Nuklearne elektrane u Rusiji. Prva nuklearna elektrana

Proizvodnja električne energije pomoću nuklearne lančane reakcije u Sovjetskom Savezu prvi put se dogodila u nuklearnoj elektrani Obninsk. U usporedbi s današnjim divovima, prva nuklearna elektrana imala je samo 5 MW kapaciteta, a najveća operativna nuklearna elektrana u svijetu danas, Kashiwazaki-Kariva (Japan), ima 8,212 MW.

Obninsk NE: od starta do muzeja

Sovjetski znanstvenici, na čelu s I. V. Kurchatovim, na kraju vojnih programa odmah su počeli graditi atomski reaktor kako bi koristili toplinsku energiju kako bi je pretvorili u električnu energiju. Prvu nuklearnu elektranu razvile su u najkraćem mogućem roku, a 1954. pokrenut je industrijski nuklearni reaktor.

Oslobađanje potencijala, kako industrijskih tako i profesionalnih, nakon stvaranja i testiranja nuklearnog oružja dopustilo je I. V. Kurchatovu da riješi problem koji mu je povjeren za proizvodnju električne energije ovladavanjem proizvodnjom topline tijekom kontrolirane nuklearne reakcije. Tehnička rješenja za stvaranje nuklearni reaktor su osvojeni kada je prvi eksperimentalni F-1 uran-grafitni reaktor pušten u pogon 1946. godine. Provela je prvu nuklearnu lančanu reakciju, potvrdila gotovo sva teorijska kretanja u novije vrijeme.

Za industrijski reaktor bilo je potrebno pronaći konstruktivna rješenja vezana uz kontinuirani rad instalacije, uklanjanje topline i njeno dovođenje u generator, cirkulaciju rashladnog sredstva i zaštitu od radioaktivnog onečišćenja.

Tim Laboratorija br. 2, na čelu s I. V. Kurchatov, zajedno s NIIkhimmash, pod vodstvom N. A. Dollezhal, razrađen sve nijanse strukture. Fizici E. L. Feinbergu povjerena je teoretska razrada procesa.

Lansiranje reaktora (postizanje kritičnih parametara) izvršeno je 9. svibnja 1954. godine, 26. lipnja iste godine, nuklearna elektrana je priključena na mrežu, au prosincu je dovedena u projektni kapacitet.

Nakon što je nuklearna elektrana Obninsk radila bez kvara kao industrijska elektrana gotovo 48 godina, zaustavljena je u travnju 2002. godine. U rujnu iste godine dovršen je istovar nuklearnog goriva.

Čak i dok su radili na NE, stigli su brojni izleti, stanica je radila kao trening za buduće nuklearne znanstvenike. Danas je u njegovoj bazi organiziran memorijalni muzej atomske energije.

Prva inozemna NE

Nuklearne elektrane, slijedeći primjer Obninska, nisu odmah, već se počele stvarati u inozemstvu. U Sjedinjenim Američkim Državama, odluka o izgradnji nuklearne elektrane donesena je tek u rujnu 1954. godine, a tek 1958. godine lansirana je brodogradilište Shippingport u Pennsylvaniji. Kapacitet nuklearne elektrane "Shippingport" iznosio je 68 MW. Strani stručnjaci to nazivaju prvom komercijalnom nuklearnom elektranom. Izgradnja nuklearnih elektrana je prilično skupa, nuklearne elektrane su američku riznicu koštale 72,5 milijuna dolara.

Nakon 24 godine, 1982. godine, stanica je zaustavljena, do 1985. godine je iskrcano gorivo i pokrenuta je demontaža te ogromne građevine težine 956 tona radi naknadnog ukopa.

Preduvjeti za stvaranje mirnog atoma

Nakon što su njemački znanstvenici otkrili fisiju uranovih jezgri, Otto Hahn i Fritz Strassmann 1938. godine počeli su proučavati lančane reakcije.

Do početak drugog svjetskog rata istraživanja nuklearnih fizičara nisu bila prikrivena od strane vlada, nisu stvoreni zatvoreni laboratoriji, izvješća konferencija, seminara su tiskana u znanstvenim časopisima i bila su dostupna svakom zainteresiranom znanstveniku. Sovjetski je Savez sudjelovao na svim međunarodnim konferencijama, znanstvenici su putovali u druge zemlje ne samo s izvješćima, već i zajedno.

Teoretske izračune lančanih reakcija s opravdanjem dvaju razvojnih putova (eksplozija i kontrolirane reakcije) izradili su Ya.B. Zeldovich i Yu B. Khariton. Za daljnja praktična istraživanja bilo je potrebno restrukturirati (u nekim slučajevima ponovno stvoriti) industriju.

Snaga malog ciklotrona smještenog unutar zidova Instituta Radium u Lenjingradu nije omogućila potrebne pokuse. Za proučavanje same fizike jezgre bila je potrebna ne samo rezerva rude urana, već i oslobađanje izotopa uran-235. Potrebni usporivači za nuklearnu reakciju - čisti grafit ili teška voda.

I. V. Kurchatov, kojeg je gurnuo A. B. Ioffe, zajedno s Yu B. Kharitonom, sastavio je bilješku predsjedništvu Akademije nuklearnih znanosti i važnosti rada u tom smjeru. I. V. Kurchatov radio je u to vrijeme na Lenjingradskom institutu za fiziku i tehnologiju (Lenjingradski fizičko-tehnički institut), na čelu s A. B. Ioffeom, na problemima nuklearne fizike.

U studenom 1938., na temelju rezultata proučavanja problema i nakon govora I. V. Kurchatova na Plenumu Akademije znanosti (Akademije znanosti), sastavljena je bilješka Predsjedništvu Akademije znanosti o organizaciji rada u SSSR-u o fizici atomske jezgre. Ona prati obrazloženje za generalizaciju svih odvojenih laboratorija i instituta u SSSR-u koji pripadaju različitim ministarstvima i odjelima koji se bave, u biti, jednim pitanjem.

Suspenzija nuklearne fizike

Neki od tih organizacijskih radova ostvareni su prije Drugog svjetskog rata, ali su se glavni pomaci počeli događati tek od 1943. godine, kada je I. V. Kurchatovu predloženo da predvodi atomski projekt.

Nakon 1. rujna 1939. počela se postupno formirati vakuum oko SSSR-a. Znanstvenici to nisu odmah osjetili, premda su sovjetski agenti odmah počeli upozoravati na klasificiranje prisilnog proučavanja nuklearnih reakcija u Njemačkoj i Velikoj Britaniji.

Veliki domovinski rat odmah je prilagodio rad svih znanstvenika u zemlji, uključujući nuklearne fizičare. Već u srpnju 1941. LFTI je evakuiran u Kazan. I. V. Kurchatov počeo se baviti problemom razminiranja brodova (zaštita od morskih mina). Za rad na ovoj temi u ratnim uvjetima (tri mjeseca na brodovima u Sevastopolju do studenog 1941., kada je grad bio gotovo potpuno pod opsadom), za organizaciju demagnetizacije u Poti (Gruzija), dobio je Staljinovu nagradu.

Nakon teške prehlade, po dolasku u Kazan tek krajem 1942., I. V. Kurchatov se mogao vratiti na temu nuklearne reakcije.

Nuklearni projekt pod vodstvom I. V. Kurchatova

U rujnu 1942. godine I. Kurchatov imao je samo 39 godina, a za znanost je bio mladi znanstvenik pored Ioffea i Kapice. Upravo u to vrijeme Igor Vasilyevich je imenovan na mjesto voditelja projekta. Sve nuklearne elektrane u Rusiji i plutonijski reaktori iz tog razdoblja stvoreni su kao dio atomskog projekta, koji je do 1960. vodio Kurchatov.

Sa stajališta današnjice, nemoguće je zamisliti da je, kada je 60% industrije uništeno na okupiranim područjima, kada je glavno stanovništvo zemlje radilo na fronti, rukovodstvo SSSR-a donijelo odluku koja je unaprijed odredila razvoj nuklearne energije u budućnosti.

Nakon procjene obavještajnih izvješća o stanju rada na nuklearnoj fizici u Njemačkoj, Velikoj Britaniji i Sjedinjenim Američkim Državama, Kurchatov je postao svjestan opsega zaostataka. Počeo se okupljati u zemlji i aktualnim frontama znanstvenika koji bi mogli biti uključeni u stvaranje nuklearnog potencijala.

Nedostatak urana, grafita, teške vode i odsustvo ciklotrona nisu zaustavili znanstvenika. Radovi, teorijski i praktični, nastavljeni su u Moskvi. Visoku razinu tajnosti utvrdio je Državni odbor za obranu (Državni odbor za obranu). Za proizvodnju plutonija za proizvodnju oružja izgrađen je reaktor ("kotao" u terminologiji samog Kurčatova). U tijeku je rad na obogaćivanju urana.

Zaostaci iz SAD-a u razdoblju od 1942. do 1949. godine

2. rujna 1942. provedena je kontrolirana nuklearna reakcija u SAD-u, u prvom nuklearnom reaktoru na svijetu. U SSSR-u, u to vrijeme, osim teoretskog razvoja znanstvenika i obavještajnih podataka, praktički ništa nije bilo.

Postalo je jasno da zemlja ne može uhvatiti korak sa Sjedinjenim Državama u kratkom vremenu. Pripremiti (sačuvati) osoblje, stvoriti preduvjete za brz razvoj procesa obogaćivanja urana, stvaranje nuklearnog reaktora za proizvodnju plutonija za proizvodnju oružja i sanirati pogone za proizvodnju čistog grafita - to su zadaci koji su se morali obavljati u ratnim i poslijeratnim vremenima.

Pojava nuklearne reakcije povezana je s oslobađanjem kolosalnih količina toplinske energije. Američki znanstvenici - prvi tvorci atomske bombe to su upotrijebili kao dodatni udarni učinak u eksploziji.

Nuklearne elektrane u svijetu

Do danas, nuklearna energija, iako proizvodi veliku količinu električne energije, ali se distribuira u ograničenom broju zemalja. Razlog tome su velika ulaganja u izgradnju nuklearnih elektrana, počevši od geoloških istraživanja, izgradnje, stvaranja zaštite i završavanja obuke zaposlenika. Povrat se može dogoditi za nekoliko desetljeća, pod uvjetom da stanica nastavlja s radom kontinuirano.

Mogućnost izgradnje nuklearne elektrane obično određuju vlade zemalja (naravno, nakon razmatranja različitih opcija). U uvjetima razvoja industrijskog potencijala, u nedostatku vlastitih domaćih rezervi energije u velikim količinama ili zbog visokih troškova, prednost se daje izgradnji nuklearnih elektrana.

Do kraja 2014. nuklearni reaktori radili su u 31 zemlji svijeta. Izgradnja nuklearnih elektrana započela je u Bjelorusiji i UAE.

Nuklearne elektrane u Rusiji

Do danas u Ruskoj Federaciji djeluje deset nuklearnih elektrana.

Danas su nuklearne elektrane u Rusiji dio Državne korporacije za atomsku energiju ROSATOM, koja objedinjuje sve strukturne dijelove industrije, od rudarstva i obogaćivanja urana i proizvodnje nuklearnog goriva do pogona i izgradnje nuklearnih elektrana. Što se tiče energije koju proizvode nuklearne elektrane, Rusija je na drugom mjestu u Europi nakon Francuske.

Nuklearna energetika u Ukrajini

Nuklearne elektrane u Ukrajini izgrađene su tijekom sovjetske ere. Ukupna instalirana snaga ukrajinskih elektrana usporediva je s ruskim.

Do slom SSSR-a Ukrajinska nuklearna industrija integrirana je u jednu industriju. U post-sovjetskom razdoblju prije događaja 2014. u Ukrajini su djelovala industrijska poduzeća koja su proizvodila komponente za ruske NE. U vezi s prekidom industrijskih odnosa između Ruske Federacije i Ukrajine, lansiranje energetskih postrojenja koja se grade u Rusiji zakazana za 2014. i 2015. odgođena su.

Nuklearne elektrane u Ukrajini djeluju na TVEL-ovima (gorivnim elementima s nuklearnim gorivom, gdje dolazi do reakcije fisije) proizvedenim u Ruskoj Federaciji. Želja Ukrajine da se prebaci na američko gorivo gotovo je dovelo u 2012. do nesreće na južnokrajinskoj NE.

Do 2015. državni koncern za nuklearno gorivo, koji uključuje Istočni rudarski i prerađivački pogon (rudarstvo urana), još nije bio u mogućnosti organizirati rješenje problema proizvodnje vlastitih gorivnih elemenata.

Izgledi za nuklearnu energiju

Nakon 1986. godine, kada se dogodila nesreća u nuklearnoj elektrani u Černobilu, nuklearne elektrane su zatvorene u mnogim zemljama. Povećanje razine sigurnosti dovelo je do stagnacije nuklearne industrije. Do 2011. godine, kada se nesreća dogodila u japanskoj nuklearnoj elektrani "Fukushima-1" kao posljedica tsunamija, nuklearna energija se stalno razvijala.

Do danas, trajne (male i velike) nesreće u nuklearnim elektranama usporit će odluke o izgradnji ili ponovnom očuvanju postrojenja. stav svjetska populacija Problem proizvodnje električne energije putem nuklearne reakcije može se definirati kao oprezan i pesimističan.