Атомная энергетика что это такое
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Полезное
Смотреть что такое «АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА» в других словарях:
атомная энергетика — Отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для целей электрификации и теплофикации. Как область науки и техники, разрабатывает методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. [http://pripyat.forumbb.ru/viewtopic … Справочник технического переводчика
Атомная энергетика — Nuclear power отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для целей электрификации и теплофикации. Как область науки и техники, разрабатывает методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. Термины атомной… … Термины атомной энергетики
атомная энергетика — atominė energetika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. atomic power engineering vok. atomische Energetik, f rus. атомная энергетика, f pranc. énergétique atomique, f … Fizikos terminų žodynas
атомная энергетика — (ядерная энергетика), комплекс отраслей, связанных с использованием энергии ядерных реакций. Атомная энергия – это энергия внутриядерных связей в атомах. Первый тип реакций для выделения данного вида энергии в целях практического её применения… … Географическая энциклопедия
Атомная энергетика — … Википедия
Атомная энергетика Украины — Запорожская АЭС Атомная энергетика Украины отрасль украинской энергетики. По кол … Википедия
Атомная энергетика Индии — Индия одной из первых среди развивающихся стран приступила к практическому применению ядерной энергии в мирных целях. В области атомной технологии был создан полный цикл, включающий разведку, добычу, очистку и переработку ядерных материалов,… … Википедия
Атомная энергетика Китая — По состоянию на 2010 год, Китайская Народная Республика (не включая Тайвань) имеет 11 реакторов ядерной энергетики, было построено 4 отдельных АЭС: Дэй Бэйская АЭС, Циньшанская АЭС, Тяньваньская АЭС и Линг Ао; так же 25 станций находятся в стадии … Википедия
Ядерная энергетика
Ядерная энергетика (Атомная энергетика) — это отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.
Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер урана-235 или плутония. Ядра делятся при попадании в них нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло.
Содержание
Безопасность
Экономическое значение
В США на АЭС производят только 1/8 своей электроэнергии, однако это составляет около 20 % мирового производства.
На Украине вклад ядерной энергетики в общую выработку составляет почти 50 %.
Критика
Одной из проблем ядерной энергетики является тепловое загрязнение. По мнению некоторых специалистов, атомные электростанции, «в расчете на единицу производимой электроэнергии», выделяют в окружающую среду больше тепла, чем сопоставимые по мощности ТЭС. В качестве примера можно привести проект строительства в бассейне Рейна нескольких атомных и теплоэлектростанций. Расчеты показали, что, в случае запуска всех запланированных объектов, температура в ряде рек поднялась бы до 45°С, уничтожив в них всякую жизнь. [5]
См. также
Примечания
Ссылки
Российское законодательство
Международные соглашения
Учебные пособия
Отрасли промышленности
металлообработка
(комплексы)
Полезное
Смотреть что такое «Ядерная энергетика» в других словарях:
Ядерная энергетика — Nuclear power см. Атомная энергетика. В зарубежной литературе употребляются более точные термины «ядерная энергетика» и «ядерная электростанция». У нас укоренились термины «атомная энергетика» и «атомная электростанция». Термины атомной… … Термины атомной энергетики
Ядерная энергетика — отрасль энергетики, занимающаяся преобразованием ядерной энергии в другие виды энергии с целью практического применения. Основу ядерной энергетики составляют атомные электростанции. Синонимы: Атомная энергетика См. также: Энергетика Финансовый… … Финансовый словарь
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА — (атомная энергетика) отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для электрификации и теплофикации; область науки и техники, разрабатывающая методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. Основа ядерной… … Большой Энциклопедический словарь
ядерная энергетика — Отрасль народного хозяйства, использующая энергию цепной ядерной реакции как источник энергии; особая форма энергии, использующая ядерную реакцию для вращения генераторов и получения электроэнергии. Syn.: атомная энергетика; атомная энергия … Словарь по географии
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА — отрасль (см.), использующая (см. (20)) для электрификации и теплофикации; область науки и техники, разрабатывающая методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. Основа Я. э. атомные электростанции … Большая политехническая энциклопедия
ядерная энергетика — одна из отраслей топливно энергетического комплекса, использующая ядерную энергию для получения тепла и электричества; область науки и техники, занимающаяся изучением способов и методов преобразования ядерной энергии в другие виды энергии. Основу … Энциклопедия техники
ядерная энергетика — (атомная энергетика), отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для электрификации и теплофикации; область науки и техники, разрабатывающая методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую. Основа ядерной… … Энциклопедический словарь
Атомная энергетика сегодня, типы реакторов и переход к экологически чистой энергии
реклама
реклама
реклама
Внутри активной зоны атомы урана расщепляются естественным образом. При этом часть мощной силы, связывающей атомы вместе, высвобождается в виде гамма-излучения, а также пары нейтронов. Пока нейтроны летят, вода действует как замедлитель. То есть она замедляет эти нейтроны, увеличивая вероятность того, что они будут взаимодействовать с другими атомами урана.
Если один из этих нейтронов поглощается атомом урана-235, этот атом становится нестабильным и расщепляется, высвобождая больше энергии и больше нейтронов. Этот каскад нейтронов и расщепляющихся атомов перерастает в цепную реакцию, в результате которой выделяется энергия, достаточная для питания города в течение десятилетий. Чтобы реакция не вышла из-под контроля и не расплавила активную зону, можно вставить управляющие стержни, поглощающие нейтроны и гасящие выход.
Все это включает в себя множество очень сложных физических моментов, но в результате получается «гигантский чайник», который нагревает воду. Эта горячая вода проходит через теплообменник и нагревает еще один контур воды для создания пара, который затем вращает турбину, которая приводит в действие генератор, вырабатывающий электричество.
реклама
Современные типы реакторов
Вот краткая информация о том, как работают основные типы реакторов, используемых сегодня. Следует иметь в виду, что некоторые из этих основных конструкций были разработаны еще в 1950-х годах и на протяжении более 60 лет постоянно совершенствовались, чтобы сделать их более безопасными и эффективными.
Pressurized Water Reactor
Наиболее распространенным типом реактора является реактор с водой под давлением (PWR), который первоначально был разработан в США для питания атомных подводных лодок, а в настоящее время используется в более чем 20 странах. Это конструкция, описанная выше, в которой вода используется и как замедлитель, и как теплоноситель.
В современных конструкциях реакторов PWR топливо обогащается примерно до 3,2 процента урана-235 и формируется в таблетки весом около 10 граммов, которые запечатываются в стержни из циркониевого сплава. Контейнер из нержавеющей стали, окружающий реактор, предназначен как для герметизации всех ядерных продуктов, так и для использования в качестве сосуда под давлением, который поддерживает жидкую воду при более высокой температуре, как в скороварке, для большей эффективности. Контейнер, в свою очередь, закрыт стальным и бетонным щитом, чтобы удержать содержимое реактора даже в случае расплавления.
В старых конструкциях реакторов PWR вода с теплоносителем выходила из защитного экрана и использовалась для выработки электроэнергии. Чтобы поддерживать активную зону реактора холодной, вода должна была постоянно активно прокачиваться. Оба варианта создавали проблемы с безопасностью, как это было во время катастрофы на острове Три-Майл, поэтому в более поздних реакторах использовалась серия контуров теплообменников и резервные пассивные системы циркуляции воды для поддержания охлаждения активной зоны даже в случае полной остановки.
Кипящий водо-водяной реактор (BWR)
Boiling water reactor
Следующий по распространенности реактор, известный как реактор с кипящей водой (BWR), является более простым и практически менее безопасным, чем PWR. Как следует из названия, воде в контуре теплоносителя дают возможность закипеть, и пар поступает непосредственно в турбину из защитной оболочки, а после повторной конденсации возвращается в реактор. Это обеспечивает большую вероятность радиоактивного заражения.
Схема кипящего водо-водяного реактора
Heavy Water Reactor
Улучшенный реактор с газовым охлаждением AGR
Для охлаждения в этих реакторах используется двуокись углерода. Поскольку прежний реактор Магнокс был предназначен в основном для производства плутония, он был не очень эффективен, поэтому был создан реактор AGR, который работает при более высокой температуре для лучшего производства пара и работы турбин.
Реактор большой мощности канальный
Реактор большой мощности канальный, РБМК был разработан в СССР примерно в то же время, что и Magnox, и имеет некоторые общие конструктивные особенности, хотя это совершенно другая машина. В РБМК используется очень мощная графитовая активная зона с водяным охлаждением, состоящая примерно из 1700 вертикальных каналов, содержащих оксид урана, обогащенный до 1,8 процента урана-235. Вода циркулирует под давлением и затем используется для выработки пара.
Хотя большое количество РБМК все еще работает в бывших странах СССР, их печально известная небезопасная конструкция была продемонстрирована Чернобыльской катастрофой в 1986 году, когда инженеры нарушили протоколы безопасности во время имитации испытания на отключение электроэнергии, в результате чего активная зона одного из реакторов комплекса была разорвана паром, после чего произошло возгорание графитового замедлителя.
Реакторы будущего
Ядерная энергетика
Ядерная энергетика (Атомная энергетика) — отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.
АЭС Пало-Верде — крупнейшая в США атомная электростанция, расположена в пустыне, одна из немногих атомных станций в мире, не расположенных около большого водоёма.
Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер плутония-239 или урана-235. Ядра делятся при попадании в них нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло.
Содержание
Технология [ ]
Топливный цикл [ ]
В ходе эксплуатации в процессах технического обслуживания удаляются образующиеся низкорадиоактивные отходы. С окончанием срока службы производится вывод из эксплуатации самого реактора, демонтаж сопровождается дезактивацией и удалением в отходы деталей реактора.
Ядерный реактор [ ]
Ядерный реактор — устройство, предназначенное для организации управляемой самоподдерживающейся цепной реакции деления, которая всегда сопровождается выделением энергии.
Существуют разные типы реакторов, основные отличия в них обусловлены используемым топливом и теплоносителем, применяемым для поддержания нужной температуры активной зоны, и замедлителем, используемым для снижения скорости нейтронов, которые выделяются в результате распада ядер, для поддержания нужной скорости цепной реакции.
История [ ]
Исторический обзор статистики строительства атомных электростанций
Впервые цепная реакция ядерного распада была осуществлена 2 декабря 1942 года в Чикагском университете с использованием урана в качестве топлива и графита в качестве замедлителя. Первая электроэнергия из энергии ядерного распада была получена 20 декабря 1951 года в Национальной лаборатории Айдахо с помощью реактора на быстрых нейтронах EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I). Произведённая мощность составляла около 100 кВт.
Военные корабли США — атомные крейсера «Бейнбридж» и «Лонг Бич», и первый в мире авианосец с ядерным реактором «Энтерпрайз», самое длинное в мире военное судно, в 1964 году во время рекордного кругосветного путешествия, в течение которого они преодолели 49,190 км за 65 дней без дозаправки
В 1956 году в Великобритании начала работу пятидесятимегаваттная АЭС «Calder Hall-1». Далее последовали в 1957 году АЭС Шиппингпорт в США — 60 МВт и в 1959 году АЭС Маркуль во Франции — 37 МВт. В 1958 начала выдавать электроэнергию первая очередь второй советской АЭС — Сибирской, мощностью 100 МВт, полная проектная мощность которой составляла 600 МВт. В 1959 году в СССР спущено на воду первое в мире невоенное атомное судно — ледокол «Ленин».
Ядерная энергетика, как новое направление в энергетике, получила признание на проходившей в Женеве в августе 1955 года 1-й Международной научно-технической конференции по мирному использованию атомной энергии, положившей начало международному сотрудничеству в области мирного использования ядерной энергии и ослабившей завесу секретности над ядерными исследованиями, существовавшей со времён Второй мировой войны.
В 1960-х годах в США происходил перевод ядерной энергетики на коммерческую основу. Первой коммерческой АЭС стала «Yankee Rowe» мощностью 250 МВТ, проработавшая с 1960 до 1992 года. Первой атомной станцией в США, строительство которой финансировалось из частных источников, стала АЭС Дрезден.
В СССР в 1964 году вступили в строй Белоярская АЭС (первый блок 100 МВт) и Нововоронежская АЭС (первый блок 240 МВт). В 1973 году на Ленинградской АЭС в городе Сосновый бор был запущен первый высокомощный энергоблок (1000 МВт). Энергия пущенного в 1972 году в Казахстане первого промышленного реактора на быстрых нейтронах (150 МВт) использовалась для производства электроэнергии и опреснения воды из Каспийского моря.
В начале 1970-х годов существовали видимые предпосылки для развития ядерной энергетики. Потребность в электроэнергии росла, гидроэнергетические ресурсы большинства развитых стран были практически полностью задействованы, соответственно росли цены на основные виды топлива. Ситуацию усугубляло введение эмбарго на поставки нефти арабскими странами в 1973—1974 годах. Предполагалось снижение стоимости строительства АЭС.
Тем не менее, к началу 1980-х годов обозначились серьёзные экономические трудности, причинами которых стали стабилизация спроса на электроэнергию, прекращение роста цен на природное топливо, удорожание, вместо прогнозируемого удешевления, строительства новых АЭС.
Экономическое значение [ ]
Доля атомной энергетики в общем производстве электроэнергии в различных странах.
В 2013 году мировое производство ядерной энергии выросло впервые с 2010 года — по сравнению с 2012 годом произошёл рост на 0,5 % — до 6,55 млрд МВт ч (562,9 млн тонн нефтяного эквивалента). Наибольшее потребление энергии атомных станций в 2013 году составило в США — 187,9 млн тонн нефтяного эквивалента. В России потребление составило 39,1 млн тонн нефтяного эквивалента, в Китае — 25 млн тонн нефтяного эквивалента, в Индии — 7,5 млн тонн.
Согласно отчёту Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), на 2019 год насчитывалось 449 действующих ядерных энергетических (то есть производящих утилизируемую электрическую и/или тепловую энергию) реакторов в 34 стране мира; на середину 2019 года 54 реактора строились
Примерно половина мирового производства электроэнергии на АЭС приходится на две страны — США и Францию. США на АЭС производят только 1/8 своей электроэнергии, однако это составляет около 20 % мирового производства.
Абсолютным лидером по использованию ядерной энергии являлась Литва. Единственная Игналинская АЭС, расположенная на её территории, вырабатывала электрической энергии больше, чем потребляла вся республика (например, в 2003 году в Литве всего было выработано 19,2 млрд кВт⋅ч, из них — 15,5 Игналинской АЭС). Обладая её избытком (а в Литве есть и другие электростанции), «лишнюю» энергию отправляли на экспорт.
Однако, под давлением ЕС (из-за сомнений в её безопасности — ИАЭС использовала энергоблоки того же типа, что и Чернобыльская АЭС ), с 1 января 2010 года эта АЭС была окончательно закрыта (предпринимались попытки добиться продолжения эксплуатации станции и после 2009 года, но они не увенчались успехом [источник не указан 1636 дней] ), сейчас [когда?] решается вопрос о строительстве на той же площадке АЭС современного типа.
Объёмы производства ядерной электроэнергии по странам [ ]
Основная статья: Атомная энергетика по странам
Доля атомной энергетики в общем производстве электроэнергии в различных странах.
За 2016 год суммарно АЭС мира выработали 2477 млрд кВт⋅ч энергии, что составило 10,8 % всемирной генерации электричества.
Мировыми лидерами в производстве ядерной электроэнергии на 2017 год являются:
Примерно половина всемирной выработки электроэнергии на АЭС приходится на США и Францию.
По данным Всемирной Ядерной Ассоциации («World Nuclear Association), на конец 2017 года установленная мощность 488 действующих ядерных реакторов в мире составила 392 ГВт (что на 2 ГВт больше, чем в 2016 году). За 2017 год было введено в эксплуатацию (подключены к сети) 4 новых реактора, общей установленной мощностью 3373 МВт (один в Пакистане — АЭС «Чашма-4» и три в Китае — АЭС «Тайвань-3», АЭС «Фуцин-4» и АЭС «Янзянь-4»). Из эксплуатации были выведены пять реакторов (установленной мощностью 3025 МВт). По одному реактору закрыли в Германии, Швеции, Испании, Японии, Южной Корее.
Строятся на конец 2017 года 59 ядерных реакторов, строительство четырёх из них начато в 2017 году. Из этих четырёх энергоблоков — три строятся по российскому типу реактора ВВЭР — 3-й и 4-й блоки АЭС «Куданкулам» в Индии и 1-й блок АЭС «Руппур» в Индии. 5-й энергоблок южнокорейской АЭС «Син-Кари» будет на реакторах производства KEPCO. Отчет Агентства отмечает, что средний строй строительства энергоблока в странах в 2017 году составил 58 месяцев против 74 месяцев в 2016 году (в 1996—2000 годах этот срок был 120 месяцев).
По данным Всемирной Ядерной Ассоциации, по итогам 2017 года регионы распределились по выработке ядерной электроэнергии следующим образом:
Проблемы [ ]
Безопасность [ ]
Основная статья: Ядерная безопасность
АЭС Лайбштадт — последняя атомная станция, построенная в Швейцарии
Рентабельность [ ]
Рентабельность ядерной энергетики зависит от проекта реактора, тарифов на электроэнергию и стоимости альтернативных источников энергии. Поэтому периодически в разных странах высказываются сомнения в рентабельности ядерной энергетики. Например, для замещения 1 ГВт установленной мощности АЭС нужно потратить примерно 2,5 млрд куб. природного газа, стоимость которого в разных странах очень сильно отличается.
В США производство электричества на АЭС дорожает, а цена некоторых других источников электричества снижается, в условиях свободного рынка ядерные станции становятся убыточными. Так в США по причине нерентабельности были закрыты два реактора: АЭС Вермонт Янки и АЭС Кевони.
Стоимость строительства новых реакторов AR1000 поколения III+ по состоянию на 2018 год составляет:
В Великобритании стоимость строительства АЭС Wylfa Newydd (2 ректора ABWR по 1350 МВт) выросла до 28 млрд долл. (21 млрд фунтов стерлингов), и строительство было отменено из-за экономической нецелесообразности.
В России стоимость строительства АЭС на российских реакторах ВВЭР-1200 поколения III+ обходится в 600 млрд руб (9 млрд долл.) за АЭС из 4-х реакторов мощностью 1200 МВт каждый (Ленинградская АЭС-2, Нововоронежская АЭС-2), рентабельность подтверждается планами строительства 12 энергоблоков до 2030 года.
В других странах стоимость строительства АЭС на российских реакторах ВВЭР-1200 обходится примерно в 2-2,5 раза дороже (5.5 млрд долл за каждый реактор на Белорусской АЭС и АЭС Аккую в Турции), рентабельность подтверждается планами строительства 33 энергоблоков до 2030 года.
Правительства могут страховать электростанции от закрытия, гарантируя закупку электричества по установленной цене. Такие схемы подвергаются критике из-за ограничения конкуренции и чрезмерной растраты денег налогоплательщиков, но используются для всех видов электростанций.
Тепловое загрязнение [ ]
Одной из проблем ядерной энергетики является тепловое загрязнение. По мнению некоторых специалистов, атомные электростанции «в расчёте на единицу производимой электроэнергии» выделяют в окружающую среду больше тепла, чем сопоставимые по мощности ТЭС. В качестве примера можно привести проект строительства в бассейне Рейна нескольких атомных и теплоэлектростанций. Расчеты показали, что в случае запуска всех запланированных объектов температура в ряде рек поднялась бы до +45°С, уничтожив в них всякую жизнь.
Подотрасли [ ]
Ядерная электроэнергетика [ ]
См. также: Список АЭС мира
Ядерная транспортная энергетика [ ]
Основная статья: Атомоход
Российский атомный ледокол «Ямал» в 1994 году
Атомоход проекта «Лидер», атомоход планируется достроить до 2035 года
Ядерная теплоэнергетика [ ]
Основная статья: Атомная теплоэлектроцентраль