Алексей Норкин Грандмастер

Как выработать «чистое» электричество? Атомная электростанция.

Атомная энергетика сравнительно молода. Но, тем не менее, на сегодняшний день ее доля во всем объеме полученной электроэнергии на планете — около 17%. А в некоторых странах эта составляющая значительно выше. Например, Франция получает с помощью АЭС почти три четверти всей своей электроэнергии. По всему миру разбросано более 400 атомных электростанций, около четверти из которых размещены в США. В России электроэнергию вырабатывает 31 атомная электростанция.

Источником энергии для всех современных АЭС является уран, довольно широко распространенный радиоактивный элемент с громадным периодом полураспада. Но подойдет не весь уран, а только изотоп уран-235, доля которого всего лишь 0,7% от всех запасов. Он обладает свойством, очень полезным для атомной энергетики и оружия — делением ядра под воздействием нейтронов. При приближении нейтрона ядро атома урана-235 захватывает его, делится на две части, излучает нейтроны… и так далее, пока не закончится весь заряд. Для того чтобы цепная реакция смогла начаться, содержание «нужного» урана должно быть не менее 2%. АЭС могут работать с содержанием 3%, атомной бомбе требуется не менее 90%.

Процесс деления ядра сопровождается громадным выбросом энергии и радиоактивного излучения, и происходит, после инициации начала процесса, так быстро, что образуется ядерный взрыв. Само по себе значение количества энергии, полученной при делении одного атома, совсем не велико, но атомов очень много. Энергия, «спрятанная» в 1 килограмме обогащенного урана, занимающего объем примерно как теннисный мяч, соответствует энергии более 7 миллионов литров автомобильного бензина.

Но атомной электростанции не нужен взрыв, цепная реакция должна идти медленно, чтобы «собрать» и «вывезти» получаемую энергию. Для этого гранулы обогащенного урана прессуются в стержни вместе с тугоплавкими веществами, поглощающими нейтроны, и вводятся в зону цепной реакции очень медленно.

Выделяющаяся энергия нагревает воду, превращает ее в пар, вращающий паровые турбины как на обычных тепловых электростанциях. После выполненной работы по вращению турбины пар все еще очень горячий и обладает большим запасом неиспользованной энергии. Его необходимо охладить, т. е. потратить энергию впустую, после чего, обращенный в воду, он будет снова пригоден для использования в реакторе.

Таким образом, мы видим, что любая АЭС по сути является гигантским кипятильником, использующим для разогрева воды ядерную энергию цепной реакции. И если при расчетах к.п.д. в качестве исходной точки использовать не затраты на производство ядерного топлива, а энергию из него извлекаемую, а в качестве конечной — полученную электроэнергию, то АЭС окажется далеко позади паровоза.

И все-таки, несмотря на техническую сложность управляемой цепной реакции, атомные станции распространены повсеместно. Почему? Одно из главных преимуществ АЭС — нанесение окружающей среде минимального вреда. При отсутствии аварий и повреждений, разумеется. Тепловая электростанция, работающая на угле, выбрасывает в атмосферу куда больше радиоактивных веществ, чем нормально работающая АЭС. Тонны углерода, серы и других вредных веществ выделяются тепловыми, а не атомными электростанциями.

Но, к сожалению, чистота эта не без проблем. Добыча и обогащение урана чрезвычайно грязный и вредный для здоровья человека процесс. Транспортировка ядерного топлива — тоже источник повышенной опасности.

Сложность оборудования требует высокой квалификации обслуживающего АЭС персонала. Нарушение правил эксплуатации может стать источником катастрофы. Отработанное ядерное топливо очень токсично и опасно. Сегодня никто не знает, что с ним делать, никто не предложил надежных способов его хранения и захоронения.

Учитывая все плюсы и минусы ядерной энергетики, развитые страны постепенно отказываются от нее. По крайней мере, в том ее виде, в каком она сегодня существует. Великобритания, по заявлениям официальных лиц, не планирует строительства новых станций на своей территории. Франция словами своего посла в Беларуси назвала вопрос строительства АЭС очень сложным и требующим детального изучения.

И только нищета из осколков СССР по прежнему не видит минусов и альтернатив. Игнорируя экологические проблемы, мы упорно стремимся повторно наступить на чернобыльские грабли. Может быть, стоит призадуматься?

Обновлено 15.07.2018
Статья размещена на сайте 28.05.2007

Комментарии (1):

Чтобы оставить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Войти через социальные сети: