Атомная электростанция (АЭС): принцип работы, как устроена, плюсы и минусы и опасна ли

Энергетика

Атомные электростанции для многих всё ещё синоним катастрофических последствий, вызванных инцидентами в Чернобыле, Фукусиме и других, менее значимых объектах. Но с другой стороны это и серьёзнейший прорыв в энергетике, который невозможно игнорировать. Разберёмся с принципом работы АЭС и определим их настоящий уровень опасности.

На постсоветском пространстве слово «атомная электростанция» не является для кого-либо абстрактным научным или фантастическим термином. Всё потому, что ещё буквально в конце прошлого века на атомную энергетику возлагались огромные надежды — считалось, что именно этот подход избавит человечество от надвигающегося энергетического кризиса.

К сожалению, в 1986 году произошла самая крупная техногенная катастрофа в истории человечества — одна из АЭС (расшифровка — Атомная ЭлектроСтанция), которая питала электричеством Советский Союз. Учитывая то, сколько энергии вырабатывает атомная станция, выход из строя даже одного энергоблока принёс большие разрушения и унёс множество жизней. Помимо физического урона был нанесён и урон репутационный — теперь ядерная энергетика напрямую ассоциировалась с катастрофой. Даже сейчас, когда по всему миру построены десятки таких станций, их продолжают опасаться и даже бойкотировать. Всё это происходит от непонимания принципов, по которым работают АЭС.

Содержание (развернуть)

Что такое атомная промышленность

Что такое атомная промышленность

Атомная промышленность — это самый простой и очевидный ответ на вопрос об энергетическом кризисе. Дело в том, что с момента «обуздания» атома, человечество так и не нашло более эффективного способа энергодобычи. Более выгодной по отдаче является только концепция холодного синтеза, который пока что на очень ранних стадиях прототипов.

С помощью атомной промышленности удавалось и удаётся решить вопрос с потребностью в большом количестве энергии. Энергию эту обычно используют для производства электричества, а его в свою очередь — для обеспечения производственных мощностей или закрытия потребностей населения.

Главное отличие атомной электростанции от обычной — работа обеспечивается ядерным реактором. Задача реактора — в полностью контролируемом персоналом режиме производить энергию путём ядерного деления. Деление такого типа производит колоссальное количество энергии, но капсула реактора, технологии охлаждения и прочие сопутствующие приспособления держит всё под контролем и не даёт произойти взрыву.

Первые атомные электростанции

Атомная энергетика кажется нам чем-то относительно недавним, но первый реактор заработал ещё во времена Второй Мировой — в Америке в 1942 году. Конечно, запуск носил экспериментальный характер и не нёс никакой практической пользы. Научная работа Ферми была частью американской ядерной программы и относилась скорее к гонке вооружений.

Позже, уже после войны — в 1948 году реактор впервые был использован для экспериментальной добычи электроэнергии. Это произошло в Ок-Ридже, штат Теннесси. Именно это событие можно считать поворотным в энергетике — с того момента человечество в лице сверхдержав рядом с военными программами твёрдо решило обуздать и так называемый «мирный атом». Далее проекты полноценных электростанций на реакторах будут только множиться.

Какая атомная электростанция была первой? Первая полноценно функционирующая АЭС появилась в 1954 году — это была Обнинская АЭС, расположенная на территории СССР в Калужской области.

На данный момент станция нерабочая — её совершенно безопасно обесточили после 48 лет продуктивной работы по экономическим причинам. Обнинская АЭС не только выполняла свои непосредственные задачи, но и стала безопасным испытательным полигоном работы с такими станциями. Именно на основе наработок по этой станции в будущем были реализованы многие успешные проекты, работающие до сих пор.

Классификация АЭС

Атомные электростанции не одинаковы — есть международная классификация, которая различает эти постройки по принципу работы. Фундаментальных отличий не могло не быть, так как одновременно созданием и усовершенствованием таких электростанций занимались несколько стран с кардинально разными подходами.

По типу реакторов

Классификация по реакторам скорее техническая — от типа «сердца» такой электростанции напрямую зависит, как её необходимо обслуживать, каких мер безопасности она требует и на что потенциально способна в плане обеспечения энергией.

Какие реакторы могут быть установлены:

  1. На тепловых нейтронах. Такие АЭС эксплуатировались первыми в силу несовершенства технологий на тот момент (вторая половина двадцатого века). Именно схему реактора на тепловых нейтронах вы можете помнить со школы, документальных и художественных фильмов. В свою очередь такие реакторы делятся на следующие подгруппы: на лёгкой воде, на тяжёлой воде, на графитовых реакторах.
  2. Реакторы на быстрых нейтронах. Следующее поколение, которое во многом основано на предыдущих наработках, но со значительными дополнениями.
  3. Субкритические реакторы на внешних источниках нейронов. Такими установками планировалось решить проблемы потенциальных опасностей на производстве, добавив внешние источники.
  4. Термоядерные реакторы. Именно в таком виде АЭС планируют «снарядить» на борьбу с энергетическим кризисом будущего — это новейшие модели и разработки, в которых учтены ошибки прошлого, так или иначе приводящие к катастрофам.

Реакторы первого поколения не обязательно однозначно уступают последующим разработкам — в некоторых случаях их использование активно продолжается по объективным причинам, а не из экономии.

По виду отпускаемой энергии

Основная функция АЭС — производить энергию в таких количествах, чтобы были возможны любые энергетические задачи. Обыватель знает, что такие атомные станции производят электричество, но это обобщённый термин — станции классифицируются по виду производимой энергии следующим образом:

  1. Классические АЭС. Наиболее распространённый в массах тип, производит только электроэнергию. Как правило, к АЭС подсоединяются напрямую энергообъекты младшего порядка, через которые идёт обеспечение энергией производств и гражданской инфраструктуры.
  2. АСТ. Основным продуктом является не электричество, а тепловая энергия. Так как для нужд населения её приспособить сложно, такие объекты обычно обслуживают производственные мощности.
  3. АТЭЦ или атомные теплоэлектростанции. Как можно понять из названия, производят как электричество, так и тепло. Используются для самых разных целей и обычно гораздо масштабнее, чем предыдущие типы объектов.

С виду отличить одну станцию от другой непросто, так что лучше всего ориентироваться на аббревиатуру названия — она всегда содержит в себе тип объекта и населённый пункт.

Принцип работы атомной электростанции

Несмотря на то, что атомные электростанции благодаря медиа в целом укрепились в сознании массового зрителя и читателя, даже базовое устройство этого монструозного устройства по производству энергии остаётся для большинства загадкой.

На самом деле принцип работы АЭС в упрощённой форме состоит всего из нескольких этапов и понять его вполне можно. На вопрос «на чём же работает АЭС» и вовсе лучше ответить просто — на реакторе. Обывателю совсем не нужны научные и технические особенности процесса получения из урановой руды нужного, самого продуктивного изотопа.

Принцип работы атомной электростанции

Для того, чтобы поверхностно разобраться в устройстве АЭС, достаточно запомнить три простых факта:

  1. Реактор — сердце АЭС, где происходит основной процесс выработки энергии.
  2. Для обеспечения работы реакторов необходима водная система охлаждения (не всегда, но практически всегда), поэтому станции чаще всего располагаются возле естественных или искусственных водоёмов.
  3. Сам по себе реактор только производит энергию. Для её подачи к промежуточным энергообъектам необходима инфраструктура экспорта — генератор и прочее оборудование.

Уже на этом этапе понятно, для чего нужны АЭС — для надёжного и дешёвого энергообеспечения с минимальной привязкой к обстоятельствам и другим энергообъектам. Кроме того, свою работу любая АЭС тоже обеспечивает энергией полностью самостоятельно — от конструкторов и исполнителей требуется только правильно замкнуть цикл из следующих компонентов.

Ядерный реактор

Реактор — это по сути устройство, которое служит безопасной капсулой для проведения ядерного синтеза. На данный момент весь поставленный на поток синтез «горячий» — то есть, каждая миллисекунда деления должна происходить под строжайшим контролем, чтобы не допустить катастрофы.

Ядерный реактор

Количество энергии, высвобождаемой при работе реактора, настолько огромно, что деление никогда не происходит само по себе — процесс управляется с помощью урановых стержней. В зависимости от потребностей энергопроизводства нужное количество стержней опускают в реактор, пуская их в ход.

Энергоблоки далеко не всегда работают на полную мощность — из соображений безопасности такое почти никогда не допускается.

Как работает реактор на АЭС:

  1. Реактор запускается и зацикливается в реакции — полностью остановить его работу невозможно, так как это повлечёт за собой слишком большие убытки. Можно только снизить его мощность до минимума.
  2. Персонал станции осуществляет постоянное наблюдение и контролирует мощность реакции с помощью стержней и компенсатора давления.
  3. Параллельно с делением в капсуле реактора постоянно работает водная система охлаждения. Вода одновременно охлаждает реактор и приводит в движение турбину, вырабатывающую электричество.
  4. Электричество с турбины подаётся как на «экспорт» — на внешние энергообъекты, так и на внутренние нужды станции. На этом цикл замыкается, так как электричество приводит в действие конденсатор и насосы, которые обеспечивает циркуляцию воды между реактором и хранилищем.

Большая часть описанного выше производственного цикла происходит под землёй из соображений удобства и безопасности. На поверхности находятся объекты, необходимые для обеспечения работы станции — именно поэтому атомная станция выглядит так, как выглядит. Обычно это огромная территория с несколькими блоками, выполняющими разные функции.

Парогенератор

О парогенераторах часто забывают в простых схематических «набросках» работы АЭС, но это очень важная часть станции, одна из самых сложных и массивных. Парогенератор на станции является частью реакторного отсека и выполняет две важных функции:

  1. Теплообмен для преобразования энергии. Пар в огромном количестве поступает на турбину, за счёт чего тепловая энергия (её от работы реактора в избытке) переходит в электричество, что зачастую и является целью работы станции.
  2. Разделение теплоносителя первого контура и пара с водой второго контура. Разница в том, что первый — радиоактивен, а вторые нет. Благодаря тому, что при преобразовании энергии происходит это разделение, поступающий к турбине пар не радиоактивен и никаких мер по защите персонала от него предпринимать не нужно.

Парогенератор настолько большой и необходимый для работы станции элемент, что занимает половину реакторной капсулы — это можно увидеть на типовой схеме работы АЭС, которая показывает работу реактора и обслуживающих его механизмов в упрощённом формате.

Парогенератор

Если парогенератор внезапно окажется неисправен, то работа всей охладительной системы будет нарушена, что приведёт к катастрофическим последствиям. К счастью, такой вариант развития событий практически невозможен — подача электричества к парогенератору включена в цикл самообеспечения станции.

В обычном режиме на работающей станции увидеть, как работает парогенератор на АЭС, не получится, так как вся его массивная конструкция находится внутри. Из-за особенностей расположения все процессы автоматизированы и управлять этой частью механизма станции можно только дистанционно, с помощью электроники.

Турбина и генератор

Внимательного взгляда на турбину и генератор достаточно, чтобы понять, для чего нужна атомная электростанция. Производимое с помощью «мирного атома» количество энергии настолько колоссальное, что для нужд ядерных станций производятся специальные образцы турбин и генераторов — они аналогичны другим, более распространённым моделям, но с повышенными по всем показателям характеристиками и размерами.

Турбина и генератор

Почти все виды атомных электростанций придерживаются следующего цикла выработки электричества:

  1. Реактор запускается и начинает работу. Вместе с ним запускается система охлаждения, в частности — парогенератор.
  2. Через какое-то время работы реактора парогенератор даёт первый концентрат в виде пара — он не радиоактивен и полностью безопасен. Согласно законам физики пар поднимается вверх и тепловой энергии, которую он даёт, достаточно для запуска турбины.
  3. Турбина сама по себе является чисто механическим элементом, подключённым к генератору. Когда она под воздействием пара начинает вращаться, начинается производство электричества — по локальной сети оно поступает в генератор, где временно накапливается.
  4. От генератора основной объём электричества поступает на внешнюю инфраструктуру для передачи электричества — ЛЭП и другие. Энергия станции может напрямую питать локальные подстанции в населённых пунктах или направляться на какие-либо производственные объекты.

Небольшая в сравнении с основным объёмом часть электричества всегда оставляется на нужды станции + запас на случай ЧП.

Помимо основного генератора всегда есть дополнительные — они не входят в прямую систему выработки энергии на станции, но включены в локальную сеть, чтобы в случае резкой остановки процесса продолжить питать реактор.

Если этого не произойдёт, то вероятна авария — опыт катастроф на ядерных объектах привёл к тому, что все атомные электростанции в России и в мире оборудованы такими резервными мощностями.

Управление реактором

Управление процессом деления в нормальной ситуации не требуется — обычно от персонала станции требуется только задать необходимые параметры. Когда все параметры выставлены, реактор не нуждается во внешнем управлении — реакция ядерного деления в нём зациклена и не может быть нарушена никакими внешними факторами (этого не допустит герметичная структура реактора).

5.png

Чем управляет персонал на станции:

  1. Мощностью. Чтобы заставить реактор работать на полную мощность или, напротив, снизить интенсивность его работы, достаточно вставить или убрать соответственно определённое количество урановых стержней.
  2. Подачей электроэнергии. Подача получаемой электроэнергии в основном автоматизирована, но ощутимая часть специалистов на АЭС занята именно контролем за корректной передачей электричества.
  3. Температурой. Современные станции позволяют с большой точностью контролировать температуру реактора и прогнозировать её.

Для того, чтобы заниматься реактором, не обязательно быть профессором по ядерной физике. Если первая в мире атомная электростанция была экспериментом и требовала постоянного надзора от самых квалифицированных специалистов, то современные АЭС в основном управляются силами техников. Учёные и инженеры только курируют процесс и выступают контролирующим фактором.

Что ещё есть на АЭС

Атомная электростанция — это объект под строжайшим контролем, как правило работающий в режиме полной секретности. Ничего удивительного в этом нет — в любой стране атомная электростанция обеспечивает так много производственных процессов и покрывает нужды такого количества населения, что является важнейшим комплексом на уровне любого военного.

Именно поэтому все ядерные станции представляют из себя закрытые в себе комплексы, учитывающие в том числе и необходимость постоянного присутствия сотен человек персонала. Любая станция достаточно самодостаточна, чтобы не зависеть от поставок извне некоторое время.

Помимо надстроек над реакторами, необходимых для обеспечения работы станции, большую часть территории занимает энергетическая инфраструктура. Для обеспечения энергией самой станции необходимы не только турбина и генератор — в силу особенностей системы обеспечения часть её должна находиться снаружи.

Некоторые факты об ядерных реакторах

Ядерный реактор — это главная загадка атомной энергетики. Принцип его работы сложен даже в простейшем изложении от специалистов, а ужасающая сила и производительность поражают человека любой степени вовлечённости в тему. Учёные со всего мира пытаются «обезопасить» ядерную энергию в глазах обывателя и объяснить, почему она так важна и нужна человечеству.

Возможно, ваше мнение изменится после нескольких интересных фактов об этих удивительных источниках энергии.

Реакторы очень опасны — но только внутри

Читая про принцип работы ядерного реактора можно подумать, что он должен находиться как минимум в шахте на несколько километров вглубь, а все манипуляции с ними должны проводиться роботами. Но если посмотреть на фото работы с реактором, то можно увидеть учёных и другой персонал, которые спокойно расхаживают в нескольких метрах от «машины смерти».

Всё дело в достижениях науки. Перед тем, как запускать ядерные реакторы, было придумано столько средств безопасности, что подвергнуть себя опасности можно только путём грубейшего нарушения правил обращения с реактором.

Ядерный реактор — это не для всех

Действительно, это невероятно дорогой в реализации проект. Более того, даже при наличии денег на такой энергетический объект, построить его — это задача со звёздочкой. Технологиями, специалистами и опытом в этой сфере обладает в лучшем случае десяток стран со всего мира, а также проблемой является уран.

Уран и его обогащение — критическая часть процесса производства энергии с помощью АЭС, но также и часть ядерных программ, которые мирными никак не назовёшь.

Иными словами, постройка атомной станции с реактором и даже намёк на такой проект — уже серьёзный показатель статуса страны.

После Чернобыльской катастрофы от реакторов не отказались

После Чернобыльской катастрофы от реакторов не отказались

Конечно, разнообразные организации и лоббисты делают всё возможное, чтобы на их век денег от «зелёных технологий» и нефти хватило с избытком. Но тем, кто действительно принимает долгоиграющие энергетические решения, очевидно, что за атомной энергетикой будущее.

Это доказывают десятки АЭС, которые строятся на территории самых состоятельных и благополучных стран мира. Сейчас доля атома в общей энергетике не превышает 20% по показателям самых развитых стран, но неуклонно растёт.

Какие виды топлива используются на АЭС

Топливо — это то, что делает атомные электростанции такими эффективными и так сильно отличающимися от обычных электростанций. Основным видом топлива является обогащённый уран.

Данный металл в исходном виде добывается в виде металлической породы, сам элемент тоже был открыт человечеством достаточно давно. До атомной эры использовался в лёгкой промышленности и даже не представлял сильной опасности, так как слабо радиоактивен в отличие от того же радия. Сейчас добыча урана и его обработка — ключевая отрасль мировой промышленности, так как это ответ на вопрос «какое топливо используется на атомных электростанциях».

Урановое топливо

Уран в изначальной форме — это металлическая руда, которая добывается из породы примерно в количестве 55 000–65 000 тонн в год по всему миру. В виде руды уран ещё не является топливом, необходим длительный и многоуровневый процесс, в результате которого получаются элементы из изотопа данного металла — для удобства реакции его производят в виде стержней. На промежуточном этапе производства топливо выглядит как крупные металлические гранулы.

Подготовка урана

В чистом виде уран не годится для обеспечения работы реактора — для того, чтобы происходила стабильная и контролируемая реакция деления, необходим его изотоп U-235. В изначально добываемой руде содержание этого изотопа очень низкое, 0.7%. Чтобы добиться эффективной реакции, её необходимо обогатить — именно этот процесс и является основной сложностью работы с атомной энергетикой, мешающий большинству стран быстро и на долгий срок решить свои проблемы с энергетикой.

Сколько энергии вырабатывает АЭС

Про суть работы атомных электростанций обычный человек знает крайне немного, несмотря на огромную популярность темы не только в научпопе, но и более повседневной медийной повестке. А вот огромное количество производимой энергии — это факт, известный каждому — в противном случае зачем бы устраивать вокруг атомной энергетики столько шума?

Все типы АЭС действительно производят огромное количество энергии. Для чистоты сравнения будем брать только те станции, которые производят электричество. В среднем одна АЭС может выдавать результат от 3.5 до 8.8. МВт.

Это очень большие показатели — даже нижнего значения достаточно, чтобы спокойно обслуживать потребности населённых пунктов с суммарным населением от 4 млн. человек.

КПД атомной электростанции

КПД атомной электростанции

Коэффициент полезного действия — это основная величина, когда речь идёт о целесообразности чего-то. На данный момент средний КПД АЭС составляет около 40% — это хороший показатель, который в долгосрочной перспективе даёт возможность строить большие планы.

Кроме того, атомная энергетика не стоит на месте. Новые реакторы постепенно повышают планку эффективности, то же делают и вспомогательные технологии, которые тоже развиваются, становятся экологичнее, потребляют меньше, а дают — больше.

Кроме того, со временем атомная станция становится всё дешевле и дешевле — нет необходимости в поиске и воспитании сотен новых специалистов, все процессы уже отлажены, а также появляется серьёзный избыток, который можно экспортировать. Уровень КПД и его дальнейший рост зависят исключительно от управления станцией, соблюдения всех норм безопасности и выработки, периодичности модернизации и прочих факторов.

Преимущества и недостатки атомных станций

У атомных электростанций как и у любых других энергообъектов есть как преимущества, так и недостатки. Однако из-за предвзятого отношения считается, что последних гораздо больше. Это мягко говоря голословное утверждение — потенциал АЭС всегда значительно преуменьшается из-за низкой информированности населения, а вот страшные легенды наоборот, преувеличиваются.

Плюсы АЭС

Главный плюс атомной энергетики — это огромное количество производимой энергии, которое пока невозможно добыть никаким другим способом. Даже самые упрямые скептики признают, что на данный момент для человечества этот метод борьбы с энергетическим кризисом представляется самым реалистичным.

Помимо этого есть и другие плюсы:

  1. Экологичность. Для многих является открытием то, что атомная энергетика — один из самых «зелёных» способов добывать энергию, не жертвуя при этом её количеством. Реального вреда окружающей среде при соблюдении всех правил безопасности нет (с поправкой на масштабы объекта).
  2. Безопасность. Очевидный плюс на поверхности, который постепенно замещает панику в информационном пространстве.
  3. Доступность электроэнергии для всех. АЭС делают электричество дешёвым, а значит — доступным для потребителей и предпринимателей. Низкая цена на энергию однозначный бустер экономики и ВВП.
  4. Возможность питания труднодоступных регионов. АЭС вырабатывает так много энергии, что становится целесообразным дорогой её транспорт в регионы, где нельзя построить другие электростанции.

При должном уходе и правильной эксплуатации АЭС может служить десятилетиями, закрывая для государства и населения вопрос с электроснабжением. Также такая станция может быть построена для нужд тяжёлой промышленности, в разы поднимая производственные мощности.

Минусы АЭС

Минусы у атомных электростанций, как и у любых других энергетических объектов, тоже имеются. Но они и близко не такие критичные, как их позиционируют.

Основные недостатки:

  1. Высокая стоимость постройки и качественного обслуживания. Несмотря на весь свой потенциал, окупаться станция начнёт только спустя десятилетия.
  2. Возможность аварии. Эта вероятность очень маленькая — на уровне статистической погрешности, но последствия по теоретическим расчётам и из опыта существующих инцидентов представляются экспертам разрушительными.
  3. Утилизация и контроль отходов. Работа реактора так или иначе даёт отходы, которые необходимо утилизировать согласно строжайшим правилам экологической и санитарной безопасности.

Позволить себе атомную электростанцию может далеко не каждое государство — это не вопрос одноразовой покупки, а серьёзное вложение в энергетическую независимость.

Опасны ли атомные электростанции

Опасны ли атомные электростанции

С учётом современных технологий на этот вопрос уже можно ответить однозначно — нет, никакой опасности АЭС не несут. Вероятность какого-либо критического происшествия настолько незначительна, что с той же вероятностью можно переживать о падении на объект, например, метеорита.

Говоря об опасности, многие не могут забыть инцидент на Чернобыльской АЭС, а также менее известные, но тоже критически опасные инциденты с японскими реакторами. Но ЧАЭС пострадала в результате ошибки энергетиков — точнее, их преступной халатности по отношению к управлению ресурсами, предназначенными для обслуживания станции. Вероятность такого исхода была настолько маленькой для учёных, проектировщиков и прочих причастных, что казалась невозможной.

К сожалению, из катастрофы было сделано несколько неправильных выводов:

  • Все реакторы опасны и рано или поздно детонируют таким образом;
  • Атомная энергетика выглядит целесообразной, но однажды цена за дешёвую энергию может исчисляться в жизнях и непригодных для жизни квадратных километрах;
  • Человеческий фактор делает использование атомной энергии слишком опасным, даже если в проект вложено очень много средств.

Несомненно, сам факт этой катастрофы и некоторых других сильно затормозил развитие атомной энергетики — даже с учётом того, что инцидент пошёл по одному из самых благополучных путей развития событий.

Почему АЭС не опасны:

  1. Техника безопасности доведена до совершенства, а уровень контроля достигает самых серьёзных военных объектов.
  2. Важность человеческого фактора на самом деле сведена к минимуму — один человек или даже группа специалистов не могут самостоятельно решить какой-либо важный вопрос, тем более тайно.
  3. Атомной энергетике уже 80 лет — это почти целый век. За это время было выработано всё необходимое для безопасности объектов.
  4. Исследования, эксперименты и другие меры по улучшению системы безопасности ведутся постоянно. Любые технологии, которые могут послужить для модернизации «мирного атома», моментально используются после проверок.

Более «безопасные» способы получения энергии, которые при этом выдают в разы худший КПД, безопасными совсем не являются и точно так же подвержены человеческому фактору и пресловутой халатности.

Страны с наибольшим количеством АЭС

Считается, что СССР оставил своим правопреемникам больше всего атомных электростанций, но это уже давно не так. Россия не находится даже в первой тройке стран, которые активно используют атомную энергетику для своих потребностей.

Рейтинг стран по активным АЭС:

  1. США
  2. Япония
  3. Франция.

Помимо этих лидеров в мире ещё 28 стран, которые располагают атомными электростанциями. Интересный факт — подсчёт производится не в непосредственно станциях, а в действующих энергоблоках. Например, США располагает 95 энергоблоками, а Россия — всего 38.

Страны самостоятельно осуществляют контроль за работой своих станций, а также могут делать их на заказ, оплачивая услуги другой, более «компетентной» в плане опыта и специалистов страны.

В качестве общего инструмента контроля существует международная организация МЭГАТЕ, которая наделена полномочиями проверять такие объекты на предмет нарушений.

Если посмотреть на статистику, то станет понятно, что АЭС используются не просто 28 странами мира, а исключительно промышленными и экономическими лидерами. Есть исключения — например, многие страны постсоветского пространства, которым станции достались «в наследство» от СССР и государства так называемого «третьего мира», где АЭС были построены в качестве меры протектората от какой-либо из сверхдержав.

Рейтинг самых мощных атомных электростанций в мире

Как оказалось, ядерная станция — один из самых простых способов обеспечить энергией производство и потребительские потребности населения в целой стране. Уже сейчас есть примеры, когда небольшие государства опираются на атомную энергетику и достигают больших успехов — хорошими примерами будут Япония и Франция, например.

Сейчас в мире функционируют десятки мощных АЭС, обеспечивающих подачу электричества для целых регионов.

Особенно выделяются четыре самых мощных:

  • 4. Гравелине, Франция. Мощность — 5460 МВт. По совместительству является самым важным объектом атомной энергетики во Франции.
  • 3. Йонван, Южная Корея. Мощность — 5875 МВт. Первый энергоблок станции запущен в эксплуатацию в год чернобыльской катастрофы, в 1986.
  • 2. Запорожская АЭС, Украина. Мощность — 6000 МВт. Официально крупнейшая атомная электростанция в Европе.
  • 1. Касивадзаки-Карива, Япония. Мощность — 7965 МВт. В эксплуатации помимо обычных энергоблоков есть два уникальных, принадлежащих к третьему поколению.

Официально самой мощной АЭС считается комплекс Фукусима I-II, но на данный момент из-за природной катастрофы мощность в 8814 МВт является незадействованной.

Аварии с радиоактивными выбросами

Разобравшись, как работает АЭС, полностью понятен страх людей перед атомной энергетикой — слишком велика цена ошибки. Для обывателя, который вдобавок мало представляет, зачем нужны атомные электростанции в перспективе энергетического развития, цена тем более не стоит свеч.

Конечно, огромную роль в формировании такого вектора общественного сознания сыграли крупные катастрофы, которые либо нанесли экосистеме и населению огромный вред, либо привели к ситуации на грани. Помимо аварии на ЧАЭС, которая из-за личного героизма ликвидаторов имела колоссальный медийный эффект, были и другие катастрофы:

  • Фактическое уничтожение Фукусима 1 и Фукусима 2 — крупнейшего японского энергетического объекта Японии (2011);
  • Выброс радиоактивных веществ вследствие пожара на «Уиндскей», Великобритания (1957);
  • Авария на «Три-Майл-Айленд», США — происшествие затормозило строительство АЭС по всей территории Штатов (1979).

Нельзя сказать, что подобные происшествия никак не повлияли на развитие атомной энергетики — негативное влияние было как локальным, так и глобальным.

Перспективы и новые разработки в сфере атомной энергетики

Одним из самых главных аргументов в пользу безопасности мирного атома является то, что принцип работы и защиты реакторов уже кардинально отличается от того максимума, что человечество могло организовать в прошлом веке.

Главную надежду человечество возлагает на холодный ядерный синтез — принципиально новый способ контролируемого деления, который будет исключать прежние риски и потребует гораздо меньше ресурсов на поддержание необходимого уровня безопасности.

Предполагаемые преимущества:

  • КПД любой АЭС на таком реакторе будет значительно выше;
  • Удастся устранить одну из самых дорогих и опасных проблем атомной энергетики — эффективное и бесперебойное охлаждение;
  • Процесс можно будет сделать дешевле и доступнее.

Вероятнее всего, после полноценного внедрения холодного синтеза ответ на вопрос «как работает атомная электростанция» будет уже принципиально другим. Учёные считают, что уже существующие положительные результаты по холодному ядреному синтезу — прямой ответ надвигающемуся масштабному энергетическому кризису.

Проектируемые АЭС в России

За проекты по атомной энергетике — как новые, так и те, что остались нереализованными со времён СССР, в РФ ответственна компания Росатом. Именно эта корпорация занимается как внутренней поддержкой атомных объектов, так и осуществлением заказов от других стран (об экспорте атомных технологий — ниже).

На данный момент на стадии проектов находятся следующие АЭС:

  • Курск-2 — станция на 4 энергоблока;
  • Ленинградская АЭС-2. Планируется как постройка новых, так и замена старых энергоблоков на новые, более безопасные и эффективные.
  • Смоленск-2. Также частично заместительный проект — планируется заменить как минимум два энергоблока.
  • БРЕСТ-ОД-300. Наиболее новый проект, начатый в 2021 году. Главной особенностью нового энергообъекта будет новый реактор на быстрых нейтронах.

Как видно, поддержка касается как уже существующих объектов, так и новых, которые пока только планируется построить. С времён, когда функционировали первые атомные электростанции, прошло очень много времени, а в случае с АЭС своевременная модернизация — это первое, что нужно сделать для безопасности. Если учесть все требования, которые диктует современная атомная энергетика, то сложно представить, сколько атомных электростанций Росатом может построить в России и в мире.

Международные проекты России по атомной энергетике

Помимо собственных проектов РФ реализует ещё и зарубежные заказы — дело в том, что устройство ядерного реактора хоть и известно любому желающему, на практике является невероятно сложной схемой, требующей не только выдающихся, но и опытных специалистов. Являясь правопреемником разнообразных КБ СССР, Росатом как раз располагает сотнями квалифицированных специалистов.

Международные проекты Росатома:

  1. Постройка Аккую, Турция. Планируется сверхсовременный комплекс, который будет состоять из четырёх энергоблоков, питаемых самыми современными реакторами российского производства.
  2. Белорусская АЭС. Как понятно из названия, строится на территории РБ прямо сейчас — в истории страны это первая электростанция, при СССР энергоблоков на её территории не было.
  3. Куданкулам, Индия. Планируется построить шесть энергоблоков, из которых два уже в технической эксплуатации.
  4. Пакш-2, Венгрия. На данный момент проект находится в стадии активной подготовки — непосредственно строительные работы скоро начнутся.

Также Россия активно сотрудничает в плане постройки АЭС с Бангладешем, Китаем, Египтом и Тайванем — больше о связанных с этим проектом можно найти на официальном сайте Росатома.

Альтернативная энергетика

Так как атомные электростанции в России и в мире уже долгое время работают безаварийно — даже последняя авария на комплексе Фукусима случилась по природным причинам, атомная энергетика понемногу реабилитируется в общественном сознании. Основным «антагонистом» повсеместного использования мирного атома является так называемая альтернативная энергетика.

Что можно считать альтернативной энергетикой:

  • Использование устаревших технологий — ветра, воды, пара;
  • Биотопливо и метан;
  • Солнечная энергетика.

Недостатки АЭС — в первую очередь риски по безопасности, делают такие способы получения энергии привлекательными на вид, но не по сути. Специалисты и те, кто интересуются как устроена АЭС, понимают, что для получения такого же КПД от альтернативной энергетики потребуется несоизмеримо больше ресурсов, исчисляемых в деньгах, времени, технологиях и специалистах. На фоне надвигающегося энергетического кризиса человечество не может позволить себе тратить время и ресурсы на альтернативные способы добычи энергии в промышленных масштабах.

Как видно, атомная энергетика идеальна для решения энергетических проблем человечества — она даёт потрясающую эффективность уже сейчас, а в потенциале обещает ещё больше. Кроме того, альтернативные энергетические объекты нередко парадоксально оказываются более вредными для экологии, чем АЭС — например, основной проблемой использования солнечной энергии является производство солнечных панелей, требующих большого количества «вредных» промышленных процессов.

Команда нашего сайта
Артём Соколов

Артём Соколов

Автор проекта

Аркадий Семёнов

Аркадий Семёнов

Автор статей

Айгюль Соколова

Айгюль Соколова

Контент-менеджер

Всё о чистой энергии, экологии, энергетике, электрике, электронике и электротранспорте - GreenEnergia.ru