16+

«Забайкальский рабочий», Официальный сайт ежедневной краевой общественно-политической газеты

Главная / Статьи / Мирный атом XXI века
14.06.2017 14:36
  • 125
  • 7

Мирный атом XXI века

фото автора

Есть легенда, что тридцать лет назад в Забайкалье планировали построить атомную электростанцию. Во всяком случае, возможность появления в нашем регионе АЭС серьезно обсуждали директор Приаргунского комбината по добыче урана Сталь Покровский и главный энергетик Читинской области Аркадий Остроумов.  Мощность станции составила бы 500 мегаватт. Помешала этой идее Чернобыльская авария, как и другим подобным задумкам в нашей стране…

Сегодня Забайкалье и Прибайкалье имеют отношение к атомной отрасли только лишь добычей и обогащением урана. На днях журналисту «ЗР» удалось ознакомиться с другими сторонами ядерной энергетики, побывать в Подмосковье и Калужской области на предприятиях Росатома.

Что такое АЭС?

Все источники энергии в какой-то мере могут принести вред. При нормальной эксплуатации показатель выбросов радиоактивных веществ  на АЭС сохраняется на уровне естественного радиационного фона.  В то же время при сжигании угля  содержащиеся в нем природные радиоактивные вещества практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом активность выбросов ТЭС в несколько раз выше, чем АЭС.

К настоящему моменту человечество путем научных исследований, проб и ошибок добилось определенного уровня безопасности, исключающего распространение радиоактивных веществ.

Что такое атомная электростанция? По словам заместителя начальника научно-технического отдела ОКБ «Гидропресс» в городе Подольске Сергея Сорокина, принцип выработки энергии на атомной электростанции схож с выработкой энергии на привычной всем угольной электростанции. С той лишь разницей, что вместо энергии от горения угля используется энергия распада ядер урана. Наличие ядерного реактора и отличает АЭС от других электростанций.

Не загружая читателя специальной терминологией, поясним, что в результате деления атомов урана выделяется тепло. Контур теплоносителя в реакторе работает в радиационных условиях и называется первым контуром. Теплоноситель — вода под давлением без кипения — подается главным циркуляционным насосом  в реактор, где она нагревается и далее поступает в парогенератор. Вода первого контура, проходя через активную зону реактора, где находится ядерное топливо, становится радиоактивной.  В парогенераторе теплоноситель, проходя внутри трубок, нагревает воду снаружи, она превращается в пар, который далее направляется в турбогенератор. Контур пара нерадиоактивен и называется вторым контуром. Далее все как в обычных электростанциях — турбина вращает электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию.

Добывается топливо для атомных электростанций на предприятиях, подобных Приаргунскому производственному горно-химическому объединению. Напомним, что ППГХО получает закись-окись урана, эта продукция идет в другие регионы для дальнейшего обогащения. Конечный продукт — радиоактивное вещество, топливный элемент, оно и загружается в ядерный реактор атомной электростанции.

Как направлять ядерную реакцию, чтобы она не затухала в течение многих лет, но и не вышла из-под контроля, не привела к взрыву? Управление ядерной реакцией происходит с помощью  специальных стержней с веществом, поглощающим нейтроны. Над тем, чтобы надежность атомных станций стремилась к 100%, не одно десятилетие трудятся сотни ученых.

Главное — безопасность

За годы эксплуатации АЭС человечество разработало несколько видов реакторов, совершенствуя системы безопасности и управления процессами. В любом реакторе действует активная и пассивная защита. Эти виды защиты должны остановить ядерную реакцию в случае технологических нарушений. Активная защита — применение специальных поглощающих нейтроны стержней, пассивная защита — система охлаждения реактора водой. В случае чего энергетикам должна помочь система специальных насосов, подающих воду в зону реактора. При этом конструкция системы охлаждения реактора должна учитывать отказ электрики и подавать воду самотеком. Российскими учеными был разработан водо-водяной энергетический реактор с горизонтальным парогенератором. Такой парогенератор может отводить избыточное тепло от реактора в режиме естественной циркуляции.

Как рассказал журналистам заместитель генерального конструктора ОКБ «Гидропресс» Михаил Быков, безопасность АЭС обеспечивается контролем над реакцией деления в реакторе, отводом тепла от реактора и удержанием радиоактивных продуктов в установленных проектных границах.

Сегодня это конструкторское бюро разрабатывает  реакторные установки, проектирует и изготавливает оборудование для управления ядерной реакцией, как например, шаговый электромагнитный привод системы управления и защиты, который регулирует мощность в режиме нормальной работы реактора и обеспечивает аварийный останов реактора. Это важный элемент безопасности реакторной установки. Разумеется, такой привод необходимо испытать в условиях, приближенных к реальным: температура — 320 градусов, давление — 160 атмосфер. Проверка одного привода длится сутки. Для изготовления этих установок используется специальная сталь, железоникелевый сплав. 

С легким паром!

Атомщики из разных стран могут спорить, кто первый построил реактор для АЭС. Но самая первая атомная электростанция, подключенная к единой энергосистеме, появилась в России.  Если точнее — в городе Обнинске Калужской области, и мощность станции составляла всего 5 мегаватт.

Начало работе мирного атома было положено в середине сороковых годов прошлого века. К реализации проекта приложили руки разработчик первой атомной бомбы советский ученый Игорь Курчатов и физик-энергетик Николай Доллежаль. Расчеты и проектирование велись вручную, на логарифмических линейках, арифмометрах, и шли менее четырех лет...

Здание первой АЭС не похоже на промышленный объект. Гражданский стиль был выбран из соображений секретности. Под зданием еще минус 17 метров, там находится основное оборудование. Напротив основного корпуса располагается здание ТЭЦ с турбиной немецкой фирмы времен первой мировой войны. В те годы турбин малой мощности уже не производилось, и вместо того, чтобы тратиться на штучный товар, установку нашли, по сути, «на свалке». Бросовую неисправную турбину отремонтировали и пустили в дело.

Хоть проект и держался в секрете, зарубежная разведка догадывалась: СССР строит атомную электростанцию. Ее искали в Сибири, в пустынях южных республик, но то, что русские осмелятся построить атомную станцию в ста километрах от Москвы, никто не ожидал. Пуск произошел 24 июня 1954 года, в 17 часов 45 минут пар был подан на турбину. В этот момент Игорь Курчатов поздравил коллег словами «с легким паром!».

В первую очередь, пуск АЭС имел политическое значение: СССР важно было доказать, что атом можно использовать в мирных целях. Хотя атомные работы начинались не с мирных проектов, а с изобретения и испытания ядерного оружия...

Обнинская АЭС проработала до 2002 года и была остановлена из экономических соображений. Сейчас станция находится в режиме «под наблюдением» и осуществляет функции музея, ее посещают около пяти тысяч человек в год. Теперь огромные датчики, пульты и круг-схему размещения топливных элементов могут посмотреть и школьники, и журналисты. 

И другие загадки

Электростанции — лишь одна из сфер применения мирной энергии атома. В Обнинском физико-энергетическом институте имени Александра Лейпунского проводятся научные опыты, исследования, изготовление полупроводников и решаются медицинские задачи. Два года назад здесь был запущен в работу ускоритель заряженных частиц «Тандетрон». О таких установках рядовой житель России знает из фантастических фильмов и сюжетов про Большой адронный коллайдер. Журналист «ЗР» вживую увидела ускоритель частиц и даже прикоснулась к нему.

— В ускорителе есть три различных мишени на выходе. Он  работает на ядерный микроанализ, вторая функция — облучение полупроводниковых элементов, третья — генератор нейтронов, — рассказал Ульян Кобец, инженер Физико-энергетического института. — Работа на ускорителе ведется круглосуточно, он может вырабатывать ионы гелия, водорода, распылять любой металл — сталь, тяжелые металлы, золото. Практическое значение — изготовление полупроводников для нужд цифровой техники. Благодаря напылению частицами золота обеспечивается быстрота работы процессорной установки, микросхем. Готовые полупроводниковые элементы реализуются по всей России. Также на ускорителе проверяется устойчивость металлов к радиации. Это имеет практическое значение при строительстве реакторов.

Помимо прочего ускоритель применяется в ядерной медицине — здесь получают изотопы для проведения томографии. Также установка используется при облучении злокачественных опухолей.

Какие еще задачи сможет решать человечество с помощью мирного атома, поживем — увидим. Радует, что в нашей стране исследования в этой одной из самых сложных областей физики и энергетики продолжаются.

Справка ЗР

Ядерная реакция — это процесс взаимодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, который может сопровождаться изменением состава и строения ядра. Последствием взаимодействия может стать деление ядра, испускание элементарных частиц или фотонов. Кинетическая энергия вновь образованных частиц может быть гораздо выше первоначальной, при этом говорят о выделении энергии ядерной реакцией.

Автор: Виолетта ВДОВЯК.

Если Вы заметили ошибку в тексте, выделите, пожалуйста, необходимый фрагмент и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам. Заранее благодарны!

Добавить комментарий

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные и авторизованные пользователи. Комментарий появится после проверки администратором сайта.

Вверх