План:
1. Ознайомлювальні факти
2. Атомна енергетика в Україні
3. Проблеми атомної енергетики
4. Міні-реактор
1. Ознайомлювальні факти
Розвиток людського суспільства нерозривно пов’язаний з використанням природних ресурсів нашої планети, з споживанням різних видів енергії в все зростаючих масштабах. Усі здобутки сучасної цивілізації, величезна різноманітність товарів, різний за швидкістю і комфортом транспорт, космічні польоти і т.д. - можливі завдяки тій величезній кількості штучної енергії, яку виробляє людство.
В основі виробництва теплової та електричної енергії лежить процес спалювання копалин енергоресурсів – вугілля, нафти, газу. Масштаб добутку та витрачання копалин енергоресурсів, металів, споживання води, повітря для виробництва необхідної людству кількості енергії величезний, а запаси ресурсів, обмежений. Особливо гостро стоїть проблема швидкого вичерпування запасів органічних природних енергоресурсів, так як більшість ресурсів не відновлюється, по крайній мірі, в помітній кількості.
В історії людства не було наукової події, більш видатної за своїми наслідками, ніж відкриття ділення ядер урану. Цей винахід прибавив до запасів енергетичних копалин істотну кількість ядерного палива. Запаси урану у земній корі оцінюються величезним числом 1014 тонн. Але основна маса цього багатства знаходиться у розсіяному стані – у гранітах, базальтах. У водах світового океану кількість урану досягає 436 тонн. Але багатих родовищ урану, де добуток був би недорогим, відомо порівняно небагато. Тому масу ресурсів урану, котру можна здобути при сучасній технології та при помірних цінах, оцінюють у 108 тонн. Людина отримала у своє розпорядження величезну, ні з чим незрівнянну силу, нове могутнє джерело енергії, закладене в ядрах атомів, - ядерну енергію.
Ядерна фізика — порівняно молода наука, але темпи її розвитку настільки високі, що вже сьогодні досягнення фізиків-ядерників вражають своєю масштабністю.
Завдяки ядерній фізиці промисловість озброїлася атомними електростанціями і реакторами для опріснення води й отримання трансуранових елементів. Крім того, були винайдені джерела у-випромінювання для дефектоскопії, активаційний аналіз для експрес-визначення домішок у сплавах, вугіллі тощо. Величезне значення мають ізотопні джерела струму тепла. їх застосовують для енергопостачання важкодоступних районів і автоматичних станцій (наприклад, метеорологічних або супутників Землі). Джерела у-випромінювання застосовуються для автоматизації різних операцій (наприклад, вимірювання щільності середовища, товщини вугільного шару і т. ін.).
У сільському господарстві знайшли застосування установки для опромінення овочів і фруктів з метою вберегти їх від гниття й цвілі. Крім того, розроблені способи виведення нових сортів рослин шляхом генетичних трансмутацій.
Неоціненною є допомога ядерної фізики в геології, медицині, біології і багатьох інших областях знань завдяки тому, що за її допомогою можна одержувати неймовірно точні й швидкі результати.
У 30 країнах світу функціонує 440 ядерних реакторів, з яких 104 — у США, 59 — у Франції, 54 — в Японії, 31 — в Росії, 19 — у Німеччині. Україна має 13 діючих ядерних реакторів і посідає 10-те місце у світі за їх кількістю. На цей час у різних країнах будують ще 24 реактори, з яких дев’ять споруджують в Індії, чотири — в Росії, чотири — в Китаї, два — в Японії.
До 2050 року фахівці прогнозують збільшення потужностей світової атомної енергетики щонайменше удвічі (існують пропозиції збільшення потужностей навіть учетверо). Це означає будівництво кількох сотень ядерних реакторів і відповідне нарощування виробництва ядерного палива.
Сьогодні центр експансії ядерної енергетики перемістився до Азії. Це Китай, Індія, Японія, Північна Корея, Тайвань. Стратегії розвитку ядерної енергетики прийняли США та Росія, які вважають досить важливими прогнозні оцінки ситуації в енергетиці.
Припущення про недостатню увагу до ядерної енергетики в ЄС не відповідає дійсності. В цих країнах середній рівень частки ядерної електроенергії сягає приблизно 34—43% (тобто перебуває на рівні України). Терміни експлуатації енергоблоків ще не вичерпано, і гострої потреби в будівництві нових АЕС сьогодні немає. Ці країни можуть зробити перерву в спорудженні АЕС і дочекатись освоєння найбільш перспективних реакторів нових типів. Відповідно, вони серйозно ставляться до участі в міжнародних проектах з їхньої розробки.
Однак Чорнобильська катастрофа поставила під сумнів ідею використання ядерної енергії як оптимальної альтернативи природним джерелам енергії . Крім того, з кожним роком чимраз гострішою стає проблема поховання ядерних відходів, а ядерна зброя дотепер залишається одним із найнебезпечніших видів озброєння. Техногенні катастрофи, які останнім часом почастішали, висунули перед ученими нове завдання — навчитися використовувати ядерну енергетику, максимально убезпечивши навколишнє середовище й людину від можливих негативних наслідків.
Висновок:
В світі давно гостро стояло питання про дешеву та невичерпну енергію, але ми ж розуміємо, що нічого вічного немає. Відкриття ядерної енергії дало нам ще часу на дослідження і інших видів енергії, адже це тільки відстрочка на певну кількість років, через 100 а може через 1000 років постане знов питання: «Де ж взяти енергію?», але це нас чекає в майбутньому а ми з вами живемо зараз, тому повинні думати про сьогоднішній день а не про майбутнє.
Отже, відкриття ядерної енергії дало людству неабиякі можливості, з допомогою яких воно вже відкрило і буде відкривати багато нових та цікавих речей. Наприклад на той же коллайдер працює не якісь там теплові електростанції, а декілька ядерних реакторів які повність забезпечують його енергією. Уявіть скільки потрібно було б теплових електричних станцій, щоб забезпечити прискорювач елементарних частинок (коллайдер) енергією.
Але не будимо йти так далеко давайте розглянемо Україну як приклад, тому що в Україні також є ядерні електричні станції.
2. Атомна енергетика в Україні
Управління ядерною промисловістю в Україні представлено Державним департаментом ядерної енергетики, що є частиною Міністерства енергетики України. Крім того в 1996 році була заснована Національна компанія ядерної енергетики «Енергоатом» для поліпшення енергозабезпечення промисловості та суспільного сектору, підвищення якості діяльності атомних електростанцій, забезпечення їх конкурентоспроможності в умовах енергетичного ринку, так само добре, як внесок в сучасну структуру атомних електростанцій управління згідно з законодавством.
«Енергоатом» охоплює п'ять атомних електростанцій
· Запорізька АЕС
· Південноукраїнська АЕС
· Рівненська АЕС
· Хмельницька АЕС
· Чорнобильська АЕС
В 2000 році атомні електростанції згенерували 46,3 відсотків загальної електроенергії України. Отже, атомні електростанції відіграють значну роль в генеруванні та надаванні українським людям електрики як такої.
В Україні заплановано потужний розвиток атомної енергетики. 13 діючих енергоблоків мають сумарну потужність 11835 МВт і генерують 51% загального виробництва електроенергії. За офіційними даними, в Україні виробляється близько 18 млрд. кВт/год. на місяць (приблизно 200 млрд. кВт/год. на рік). За 12 місяців 2006 року обсяг виробництва електричної енергії електростанціями, які входять до Об’єднаної енергетичної системи України (ОЕС), сягнув 192 млрд. кВт/год. Атомними електростанціями вироблено 90 млрд. кВт/год. електроенергії, або 47% від загальної кількості. Коефіцієнт використання встановленої потужності АЕС становить 75,3%. Протягом 2006 року експортовано 11 млрд. кВт/год. електроенергії, або 6% від виробленої.
Енергетична стратегія України на період до 2030 року передбачає зростання виробництва електроенергії в країні до 420,1 млрд. кВт/год. При цьому частка виробництва електроенергії на АЕС у 2030 році має становити 52% від загального. Для цього заплановано побудувати до 2030 року ще 22 атомні енергоблоки. За словами міністра палива та енергетики України Юрія Бойка, до 2016 року в Україні планується побудувати додатково до вже існуючих ще два енергоблоки. Про важливість для України саме цього шляху стверджує й президент Національної академії наук Борис Патон. Проте таку думку висловлено на зустрічі з приводу перспектив розвитку в Україні саме відновлювальної енергетики. Що є неможливим, адже в Україні немає ні прийнятих майданчиків для будівництва ні звісно коштів тому ці факти вводять в Україні так і за її межами значне занепокоєння.
Однак навряд чи варто українцям з легкістю ставитися до цих ядерних проектів. Бо за певних умов у нашій країні реалізовувалися й не менш грандіозні проекти, причому за гірших обставин. До того ж у свідомості більшості населення позитивний розвиток країни і збільшення виробництва енергії є синонімом індустріального розвитку. Тож необхідно зрозуміти, кому така програма дає вигоду, а кому — дірку від бублика та на додачу шкідливі відходи і соціальні та політичні проблеми.
3. Проблеми атомної енергетики
В світі до 2020 року у 80% атомних енергетичних реакторів спливе проектний термін експлуатації. Аналогічна ситуація склалась і в Україні, де починаючи з 2010 року, майже щороку, буде добігати кінця термін роботи одного з ядерних енергоблоків. Рішення про зупинку або продовження роботи по першому блоку Рівненської атомної електростанції має бути остаточно прийнято в грудні 2010 року.
Процес виводу з експлуатації ядерних енергоблоків потребує значних фінансових ресурсів, яких уряд України на сьогодні немає. Представники ядерної галузі та Міністерства палива та енергетики України бачать вихід в продовженні експлуатації старих енергоблоків, щоб АЕС мали змогу накопичити кошти на процес зупинки і виводу з експлуатації. Враховуючи українські реалії, навіть після продовження роботи, застарілі блоки не зароблять достатньо коштів для того, щоб забезпечити безпечний вивід АЕС з експлуатації, коли вона буде зупинена, а також щоб подбати про всі напрацьовані АЕС небезпечні відходи.