділ ядер атомів урану та плутонію при поглинанні нейтронів. Переваги атомних електростанцій (АЕС) перед тепловими (ТЕЦ) і гідроелектростанціями (ГЕС) очевидні: немає відходів, газових викидів, немає необхідності вести величезні обсяги будівництва, зводити греблі і ховати родючі землі на дні водосховищ. Мабуть, більш екологічні, ніж АЕС, тільки електростанції, що використовують енергію сонячного випромінювання або вітру. Використання енергії атомного ядра, розвиток атомної енергетики знімає гостроту цієї проблеми. важлива проблема сучасного
індустріального суспільства – забезпечення збереження природи, чистоти води, повітряного басейну. Атомна енергетика не споживає кисню і має мізерну кількість викидів при нормальній експлуатації. Якщо атомна енергетика замінить звичайну, то загрозу виникнення "парникового ефекту" з важкими екологічними наслідками глобального потеплення буде усунуто. Негативний аспект ядерної енергетики: безпека захоронення великої кількості радіоактивних відходів (РАВ) на десятки і сотні років і надійність таких довготривалих геологічних прогнозів викликають сумнів.

За всю історію атомної енергетики в світі сталося дві аварії-катастрофи: у Виндскейлі (7 жовтня 1957 р.) і Чорнобилі (26 квітня 1986 p.).

5. Альтернативні джерела енергії. Їхні переваги та недоліки.

Сонячні батареї, вітряки

Альтернативні джерела енергії - будь-яке джерело енергії, яке є альтернатвою викопному паливу. Це поновлювані дерела, до яких відносять енергію сонячного випромінювання, вітру, морів. річок, біомаси, теплоти Землі та вторинні енергетичні ресурси, які існують постійно або виникають періодично у довкіллі. Сонячна енергетика - використання сонячної енергії для отримання енергії в будь0якому зручному для її вигляді. Сонячна енергетика використовує поновлюване джерело енергії і в перспективі може стати екологічно чистою, тобто такою, що не виробляє шкідливих відходів. На сьогодні сонячна енергетика широко застосовується у випадках, коли малодоступність інших джерел енергії в сукупності з достатньою кількістю сонячного випромінювання виправдовує її економічно.

ТЕС

Вітроенергетика - галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру.

Теплоенергетика - галузь енергетики, в якій електроенергія виробляється на теплових електростанція (ТЕС), що використовують для цього хімічну енергію органічного палива.

 6. Ядерне паливо для боєздатності країни.

Ядерне паливо також використовують для створення зброї масового ураження.

Я́дерна збро́я — зброя масового ураження вибухової дії, побудована на використанні ядерної енергії, що вивільняється при ланцюговій ядерній реакції розщеплення важких ядер й/або термоядерній реакції синтезу легких ядер.

Поняття ядерна зброя містить у собі:

власне ядерні заряди (бойові частини ракет і торпед, бомб, артилерійські снаряди тощо)

засоби їх доставки до цілі (ракети, літаки, торпеди, артилерійські гармати тощо)

засоби управління.

Ядерна зброя істотно відрізняється від інших видів озброєння як масштабами, так і характером ураження. На відстані близько кілометра від центру вибуху відбуваються суцільні руйнування та знищується все живе поза укриттями. Перш за все така дія зумовлена тим, що потужність ядерного вибуху набагато більша, ніж будь-якого боєприпасу, створеного на основі хімічної вибухівки.

Потужність ядерних вибухів вимірюють у т.зв. тротиловому еквіваленті — вага тринітротолуолу (ТНТ), вибух якого призводить до вивільнення еквівалентної енергії. Навіть найменші ядерні заряди мають потужність вибуху близько 1 кілотонни (тобто тисячу тонн тротилу). Створення такого заряду зі звичайної вибухівки практично неможливо.

Після розпаду СРСР Україна успадкувала третій у світі після США і Росії ядерний арсенал. Він налічував 1240 боєголовок у 176 МБР.

При підриві ядерних боєприпасів відбувається ядерний вибух, що уражають факторами якого є:

- ударна хвиля;

- світлове випромінювання;

- проникаюча радіація;

- радіоактивне зараження;

- електромагнітний імпульс (ЕМІ);

- рентгенівське випромінювання.

Люди, які безпосередньо піддалися впливу вражаючих факторів ядерного вибуху, крім фізичних ушкоджень, зазнають потужний психологічний вплив від жахаючого вигляду картини вибуху й руйнувань. Електромагнітний імпульс безпосереднього впливу на живі організми не робить, але може порушити роботу електронної апаратури.

7. Екологічні проблеми ядерної енергетики.

Існують дві найбільш серйозні проблеми атомної енергетики: економічна - атомне паливо досить дороге, вартість будівництва атомних станцій, створення та підтримання на належному рівні систем забезпечення реакторів ядерним пальним, захоронення відпрацьованого палива і радіоактивних відходів та вивід ядерних об’єктів з експлуатації; й екологічна - імовірність аварій та проблема захоронення ядерних відходів. Проти АЕС існує ще один досить серйозний аргумент - це розповсюдження ядерного озброєння.

Техногенні впливи на навколишнє середовище при будівництві й експлуатації атомних електростанцій різноманітні. Звичайно говорять, що маються фізичні, хімічні, радіаційні й інші фактори техногенного впливу експлуатації АЕС на об'єкти навколишнього середовища.

Найбільш істотні фактори:

- локальний механічний вплив на рельєф - при будівництві,

- стік поверхневих і ґрунтових вод, що містять хімічні і радіоактивні компоненти,

- зміна характеру землекористування й обмінних процесів у безпосередній близькості від АЕС,

- зміна мікрокліматичних характеристик прилеглих районів.

Особливе значення має поширення радіоактивних речовин у навколишнім просторі. У комплексі складних питань по захисту навколишнього середовища велику суспільну значимість мають проблеми безпеки атомних станцій (АС), що йдуть на зміну тепловим станціям на органічному викопному паливі. Відзначимо важливість не тільки радіаційних факторів можливих шкідливих впливів АС на екосистеми, але і теплове і хімічне забруднення навколишнього середовища, механічний вплив на мешканців водойм-охолоджувачів, зміни гідрологічних характеристик прилеглих до АС районів, тобто весь комплекс техногенних впливів, що впливають на екологічне благополуччя навколишнього середовища.