Elektrownie jądrowe Rosji. Pierwsza elektrownia jądrowa

Produkcja energii elektrycznej przy użyciu reakcji jądrowej w Związku Radzieckim po raz pierwszy pojawiła się w elektrowni jądrowej w Obnińsku. W porównaniu z dzisiejszymi gigantami, pierwsza elektrownia jądrowa miała tylko 5 MW mocy, a największa działająca obecnie elektrownia jądrowa na świecie, Kashiwazaki-Kariva (Japonia), ma moc 8212 MW.

Obninsk NPP: od uruchomienia do muzeum

Radzieccy naukowcy, kierowani przez I. V. Kurchatowa, pod koniec programów wojskowych natychmiast rozpoczęli budowę reaktora atomowego, aby wykorzystać energię cieplną do przekształcenia go w elektryczność. Pierwsza elektrownia jądrowa została opracowana przez nich w najkrótszym możliwym czasie, aw 1954 r. Uruchomiono przemysłowy reaktor jądrowy.

Uwolnienie potencjału, zarówno przemysłowego, jak i zawodowego, po stworzeniu i przetestowaniu broni jądrowej pozwoliło I. V. Kurchatovowi rozwiązać problem powierzony mu w celu wytworzenia energii elektrycznej poprzez opanowanie wytwarzania ciepła podczas kontrolowanej reakcji jądrowej. Rozwiązania techniczne do stworzenia reaktor jądrowy zostały opanowane, kiedy pierwszy eksperymentalny reaktor-grafit-uran-grafit został oddany do użytku w 1946 roku. Przeprowadził pierwszą reakcję łańcuchową, potwierdził niemal wszystkie teoretyczne wydarzenia ostatnich czasów.

W przypadku reaktora przemysłowego konieczne było znalezienie konstruktywnych rozwiązań związanych z ciągłą pracą instalacji, usuwaniem ciepła i dostarczaniem go do generatora, obieg chłodziwa i ochrona przed skażeniem radioaktywnym.

Zespół Laboratorium nr 2, kierowany przez I. V. Kurchatowa, wraz z NIIkhimmaszem, pod kierownictwem N. A. Dollezhala, opracował wszystkie niuanse struktury. Fizyki E. L. Feinberg powierzono teoretyczny rozwój tego procesu.

Uruchomienie reaktora (osiągnięcie krytycznych parametrów) nastąpiło 9 maja 1954 roku, 26 czerwca tego samego roku, elektrownia jądrowa została podłączona do sieci, aw grudniu została doprowadzona do zaprojektowania mocy.

Po prawie 48-letniej eksploatacji elektrowni jądrowej w Obnińsku bez awarii jako elektrowni przemysłowej, wstrzymano ją w kwietniu 2002 roku. We wrześniu tego samego roku zakończono rozładunek paliwa jądrowego.

Nawet podczas pracy w elektrowni jądrowej przybyło wiele wycieczek, stacja pracowała jako klasa szkoleniowa dla przyszłych naukowców z dziedziny jądrowej. Dziś u jego podstaw organizowane jest memoriańskie muzeum energii atomowej.

Pierwsza zagraniczna elektrownia jądrowa

Elektrownie jądrowe, idąc za przykładem Obnińskiego, nie od razu, ale zaczęły powstawać za granicą. W Stanach Zjednoczonych decyzja o budowie elektrowni jądrowej została podjęta dopiero we wrześniu 1954 r., A dopiero w 1958 r. Uruchomiono elektrownię jądrową Shippingport w Pensylwanii. Pojemność elektrowni jądrowej "Shippingport" wynosiła 68 MW. Zagraniczni eksperci nazywają to pierwszą komercyjną elektrownią jądrową. Budowa elektrowni jądrowych jest dość kosztowna, elektrownie jądrowe kosztują skarb USA 72,5 miliona USD.

Po 24 latach, w 1982 roku, stacja została zatrzymana, do 1985 roku rozładowano paliwo i rozpoczęto demontaż tej ogromnej konstrukcji ważącej 956 ton do późniejszego pochówku.

Wymagania wstępne do stworzenia spokojnego atomu

Po odkryciu rozszczepienia jądra uranu przez niemieckich naukowców Otto Hahna i Fritza Strassmanna w 1938 r. Rozpoczęto badania reakcji łańcuchowych.

Do początek drugiej wojny światowej Badania fizyków jądrowych nie były ukrywane przez rządy, nie powstały zamknięte laboratoria, raporty z konferencji i seminariów były publikowane w czasopismach naukowych i były dostępne dla każdego zainteresowanego naukowca. Związek Radziecki brał udział we wszystkich międzynarodowych konferencjach, naukowcy podróżowali do innych krajów nie tylko z raportami, ale także ze sobą współpracowali.

Teoretyczne obliczenia reakcji łańcuchowych z uzasadnieniem dwóch ścieżek rozwoju (wybuch i reakcja kontrolowana) zostały wykonane przez Ya B. Zeldovich i Yu. B. Khariton. W przypadku dalszych badań praktycznych konieczna była restrukturyzacja (w niektórych przypadkach odtworzenie) przemysłu.

Siła małego cyklotronu znajdującego się w ścianach Instytutu Radowego w Leningradzie nie pozwalała na niezbędne eksperymenty. Aby zbadać samą fizykę jądra, potrzebne były nie tylko rezerwy rud uranu, ale także uwolnienie izotopu uranu-235. Potrzebne opóźniacze do reakcji jądrowej - czysty grafit lub ciężka woda.

I. V. Kurchatow, popierany przez A. B. Ioffe, wraz z Yu B. Chariton, opracował notatkę do Prezydium Akademii Nauk Jądrowych i znaczenie pracy w tym kierunku. I. V. Kurchatov pracował wówczas w Instytucie Fizyki i Technologii w Leningradzie (Leningradzki Instytut Fizyko-Techniczny), kierowanym przez A. B. Ioffe, na temat problemów fizyki jądrowej.

W listopadzie 1938 r., Na podstawie wyników badania problemu i po przemówieniu I. V. Kurchatowa na plenum Akademii Nauk (Akademia Nauk), sporządzono notatkę do Prezydium Akademii Nauk o organizacji pracy w ZSRR na temat fizyki jądra atomowego. Śledzi on przesłanki uogólnienia wszystkich odrębnych laboratoriów i instytutów w ZSRR należących do różnych ministerstw i departamentów zajmujących się w istocie jednym zagadnieniem.

Zawieszenie fizyki jądrowej

Niektóre z tych prac organizacyjnych zostały wykonane przed II wojną światową, ale główne przesunięcia zaczęły się pojawiać dopiero od 1943 r., Kiedy to zaproponowano I. V. Kurchatovowi kierowanie projektem atomowym.

Po 1 września 1939 r. Wokół ZSRR zaczęła stopniowo formować się próżnia. Naukowcy nie poczuli tego od razu, chociaż sowieccy agenci wywiadu natychmiast zaczęli ostrzegać o klasyfikacji, zmuszając do badania reakcji jądrowych w Niemczech i Wielkiej Brytanii.

Wielka Wojna Patriotyczna natychmiast dostosowała się do pracy wszystkich naukowców z kraju, w tym fizyków jądrowych. Już w lipcu 1941 r. LFTI ewakuowano do Kazania. I. V. Kurchatov zaczął zajmować się problemem rozminowywania statków (ochrona przed minami morskimi). Do prac nad tym tematem w warunkach wojennych (trzy miesiące na statkach w Sewastopolu do listopada 1941 r., Kiedy miasto było prawie całkowicie oblężone), za zorganizowanie usługi rozmagnesowania w Poti (Gruzja), otrzymał nagrodę Stalina.

Po ciężkim przeziębieniu, po przybyciu do Kazania dopiero pod koniec 1942 r. I. Kurchatow mógł powrócić do tematu reakcji nuklearnej.

Projekt nuklearny pod kierownictwem I. V. Kurchatowa

We wrześniu 1942 r. I. Kurchatow miał zaledwie 39 lat, w wieku nauki był młodym naukowcem obok Ioffe i Kapitsa. W tym czasie Igor Wasiliewicz został powołany na stanowisko kierownika projektu. Wszystkie elektrownie jądrowe Rosji i reaktory plutonowe tego okresu powstały w ramach projektu atomowego, którym do 1960 r. Kierował Kurchatow.

Z dzisiejszego punktu widzenia nie można sobie wyobrazić, że kiedy 60% przemysłu zostało zniszczone na okupowanych terytoriach, gdy główna populacja kraju działała na front, kierownictwo ZSRR podjęło decyzję, która z góry określiła rozwój energetyki jądrowej w przyszłości.

Po ocenie raportów wywiadowczych na temat stanu prac nad fizyką jądrową w Niemczech, Wielkiej Brytanii i Stanach Zjednoczonych, Kurchatov zdał sobie sprawę z wielkości zaległości. Zaczął zbierać się w kraju i obecnych frontach naukowców, którzy mogliby zaangażować się w tworzenie potencjału nuklearnego.

Brak uranu, grafitu, ciężkiej wody i brak cyklotronu nie powstrzymały naukowca. Prace, zarówno teoretyczne, jak i praktyczne, zostały wznowione w Moskwie. Wysoki poziom tajności został określony przez Komitet Obrony Państwa (Komitet Obrony Państwa). Do produkcji plutonu o uzbrojeniu został zbudowany reaktor ("kocioł" w terminologii samego Kurchatowa). Trwają prace nad wzbogaceniem uranu.

Zaległości ze strony Stanów Zjednoczonych w okresie od 1942 r. Do 1949 r

2 września 1942 r. Przeprowadzono kontrolowaną reakcję nuklearną w Stanach Zjednoczonych, w pierwszym na świecie reaktorze jądrowym. W ZSRR, w tym czasie, poza teoretycznym rozwojem naukowców i danych wywiadowczych, praktycznie nic nie było.

Stało się jasne, że kraj nie może dogonić Stanów Zjednoczonych w krótkim czasie. Aby przygotować (uratować) pracowników, stwórz warunki wstępne dla szybkiego rozwoju procesów wzbogacania uranu, stworzenia reaktora jądrowego do produkcji plutonu o uzbrojeniu i rekultywacji roślin do produkcji czystego grafitu - zadania te musiały zostać wykonane w czasie wojny i powojennym.

Wystąpienie reakcji jądrowej wiąże się z uwolnieniem kolosalnych ilości energii cieplnej. Amerykańscy naukowcy - pierwsi twórcy bomby atomowej użyli tego jako dodatkowego uderzającego efektu w eksplozji.

Elektrownie jądrowe na świecie

Do chwili obecnej, energia jądrowa, choć produkuje ogromną ilość energii elektrycznej, ale dystrybuowane w ograniczonej liczbie krajów. Wynika to z ogromnych inwestycji w budowę elektrowni jądrowych, poczynając od badań geologicznych, budowy, tworzenia ochrony i kończąc na szkoleniu pracowników. Zwrot może nastąpić w ciągu kilkudziesięciu lat, pod warunkiem, że stacja będzie nadal działać w sposób ciągły.

Wykonalność budowy elektrowni jądrowej jest zwykle określana przez rządy krajów (oczywiście po rozważeniu różnych opcji). W warunkach rozwoju potencjału przemysłowego, przy braku własnych krajowych rezerw energetycznych w dużych ilościach lub ich wysokich kosztach, preferowana jest budowa elektrowni jądrowych.

Do końca 2014 r. Reaktory jądrowe działały w 31 krajach świata. Rozpoczęła się budowa elektrowni jądrowych na Białorusi i w ZEA.

Elektrownie jądrowe Rosji

Do tej pory w Federacji Rosyjskiej działa dziesięć elektrowni jądrowych.

Obecnie elektrownie jądrowe w Rosji są częścią Państwowej Agencji Energii Atomowej ROSATOM, która łączy wszystkie działy strukturalne przemysłu, od wydobycia i wzbogacania uranu i produkcji paliwa jądrowego po eksploatację i budowę elektrowni jądrowych. Pod względem energii wytwarzanej przez elektrownie jądrowe Rosja znajduje się na drugim miejscu w Europie po Francji.

Energetyka jądrowa na Ukrainie

Elektrownie jądrowe Ukrainy powstały w czasach sowieckich. Łączna moc zainstalowana ukraińskich elektrowni jądrowych jest porównywalna z rosyjskimi.

Do upadek ZSRR Ukraińska energetyka jądrowa została zintegrowana w jedną branżę. W okresie postsowieckim przed wydarzeniami z 2014 r. Na Ukrainie działały przedsiębiorstwa przemysłowe produkujące komponenty dla rosyjskich elektrowni jądrowych. W związku z zerwaniem stosunków przemysłowych między Federacją Rosyjską a Ukrainą opóźnienia w uruchamianiu bloków energetycznych budowanych w Rosji zaplanowanych na 2014 i 2015 r. Były opóźnione.

Elektrownie jądrowe Ukrainy działają w oparciu o TVEL (elementy paliwowe zawierające paliwo jądrowe, w których zachodzi reakcja rozszczepienia) wytwarzane w Federacji Rosyjskiej. Pragnienie przejścia Ukrainy na amerykańskie paliwo prawie doprowadziło w 2012 r. Do wypadku w południowo ukraińskiej elektrowni jądrowej.

Do 2015 r. Państwowy koncern paliw jądrowych, który obejmuje Wschodni Zakład Górniczo-Przetwórczy (wydobycie uranu), nie był jeszcze w stanie zorganizować rozwiązania kwestii produkcji własnych elementów paliwowych.

Perspektywy dla energii jądrowej

Po roku 1986, kiedy doszło do wypadku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu, elektrownie jądrowe zostały zamknięte w wielu krajach. Zwiększenie poziomu bezpieczeństwa spowodowało stagnację w energetyce jądrowej. Do 2011 r., Kiedy doszło do wypadku w japońskiej elektrowni atomowej "Fukushima-1" w wyniku tsunami, energia jądrowa rozwijała się stabilnie.

Do tej pory trwałe (zarówno małe, jak i duże) wypadki w elektrowniach jądrowych spowalniają decyzje dotyczące budowy lub rekonstrukcji instalacji. Postawa ludność świata Problem generowania elektryczności poprzez reakcję jądrową można określić jako ostrożny i pesymistyczny.