Jedrske elektrarne v Rusiji. Prva jedrska elektrarna

Proizvodnja električne energije z uporabo jedrske verižne reakcije v Sovjetski zvezi se je prvič zgodila na jedrski elektrarni Obninsk. V primerjavi z današnjimi velikani je imela prva jedrska elektrarna samo 5 MW moči in največja jedrska elektrarna na svetu, danes Kashiwazaki-Kariva (Japonska), ima 8,212 MW.

Obninsk NE: od zagona do muzeja

Sovjetski znanstveniki, ki jih je vodil I. V. Kurchatov, so ob koncu vojaških programov takoj začeli graditi atomski reaktor, da bi uporabili toplotno energijo za pretvorbo v električno energijo. Prvo jedrsko elektrarno so razvili v najkrajšem možnem času, leta 1954 pa je bil lansiran industrijski jedrski reaktor.

Sprostitev potenciala, tako industrijskih kot profesionalnih, po ustvarjanju in preizkušanju jedrskega orožja je I. V. Kurchatovu omogočila, da je obravnaval problem, ki mu je bil zaupan za proizvodnjo električne energije z obvladovanjem proizvodnje toplote med nadzorovano jedrsko reakcijo. Tehnične rešitve za ustvarjanje jedrski reaktor obvladali, ko je bil prvi poskusni F-1 reaktor uranovega grafita zagnan leta 1946. Izvedla je prvo jedrsko verižno reakcijo in potrdila skoraj vse teoretične spremembe v zadnjem času.

Za industrijski reaktor je bilo treba najti konstruktivne rešitve, povezane z neprekinjenim delovanjem instalacije, odstranjevanjem toplote in oskrbo generatorja, kroženjem hladilne tekočine in zaščito pred radioaktivno kontaminacijo.

Skupina Laboratorija št. 2, ki jo vodi I. V. Kurchatov, skupaj z NIIkhimmash, pod vodstvom N. A. Dollezhal, je izdelala vse nianse strukture. Teoretičnemu razvoju procesa je bila zaupana fizika E. L. Feinberg.

Lansiranje reaktorja (doseganje kritičnih parametrov) je bilo opravljeno 9. maja 1954, 26. junija istega leta, jedrska elektrarna je bila priključena na omrežje, decembra pa je bila načrtovana.

Ko je jedrska elektrarna Obninsk skoraj 48 let delovala brez napak kot industrijska elektrarna, je bila ustavljena aprila 2002. Septembra istega leta je bilo zaključeno razkladanje jedrskega goriva.

Tudi med delom na jedrski elektrarni je prišlo do številnih izletov, postaja je delala kot izobraževalni razred za bodoče jedrske znanstvenike. Danes je na njeni podlagi urejen spominski muzej atomske energije.

Prva tuja elektrarna

Jedrske elektrarne po zgledu Obninska niso takoj, ampak so se začele ustvarjati v tujini. V Združenih državah Amerike je bila odločitev o izgradnji jedrske elektrarne sprejeta šele septembra 1954, šele leta 1958 pa je bila uvedena jedrska elektrarna Shippingport v Pennsylvaniji. Zmogljivost jedrske elektrarne "Shippingport" je bila 68 MW. Tuji strokovnjaki ga imenujejo prva komercialna jedrska elektrarna. Gradnja jedrskih elektrarn je precej draga, jedrske elektrarne so ameriški zakladi stale 72,5 milijona dolarjev.

Po 24 letih, leta 1982, je bila postaja ustavljena, do leta 1985 je bilo raztovorjeno gorivo in začela se je demontaža te velike strukture, ki je tehtala 956 ton, za kasnejše zakopavanje.

Predpogoji za oblikovanje mirnega atoma

Po odkritju cepitve uranovega jedra nemški znanstveniki Otto Hahn in Fritz Strassmann sta leta 1938 začela izvajati študije verižnih reakcij.

Do začetek druge svetovne vojne Raziskave jedrskih fizikov niso skrile vlade, niso bili ustanovljeni nobeni zaprti laboratoriji, poročila o konferencah, seminarji so bili natisnjeni v znanstvenih revijah in so bili dostopni vsem zainteresiranim znanstvenikom. Sovjetska zveza je sodelovala na vseh mednarodnih konferencah, znanstveniki so potovali v druge države ne le s poročili, ampak tudi skupaj.

Teoretične izračune verižnih reakcij z utemeljitvijo dveh poti razvoja (eksplozija in nadzorovana reakcija) so opravili Ya B. Zeldovich in Yu B. Khariton. Za nadaljnje praktične raziskave je bilo treba prestrukturirati (v nekaterih primerih ponovno ustvariti) industrijo.

Moč majhnega ciklotrona, ki se nahaja v stenah Inštituta Radium v ​​Leningradu, ni omogočila potrebnih poskusov. Za preučevanje fizike jedra so bile potrebne ne le zaloge uranove rude, temveč tudi izpust izotopa urana-235. Potrebni zadrževalniki za jedrsko reakcijo - čisti grafit ali. T težka voda.

I. V. Kurchatov, ki ga je A. B. Ioffe potisnil skupaj z Yu B. Kharitonom, je pripravil noto predsedstvu Akademije za jedrske znanosti in pomembnosti dela v tej smeri. I. V. Kurchatov je takrat delal na Leningrajskem inštitutu za fiziko in tehnologijo (Leningradski fizikalno-tehniški inštitut), ki ga je vodil A. B. Ioffe, o problemih jedrske fizike.

Novembra 1938 je na podlagi rezultatov proučevanja problema in po govoru I. V. Kurchatova na plenumu Akademije znanosti (Akademija znanosti) pripravila sporočilo predsedstvu Akademije znanosti o organizaciji dela v ZSSR o fiziki atomskega jedra. Sledi utemeljitev za posploševanje vseh ločenih laboratorijev in inštitutov v ZSSR, ki pripadajo različnim ministrstvom in službam, ki se v bistvu ukvarjajo z enim vprašanjem.

Prekinitev jedrske fizike

Nekatera od teh organizacijskih del so bila izvedena pred drugo svetovno vojno, vendar so se glavni premiki začeli pojavljati šele od leta 1943, ko je bil I. V. Kurchatov predlagan za vodenje atomskega projekta.

Po 1. septembru 1939 se je po ZSSR postopoma začela oblikovati nekakšen vakuum. Znanstveniki tega niso takoj začutili, čeprav so sovjetski obveščevalci takoj začeli opozarjati na razvrščanje prisilnega proučevanja jedrskih reakcij v Nemčiji in Veliki Britaniji.

Velika domovinska vojna je takoj prilagodila delo vseh znanstvenikov v državi, vključno z jedrskimi fiziki. Že julija 1941 je bil LFTI evakuiran v Kazan. I. V. Kurchatov se je začel ukvarjati s problemom razminiranja ladij (zaščita pred morskimi rudniki). Za delo na to temo v vojnih razmerah (tri mesece na ladjah v Sevastopolu do novembra 1941, ko je bilo mesto skoraj popolnoma oblegano) je bil za organizacijo storitve razmagnetenja v Poti (Gruzija) nagrajen s Stalinovo nagrado.

Po hudem mrazu, ko je prišel v Kazan šele konec leta 1942, se je I. V. Kurchatov lahko vrnil na temo jedrske reakcije.

Jedrski projekt pod vodstvom I. V. Kurchatova

Septembra 1942 je bil I. Kurchatov star le 39 let, po starosti znanosti je bil poleg Iofa in Kapice mladi znanstvenik. V tem času je bil Igor Vasiljevič imenovan za vodjo projekta. Vse jedrske elektrarne v Rusiji in plutonijski reaktorji tega obdobja so nastali kot del atomskega projekta, ki ga je do leta 1960 vodil Kurchatov.

Z današnjega vidika je nemogoče zamisliti, da je bilo, ko je bilo 60% industrije uničenih na zasedenih ozemljih, ko je glavno prebivalstvo države delalo za fronto, vodstvo ZSSR sprejelo odločitev, ki je vnaprej določila razvoj jedrske energije.

Po oceni obveščevalnih poročil o stanju dela na področju jedrske fizike v Nemčiji, Veliki Britaniji in Združenih državah se je Kurchatov zavedal obsega zaostankov. Začel se je zbirati v državi in ​​trenutne fronte znanstvenikov, ki bi lahko sodelovali pri ustvarjanju jedrskega potenciala.

Pomanjkanje urana, grafita, težke vode in odsotnost ciklotrona ni ustavilo znanstvenika. Teoretična in praktična dela so se nadaljevala v Moskvi. Visoko stopnjo tajnosti je določil Državni odbor za obrambo (Državni odbor za obrambo). Za proizvodnjo plutonija z orožjem je bil zgrajen reaktor ("kotel" v terminologiji Kurchatova). V teku je bilo delo za obogatitev urana.

Zaostanek iz Združenih držav Amerike v obdobju od 1942 do 1949

2. septembra 1942 je bila v ZDA izvedena nadzorovana jedrska reakcija v prvem jedrskem reaktorju na svetu. V ZSSR do takrat, razen teoretičnega razvoja znanstvenikov in obveščevalnih podatkov, praktično ni bilo nič.

Postalo je jasno, da država v kratkem času ne bo mogla dohiteti Združenih držav. Pripraviti (rešiti) osebje, ustvariti predpogoje za hiter razvoj procesov obogatitve urana, vzpostavitev jedrskega reaktorja za proizvodnjo orožnega plutonija in sanirati rastline za proizvodnjo čistega grafita - to so naloge, ki jih je bilo treba opraviti v vojnih in povojnih časih.

Pojav jedrske reakcije je povezan z sproščanjem ogromnih količin toplotne energije. Ameriški znanstveniki - prvi ustvarjalci atomske bombe so to uporabili kot dodaten presenetljiv učinek v eksploziji.

Jedrske elektrarne na svetu

Do danes je jedrska energija, čeprav proizvaja veliko količino električne energije, vendar se distribuira v omejenem številu držav. Razlog za to so velike naložbe v gradnjo jedrskih elektrarn, začenši z geološkim raziskovanjem, gradnjo, vzpostavitvijo zaščite in končanjem z usposabljanjem zaposlenih. Do povračila lahko pride v desetih letih, pod pogojem, da postaja še naprej deluje neprekinjeno.

Izvedljivost izgradnje jedrske elektrarne običajno določijo vlade držav (seveda po preučitvi različnih možnosti). V pogojih razvoja industrijskega potenciala, v odsotnosti lastnih domačih rezerv energije v velikih količinah ali zaradi visokih stroškov, je prednost dana izgradnji jedrskih elektrarn.

Do konca leta 2014 so jedrski reaktorji obratovali v 31 državah sveta. Gradnja jedrskih elektrarn se je začela v Belorusiji in ZAE.

Jedrske elektrarne v Rusiji

Doslej v Ruski federaciji deluje deset jedrskih elektrarn.

Danes so jedrske elektrarne v Rusiji del državne korporacije za atomsko energijo ROSATOM, ki združuje vse strukturne sektorje industrije, od rudarstva in obogatitve urana ter proizvodnje jedrskega goriva do obratovanja in gradnje jedrskih elektrarn. Po moči, ki jo proizvajajo jedrske elektrarne, je Rusija na drugem mestu v Evropi po Franciji.

Jedrska energija v Ukrajini

Jedrske elektrarne Ukrajine so bile zgrajene v sovjetski dobi. Skupna instalirana zmogljivost ukrajinskih jedrskih elektrarn je primerljiva z ruskimi.

Do propad ZSSR Ukrajinska jedrska industrija je bila vključena v eno samo industrijo. V post-sovjetskem obdobju pred dogodki leta 2014 so v Ukrajini delovala industrijska podjetja, ki so proizvajala komponente za ruske jedrske elektrarne. V zvezi z razpadom industrijskih odnosov med Rusko federacijo in Ukrajino so bile zamude pri gradnji energetskih enot, ki se gradijo v Rusiji, predvidene za leti 2014 in 2015.

Jedrske elektrarne v Ukrajini delujejo na TVEL (gorivni elementi z jedrskim gorivom, kjer se zgodi reakcija fisije), ki se proizvajajo v Ruski federaciji. Želja Ukrajine, da preide na ameriško gorivo, je skoraj leta 2012 pripeljala do nesreče na južnoukrajinski NEK.

Do leta 2015 državni koncern za jedrsko gorivo, ki vključuje vzhodni rudarski in predelovalni obrat (rudarstvo urana), še ni uspel organizirati rešitve za proizvodnjo lastnih gorivnih elementov.

Možnosti za jedrsko energijo

Po letu 1986, ko se je zgodila nesreča v jedrski elektrarni v Černobilu, so bile jedrske elektrarne v številnih državah zaprte. Povečanje stopnje varnosti je povzročilo stagnacijo jedrske industrije. Do leta 2011, ko se je nesreča zgodila v japonski jedrski elektrarni "Fukushima-1" kot posledica cunamija, se je jedrska energija vztrajno razvijala.

Doslej bodo trajne (majhne in velike) nesreče v jedrskih elektrarnah upočasnile odločitve o izgradnji ali ponovnem ohranjanju obratov. Odnos svetovno prebivalstvo Problem proizvodnje električne energije z jedrsko reakcijo je mogoče opredeliti kot previdno in pesimistično.