ატომური ელექტროსადგურები. უკრაინის ატომური ელექტროსადგურები. ატომური ელექტროსადგურები რუსეთში

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

კაცობრიობის თანამედროვე ენერგეტიკული საჭიროებები გიგანტური ტემპით იზრდება. იზრდება მისი მოხმარება ქალაქების განათებისთვის, სამრეწველო და ეროვნული ეკონომიკის სხვა საჭიროებებისთვის. შესაბამისად, ნახშირისა და მაზუთის წვის შედეგად სულ უფრო მეტი ჭვარტლი გამოიყოფა ატმოსფეროში და იზრდება სათბურის ეფექტი. გარდა ამისა, ბოლო წლებში სულ უფრო ხშირად საუბრობენ ელექტრომობილების დანერგვაზე, რაც ასევე ხელს შეუწყობს ელექტროენერგიის მოხმარების ზრდას.

სამწუხაროდ, ეკოლოგიურად სუფთა ჰესები ვერ ახერხებენ ასეთ გიგანტურ საჭიროებებს და თბოელექტროსადგურების და თბოელექტროსადგურების რაოდენობის შემდგომი გაზრდა უბრალოდ მიზანშეწონილი არ არის. რა უნდა გააკეთოს ამ შემთხვევაში? და არჩევანის გაკეთება ბევრი არ არის: ატომური ელექტროსადგურები, თუ სწორად ფუნქციონირებს, შესანიშნავი გამოსავალია ენერგეტიკული ჩიხიდან.

მიუხედავად იმისა, რაც მოხდა ჩერნობილში, თუნდაციაპონელების ბოლოდროინდელი წარუმატებლობის გათვალისწინებით, მეცნიერები მთელ მსოფლიოში აღიარებენ, რომ მშვიდობიანი ატომი ერთადერთი გამოსავალია მოახლოებული ენერგეტიკული კრიზისიდან დღეს. ფართოდ რეკლამირებული ენერგიის ალტერნატიული წყაროები არ იძლევა ელექტროენერგიის იმ მოცულობის მეასედსაც კი, რაც მსოფლიოს ყოველდღიურად სჭირდება.

გარდა ამისა, ჩერნობილში ატომური ელექტროსადგურის აფეთქებამაც კი არ გამოიწვია გარემოსთვის ზიანის მეასედიც კი, რაც აღინიშნება თუნდაც ერთი კატასტროფის დროს ნავთობის პლატფორმაზე. BP ინციდენტი ამის ნათელი დადასტურებაა.

ატომური რეაქტორის მუშაობის პრინციპი

სათბობის წყაროა საწვავის ელემენტები - TVEL. სინამდვილეში, ეს არის ცირკონიუმის შენადნობის მილები, რომლებიც ოდნავ ექვემდებარება დეგენერაციას ატომების აქტიური დაშლის ზონაშიც კი. შიგნით მოთავსებულია ურანის დიოქსიდის ტაბლეტები ან ურანის და მოლიბდენის შენადნობის მარცვლები. რეაქტორის შიგნით, ეს მილები იკრიბება შეკრებებად, რომელთაგან თითოეული შეიცავს 18 საწვავის ელემენტს.

სულ შეიძლება იყოს თითქმის ორი ათასი შეკრება და ისინი მოთავსებულია არხებში გრაფიტის ქვისა. გამოთავისუფლებული სითბო გროვდება გამაგრილებლის საშუალებით, ხოლო თანამედროვე ატომურ ელექტროსადგურებში არის ორი ცირკულაციის წრე. მეორეში წყალი არანაირად არ ურთიერთქმედებს რეაქტორის ბირთვთან, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის მთლიანი სტრუქტურის უსაფრთხოებას. თავად რეაქტორი მდებარეობს ლილვში, ხოლო გრაფიტის ქვისთვის შექმნილია სპეციალური კაფსულა იმავე ცირკონიუმის შენადნობიდან (30 მმ სისქით)..

მთელი სტრუქტურა ეყრდნობა მაღალი სიმტკიცის ბეტონის უკიდურესად მასიურ ბაზას, რომლის ქვეშაც მდებარეობს აუზი. ის ემსახურება ბირთვის გაგრილებასსაწვავი ავარიის შემთხვევაში.

მუშაობის პრინციპი მარტივია: საწვავის ელემენტები თბება, მათგან სითბო გადადის პირველად გამაგრილებელ სითხეში (თხევადი ნატრიუმი, დეიტერიუმი), რის შემდეგაც ენერგია გადადის მეორად წრეში, რომლის შიგნითაც წყალი ცირკულირებს. უზარმაზარი წნევა. ის მაშინვე ადუღდება და ორთქლი ატრიალებს გენერატორების ტურბინებს. ამის შემდეგ ორთქლი შედის კონდენსატორულ მოწყობილობებში, კვლავ გადაიქცევა თხევად მდგომარეობაში, რის შემდეგაც კვლავ იგზავნება მეორად წრეში.

შექმნის ისტორია

1940-იანი წლების მეორე ნახევარში სსრკ-ში ყველა ძალისხმევა გაკეთდა ატომური ენერგიის მშვიდობიანი გამოყენების პროექტების შესაქმნელად. ცნობილმა აკადემიკოსმა კურჩატოვმა, CPSU-ს ცენტრალური კომიტეტის რეგულარულ სხდომაზე გამოსვლისას, წამოაყენა წინადადება ატომური ენერგიის გამოყენების შესახებ ელექტროენერგიის წარმოებისთვის, რაც საშინელი ომისგან გამოჯანმრთელებულ ქვეყანას ძალიან სჭირდებოდა..

1950 წელს დაიწყო ატომური ელექტროსადგურის მშენებლობა (პირველი მსოფლიოში, სხვათა შორის), რომელიც აშენდა კალუგის ოლქის სოფელ ობნინსკოეში. ოთხი წლის შემდეგ ეს სადგური, რომლის სიმძლავრე 5 მეგავატი იყო, წარმატებით ამოქმედდა. ღონისძიების უნიკალურობა მდგომარეობს იმაშიც, რომ ჩვენი ქვეყანა გახდა მსოფლიოში პირველი სახელმწიფო, რომელმაც შეძლო ატომის ეფექტურად გამოყენება ექსკლუზიურად მშვიდობიანი მიზნებისთვის.

გააგრძელეთ მუშაობა

უკვე 1958 წელს დაიწყო მუშაობა ციმბირის ატომური ელექტროსადგურის დიზაინზე. საპროექტო სიმძლავრე მაშინვე გაიზარდა 20-ჯერ, რაც 100 მგვტ-ს შეადგენს. მაგრამ სიტუაციის უნიკალურობა ამაშიც კი არ არის. სადგურის ჩაბარებისას მისი დაბრუნება 600 მეგავატი იყო. მეცნიერები სულ რაღაც წყვილშიწლების განმავლობაში შევძელით პროექტის იმდენად გაუმჯობესება და სულ ახლახანს ასეთი შესრულება სრულიად შეუძლებელი ჩანდა.

თუმცა, ატომური ელექტროსადგურები კავშირის ხარჯზე მაშინ გაიზარდა სოკოზე უარესი. ასე რომ, ციმბირის ატომური ელექტროსადგურიდან რამდენიმე წლის შემდეგ, ბელოიარსკის ატომური ელექტროსადგური ამოქმედდა. მალე ვორონეჟში აშენდა სადგური. 1976 წელს ექსპლუატაციაში შევიდა კურსკის ატომური ელექტროსადგური, რომლის რეაქტორები სერიოზულად მოდერნიზდა 2004 წელს.

ზოგადად, ატომური ელექტროსადგურები გეგმიურად აშენდა ომისშემდგომი პერიოდის განმავლობაში. მხოლოდ ჩერნობილის კატასტროფას შეეძლო ამ პროცესის შენელება.

როგორ იყო საქმე საზღვარგარეთ

არ უნდა ვივარაუდოთ, რომ მსგავსი მოვლენები განხორციელდა მხოლოდ ჩვენს ქვეყანაში. ბრიტანელებმა კარგად იცოდნენ, თუ რამდენად მნიშვნელოვანი შეიძლება ყოფილიყო ატომური ელექტროსადგურები და ამიტომაც აქტიურად მუშაობდნენ ამ მიმართულებით. ასე რომ, უკვე 1952 წელს მათ დაიწყეს საკუთარი პროექტი ატომური ელექტროსადგურების განვითარებისა და მშენებლობისთვის. ოთხი წლის შემდეგ, ქალაქი კალდერ ჰოლი გახდა პირველი ინგლისური ატომური ქალაქი თავისი 46 მეგავატი სიმძლავრის ელექტროსადგურით. 1955 წელს საზეიმოდ ამოქმედდა ატომური ელექტროსადგური ამერიკის ქალაქ Shippingport-ში. მისი სიმძლავრე 60 მეგავატს უდრიდა. მას შემდეგ ატომურმა ელექტროსადგურებმა დაიწყეს ტრიუმფალური მსვლელობა მთელს მსოფლიოში.

მუქარა მშვიდობიანი ატომისთვის

ატომის მოთვინიერების პირველი ეიფორია მალე შეცვალა შფოთვამ და შიშმა. რა თქმა უნდა, ჩერნობილის ატომური ელექტროსადგური იყო ყველაზე სერიოზული კატასტროფა, მაგრამ იყო მაიაკის ქარხანა, ავარიები ატომურ რეაქტორებთან ატომურ წყალქვეშა ნავებში, ისევე როგორც სხვა ინციდენტები, რომელთა შესახებ, ალბათ, ვერასდროს გავიგებთ. ამ ავარიების შედეგებიაიძულა ხალხი ეფიქრათ ატომური ენერგიის გამოყენების კულტურის დონის ამაღლებაზე. გარდა ამისა, კაცობრიობამ კიდევ ერთხელ გააცნობიერა, რომ მათ არ შეუძლიათ წინააღმდეგობა გაუწიონ ბუნების ელემენტარულ ძალებს.

მსოფლიო მეცნიერების ბევრი მნათობი დიდი ხანია მსჯელობს იმაზე, თუ როგორ გახადონ ატომური ელექტროსადგურები უფრო უსაფრთხო. 1989 წელს მოსკოვში მოიწვიეს მსოფლიო ასამბლეა, შეხვედრის შედეგების საფუძველზე გაკეთდა დასკვნები ბირთვულ ენერგიაზე კონტროლის რადიკალურად გამკაცრების აუცილებლობის შესახებ.

დღეს, გლობალური საზოგადოებები ყურადღებით აკვირდებიან, თუ როგორ სრულდება ყველა ეს შეთანხმება. თუმცა, ვერანაირი დაკვირვება და კონტროლი ვერ გიხსნის სტიქიურ უბედურებებსა და ბანალურ სისულელეს. ეს კიდევ ერთხელ დაადასტურა ფუკუშიმა-1-ის ავარიამ, რის შედეგადაც წყნარ ოკეანეში ასობით მილიონი ტონა რადიოაქტიური წყალი დაიღვარა. ზოგადად, იაპონიაში, სადაც ატომური ელექტროსადგური ერთადერთი საშუალებაა მრეწველობისა და მოსახლეობის გიგანტური მოთხოვნილებების ელექტროენერგიით უზრუნველყოფისთვის, არ მიატოვა ატომური ელექტროსადგურის მშენებლობის პროგრამა..

კლასიფიკაცია

ყველა ატომური ელექტროსადგური შეიძლება კლასიფიცირდეს წარმოებული ენერგიის ტიპის მიხედვით, ასევე მათი რეაქტორის მოდელის მიხედვით. ასევე გათვალისწინებულია უსაფრთხოების ხარისხი, კონსტრუქციის ტიპი, ასევე სხვა მნიშვნელოვანი პარამეტრები.

ასე იყო მათი კლასიფიკაცია წარმოებული ენერგიის ტიპის მიხედვით:

• ატომური ელექტროსადგურები. ერთადერთი ენერგია, რომელსაც ისინი გამოიმუშავებენ, არის ელექტროენერგია.
• ატომური თბოელექტროსადგურები. ელექტროენერგიის გარდა, ეს ობიექტები ასევე გამოიმუშავებენ სითბოს, რაც მათ განსაკუთრებით ღირებულს ხდის ჩრდილოეთ ქალაქებში განლაგებისთვის. იქ ატომური ელექტროსადგურის ოპერირებასაშუალებას იძლევა მკვეთრად შეამციროს რეგიონის დამოკიდებულება სხვა რეგიონებიდან საწვავის მიწოდებაზე.

გამოყენებული საწვავი და სხვა მახასიათებლები

ყველაზე გავრცელებულია ბირთვული რეაქტორები, რომლებიც იყენებენ გამდიდრებულ ურანს საწვავად. გამაგრილებელი არის მსუბუქი წყალი. ასეთ რეაქტორებს მსუბუქი წყლის რეაქტორებს უწოდებენ და მათი ორი ტიპი არსებობს. პირველ შემთხვევაში, ორთქლი, რომელიც გამოიყენება ტურბინების ბრუნვისთვის, წარმოიქმნება რეაქტორის ბირთვში.

ორთქლის წარმოქმნისთვის მეორე შემთხვევაში გამოიყენება გამათბობელი სისტემა, რის გამოც წყალი არ ხვდება ბირთვში. სხვათა შორის, ამ სისტემის განვითარება უკვე გასული საუკუნის 50-იან წლებში დაიწყო და ამის საფუძველი ამერიკული სამხედრო განვითარება გახდა. დაახლოებით იმავე პერიოდში სსრკ-მ შეიმუშავა პირველი ტიპის, მაგრამ ზომიერი სისტემით რეაქტორი, რომლის როლში გამოიყენებოდა გრაფიტის წნელები..

ასე გაჩნდა გაზით გაცივებული რეაქტორი, რომელსაც რუსეთის მრავალი ატომური ელექტროსადგური იყენებს. ამ კონკრეტული მოდელის სადგურების მშენებლობის სწრაფი დაჩქარება განპირობებული იყო იმით, რომ რეაქტორები აწარმოებდნენ იარაღის კლასის პლუტონიუმს, როგორც ქვეპროდუქტს. გარდა ამისა, ჩვეულებრივი ბუნებრივი ურანიც კი, რომლის საბადოები ჩვენში ძალიან დიდია, ამ ჯიშის საწვავად გამოდგება.

რეაქტორის კიდევ ერთი ტიპი, რომელიც საკმაოდ გავრცელებულია მთელ მსოფლიოში, არის მძიმე წყლის მოდელი ბუნებრივი ურანით. თავდაპირველად, ასეთი მოდელები შეიქმნა თითქმის ყველა ქვეყნის მიერ, რომლებსაც ჰქონდათ წვდომა ბირთვულ რეაქტორებზე, მაგრამდღეს მათ ექსპლუატატორებს შორის მხოლოდ კანადაა, რომლის წიაღში არის ბუნებრივი ურანის უმდიდრესი საბადოები.

როგორ გაუმჯობესდა რეაქტორები?

პირველ რიგში, ჩვეულებრივი ფოლადი გამოიყენებოდა საწვავის ღეროების მოპირკეთების და ცირკულაციის არხების დასამზადებლად. იმ დროს ჯერ კიდევ არ იყო ცნობილი ცირკონიუმის შენადნობების შესახებ, რომლებიც ბევრად უფრო შესაფერისია ასეთი მიზნებისათვის. რეაქტორი გაცივდა წყლით მიწოდებული 10 ატმოსფეროს წნევის ქვეშ.

ამავე დროს გამოშვებულ ორთქლს 280 გრადუსი ტემპერატურა ჰქონდა. ყველა არხი, რომლებშიც საწვავის ღეროები იყო განთავსებული, მოსახსნელი იყო, რადგან ისინი შედარებით ხშირად უნდა შეიცვალოს. ფაქტია, რომ ბირთვული საწვავის მოქმედების ზონაში მასალები საკმაოდ სწრაფად ექვემდებარება დეფორმაციას და განადგურებას. ფაქტობრივად, ბირთვში სტრუქტურული ელემენტები შექმნილია 30 წლის განმავლობაში, მაგრამ ასეთ შემთხვევებში ოპტიმიზმი მიუღებელია.

საწვავის წნელები

ამ შემთხვევაში, მეცნიერებმა გადაწყვიტეს გამოეყენებინათ ვარიანტი ცალმხრივი მილის გაგრილებით. ეს დიზაინი მკვეთრად ამცირებს დაშლის პროდუქტების სითბოს გაცვლის წრეში მოხვედრის შანსებს საწვავის ელემენტის დაზიანების შემთხვევაშიც კი. იგივე ბირთვული საწვავი არის ურანის და მოლიბდენის შენადნობი. ამ გადაწყვეტამ შესაძლებელი გახადა შედარებით იაფი და საიმედო აღჭურვილობის შექმნა, რომელსაც შეუძლია სტაბილურად იმუშაოს თუნდაც მნიშვნელოვნად ამაღლებულ ტემპერატურაზე.

ჩერნობილი

რაც არ უნდა უცნაურად ჩანდეს, მაგრამ სამარცხვინო ჩერნობილი, რომლის ატომური ელექტროსადგური გასული საუკუნის ადამიანის ხელით შექმნილი კატასტროფების სიმბოლოდ იქცა, მეცნიერების ნამდვილი ტრიუმფი იყო.იმ დროს მის მშენებლობასა და დიზაინში გამოყენებული იყო ყველაზე მოწინავე ტექნოლოგიები. მხოლოდ რეაქტორის სიმძლავრე 3200 მეგავატს აღწევდა. საწვავიც ახალი იყო: გამდიდრებული ბუნებრივი ურანის დიოქსიდი პირველად გამოიყენეს ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე. ერთი ტონა ასეთი საწვავი შეიცავს მხოლოდ 20 კილოგრამ ურანს-235-ს. საერთო ჯამში, რეაქტორში 180 ტონა ურანის დიოქსიდი ჩაიტვირთა. ჯერჯერობით უცნობია ზუსტად ვინ და რა მიზნით გადაწყვიტა სადგურზე ექსპერიმენტის ჩატარება, რომელიც ეწინააღმდეგებოდა უსაფრთხოების ყველა შესაძლო წესს.

ატომური ელექტროსადგურები რუსეთში

რომ არა ჩერნობილის კატასტროფა, ჩვენს ქვეყანაში (დიდი ალბათობით) მაინც გაგრძელდებოდა ატომური ელექტროსადგურების ყველაზე ფართო და გავრცელებული მშენებლობის პროგრამა. ყოველ შემთხვევაში, ეს იყო სსრკ-ში დაგეგმილი მიდგომა.

ზოგადად, ჩერნობილის შემდეგ, მრავალი პროგრამის მასიურად შეზღუდვა დაიწყო, რამაც მაშინვე გამოიწვია ფასების ზრდა მრავალი "ეკოლოგიურად" კლასის სითბოს მატარებლებზე. ბევრ რაიონში ისინი იძულებულნი გახდნენ დაუბრუნდნენ თბოელექტროსადგურების მშენებლობას, რომლებიც (მათ შორის) ნახშირზეც კი მუშაობენ, აგრძელებენ დიდი ქალაქების ატმოსფეროს ამაზრზენად დაბინძურებას.

2000-იანი წლების შუა პერიოდში მთავრობამ მაინც გააცნობიერა ბირთვული პროგრამის შემუშავების აუცილებლობა, რადგან მის გარეშე უბრალოდ შეუძლებელი იქნებოდა ჩვენი ქვეყნის მრავალი რეგიონის უზრუნველყოფა საჭირო რაოდენობის ენერგიით.

რამდენი ატომური ელექტროსადგური გვაქვს დღეს ჩვენს ქვეყანაში? მხოლოდ ათი. დიახ, ეს ყველაფერი რუსული ატომური ელექტროსადგურებია. მაგრამ ეს რიცხვიც კი გამოიმუშავებს მოხმარებული ენერგიის 16%-ზე მეტსჩვენი მოქალაქეები. 33-ვე ელექტროსადგურის სიმძლავრე, რომელიც ფუნქციონირებს ამ ატომური ელექტროსადგურების შემადგენლობაში, არის 25,2 გვტ. ჩვენი ჩრდილოეთ რეგიონების ელექტროენერგიის საჭიროების თითქმის 37% დაფარულია ატომური ელექტროსადგურებით.

ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი არის ლენინგრადის ატომური ელექტროსადგური, რომელიც აშენდა ჯერ კიდევ 1973 წელს. ამჟამად მიმდინარეობს მეორე ეტაპის ინტენსიური მშენებლობა, რაც საშუალებას მისცემს გამომავალი სიმძლავრე (4 ათასი მეგავატი) მინიმუმ ორჯერ გაიზარდოს.

უკრაინის NPPs

საბჭოთა კავშირმა ბევრი გააკეთა, მათ შორის საკავშირო რესპუბლიკებში ენერგეტიკის განვითარებისთვის. ამრიგად, ლიტვამ ერთ დროს მიიღო არა მხოლოდ შესანიშნავი ინფრასტრუქტურა და მრავალი სამრეწველო საწარმო, არამედ იგნალინას ატომური ელექტროსადგური, რომელიც 2005 წლამდე იყო ნამდვილი "ქათამი", რომელიც უზრუნველყოფდა თითქმის მთელ ბალტიის რეგიონს იაფი (და საკუთარი!) ენერგია.

მაგრამ მთავარი საჩუქარი გაუკეთეს უკრაინას, რომელმაც მიიღო ერთდროულად ოთხი ელექტროსადგური. ზაპოროჟიეს ატომური ელექტროსადგური ზოგადად ყველაზე ძლიერია ევროპაში, რომელიც ერთდროულად 6 გიგავატ ენერგიას აწვდის. ზოგადად, უკრაინის ატომური ელექტროსადგურები მას აძლევს შესაძლებლობას დამოუკიდებლად უზრუნველყოს ელექტროენერგიით, რითაც ლიტვა ვეღარ დაიკვეხნის..

ახლა მუშაობს ოთხივე სადგური: ზაპოროჟიე, რივნე, სამხრეთ-უკრაინული და ხმელნიცკი. პოპულარული რწმენის საწინააღმდეგოდ, ჩერნობილის ატომური ელექტროსადგურის მესამე ბლოკი 2000 წლამდე განაგრძობდა მუშაობას და რეგულარულად ამარაგებდა რეგიონს ელექტროენერგიით. ამ დროისთვის მთელი უკრაინის ელექტროენერგიის 46% იწარმოება უკრაინის ატომური ელექტროსადგურების მიერ.

ქვეყანაში ხელისუფლების უცნაურმა პოლიტიკურმა ამბიციებმა განაპირობა ის, რომ 2011 წ.მიღებულ იქნა გადაწყვეტილება რუსული საწვავის ელემენტების ამერიკულით ჩანაცვლების შესახებ. ექსპერიმენტი მთლიანად ჩაიშალა და თითქმის 200 მილიონი დოლარის ზარალი მიადგა უკრაინის ინდუსტრიას.

პერსპექტივები

დღეს, მშვიდობიანი ატომის სარგებელი კვლავ იხსენებს მთელ მსოფლიოში. მთელ ქალაქს ენერგიით მიეწოდება პატარა და პრიმიტიული ატომური ელექტროსადგური, რომელიც წელიწადში დაახლოებით 2 ტონა საწვავს მოიხმარს. რამდენი გაზი ან ნახშირი უნდა დაიწვას იმავე პერიოდში? ამრიგად, ტექნოლოგიის პერსპექტივები უზარმაზარია: ენერგიის ტრადიციული ტიპები მუდმივად იზრდება ფასი და მათი რაოდენობა მცირდება.