atom (Атомная энергетика Украины)

Атомная энергетика Украины, проблемы и перспективы развития.

В истории человечества не было научного события, более выдающегося по своим последствиям, чем открытие деления ядер урана и овладение ядерной энергией. Человек получил в свое распоряжение огромную, ни с чем не сравнимую силу, новый могучий источник энергии, заложенный в ядрах атомов.

Начало ядерной физики положила опубликованная в декабре 1895г. работа В.Рентгена «О новом роде лучей». Он назвал их Х-лучами, впоследствии они получили название рентгеновских. До 1940г. все работы по ядерной физике широко публиковались. С началом второй мировой войны вся информация и обмен новыми данными были прекращены. Первый ядерный реактор был пущен в США 2/12/1942г. под руководством итальянского ученого Энрико Ферми. Первая в мире атомная электростанция вошла в строй в июне 1954г. а подмосковном городе Обнинске.

Ðàçâèòèå èíäóñòðèàëüíîãî îáùåñòâà îïèðàåòñÿ íà ïîñòîÿííî ðàñòóùèé óðîâåíü ïðîèçâîäñòâà è ïîòðåáëåíèÿ ðàçëè÷íûõ âèäîâ ýíåðãèè. Научно-технический прогресс, повышение качества продукции, улучшение условий труда, интенсификация всего общественного производства определяются развитием энергетики страны, основой которой являтся топливная база. Поэтому закономерно, что во всех развитых странах инвестиции в топливно-энергетический комплекс составляют около 40% суммарных капиталовложений в промышленность.

В Украине темпы развития топливно-энергетического комплекса за последнее десятилетие уменьшились: производство электроэнергии уменьшилось на 36%, добыча нефти – на 23%, газа-на 35%, угля – на 49.4%.

Ìàñøòàá äîáû÷è è ðàñõîäîâàíèÿ èñêîïàåìûõ ýíåðãîðåñóðñîâ, ìåòàëëîâ, ïîòðåáëåíèÿ âîäû, âîçäóõà äëÿ ïðîèçâîäñòâà íåîáõîäèìîãî ÷åëîâå÷åñòâó êîëè÷åñòâà ýíåðãèè îãðîìåí, à çàïàñû ðåñóðñîâ, îãðàíè÷åíû. Îñîáåííî îñòðî ñòîèò ïðîáëåìà áûñòðîãî èñ÷åðïàíèÿ çàïàñîâ îðãàíè÷åñêèõ ïðèðîäíûõ ýíåðãîðåñóðñîâ. Пðè ñæèãàíèè èñêîïàåìûõ óãëåé è íåôòè åæåãîäíî îáðàçóåòñÿ äî 400 ìëí.ò. ñåðíèñòîãî ãàçà è îêèñëîâ àçîòà, ò.å. îêîëî 70 êã. âðåäíûõ âåùåñòâ íà êàæäîãî æèòåëÿ çåìëè â ãîä.

В îñíîâå ïðîèçâîäñòâà òåïëîâîé è ýëåêòðè÷åñêîé ýíåðãèè ëåæèò ïðîöåññ ñæèãàíèÿ èñêîïàåìûõ ýíåðãîðåñóðñîâ –óãëÿ, íåôòè, ãàçà. А â àòîìíîé ýíåðãåòèêå - äåëåíèå ÿäåð àòîìîâ óðàíà è ïëóòîíèÿ ïðè ïîãëîùåíèè íåéòðîíîâ. Поэтому иñïîëüçîâàíèå ýíåðãèè àòîìíîãî ÿäðà, ðàçâèòèå àòîìíîé ýíåðãåòèêè ñíèìàåò îñòðîòó ýòîé ïðîáëåìû. Оòêðûòèå äåëåíèÿ òÿæåëûõ ÿäåð ïðè çàõâàòå íåéòðîíîâ, ñäåëàâøåå íàø âåê àòîìíûì, ïðèáàâèëî ê çàïàñàì ýíåðãåòè÷åñêîãî èñêîïàåìîãî òîïëèâà ñóùåñòâåííûé êëàä ÿäåðíîãî ãîðþ÷åãî. Çàïàñû óðàíà â çåìíîé êîðå îöåíèâàþòñÿ îãðîìíîé öèôðîé 10¹⁴ òîíí. Îäíàêî îñíîâíàÿ ìàññà ýòîãî áîãàòñòâà íàõîäèòñÿ â ðàññåÿíîì ñîñòîÿíèè – â ãðàíèòàõ, áàçàëüòàõ.  âîäàõ ìèðîâîãî îêåàíà êîëè÷åñòâî óðàíà äîñòèãàåò 4*10⁹ òîíí. Îäíàêî áîãàòûõ ìåñòîðîæäåíèé óðàíà, ãäå äîáû÷à áûëà áû íåäîðîãà, èçâåñòíî ñðàâíèòåëüíî íåìíîãî. Ïîýòîìó ìàññó ðåñóðñîâ óðàíà, êîòîðóþ ìîæíî äîáûòü ïðè ñîâðåìåííîé òåõíîëîãèè è ïðè óìåðåííûõ öåíàõ, îöåíèâàþò â 10⁸ òîíí. Åæåãîäíûå ïîòðåáíîñòè â óðàíå ñîñòàâëÿþò, ïî ñîâðåìåííûì îöåíêàì, 10⁴ òîíí åñòåñòâåííîãî óðàíà.

Вàæíàÿ ïðîáëåìà ñîâðåìåííîãî èíäóñòðèàëüíîãî îáùåñòâà - îáåñïå÷åíèå ñîõðàííîñòè ïðèðîäû, ÷èñòîòû âîäû, âîçäóøíîãî áàññåéíà. У÷åíûе обеспокоены ïî ïîâîäó "ïàðíèêîâîãî ýôôåêòà", âîçíèêàþùåãî èç-çà âûáðîñîâ óãëåêèñëîãî ãàçà ïðè ñæèãàíèè îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà, è ñîîòâåòñòâóþùåãî ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ êëèìàòà íà íàøåé ïëàíåòå. Äà è ïðîáëåìû çàãàçîâàííîñòè âîçäóøíîãî áàññåéíà, "êèñëûõ" äîæäåé, îòðàâëåíèÿ ðåê ïðèáëèçèëèñü âî ìíîãèõ ðàéîíàõ ê êðèòè÷åñêîé ÷åðòå.

Àòîìíàÿ ýíåðãåòèêà íå ïîòðåáëÿåò êèñëîðîäà è èìååò íè÷òîæíîå êîëè÷åñòâî âûáðîñîâ ïðè íîðìàëüíîé ýêñïëóàòàöèè. Åñëè àòîìíàÿ ýíåðãåòèêà çàìåíèò îáû÷íóþ ýíåðãåòèêó, òî âîçìîæíîñòè âîçíèêíîâåíèÿ "ïàðíèêà" ñ òÿæåëûìè ýêîëîãè÷åñêèìè ïîñëåäñòâèÿìè ãëîáàëüíîãî ïîòåïëåíèÿ áóäóò óñòðàíåíû.

×ðåçâû÷àéíî âàæíûì îáñòîÿòåëüñòâîì ÿâëÿåòñÿ òîò ôàêò, ÷òî àòîìíàÿ ýíåðãåòèêà äîêàçàëà ñâîþ ýêîíîìè÷åñêóþ ýôôåêòèâíîñòü ïðàêòè÷åñêè âî âñåõ ðàéîíàõ çåìíîãî øàðà. Êðîìå òîãî, äàæå ïðè áîëüøîì ìàñøòàáå ýíåðãîïðîèçâîäñòâà íà ÀÑ àòîìíàÿ ýíåðãåòèêà íå ñîçäàñò îñîáûõ òðàíñïîðòíûõ ïðîáëåì, ïîñêîëüêó òðåáóåò íè÷òîæíûõ òðàíñïîðòíûõ ðàñõîäîâ, ÷òî îñâîáîæäàåò îáùåñòâà îò áðåìåíè ïîñòîÿííûõ ïåðåâîçîê îãðîìíûõ êîëè÷åñòâ îðãàíè÷åñêîãî òîïëèâà.

Аòîìíàÿ ýíåðãåòèêà èãðàåò âàæíóþ ðîëü â ñîâðåìåííîì ýíåðãîïðîèçâîäñòâå - äîëÿ ýíåðãîâûðàáîòêè íà ÀÑ â ìèðå äîñòèãàåò 16 %. К êîíöó 1989 ãîäà â ìèðå äåéñòâîâàëî 426 ðåàêòîðîâ. Îäíàêî ðàçâèòèå àòîìíîé ýíåðãåòèêè â ïîñëåäíèå ãîäû ñóùåñòâåííî зàìåäëèëîñü. ×àñòè÷íî ýòî çàìåäëåíèå òåìïîâ ðîñòà ñâÿçàíî ñ îáùåé òåíäåíäåíöèåé ê ñòàáèëèçàöèè ýíåðãîïîòðåáíîñòåé, ñ óñïåõàìè ýíåðãîñáåðåãàþùèõ òåõíîëîãèé. Íî ãëàâíîé ïðè÷èíîé ÿâèëèñü øèðîêî ðàñïðîñòðàíèâøèåñÿ óáåæäåíèå âî "âðåäíîñòè" àòîìíîé ýíåðãåòèêè, ñîìíåíèÿ â âîçìîæíîñòÿõ äîñòèæåíèÿ ïðèåìëåìîãî óðîâíÿ áåçîïàñíîñòè ÀÑ íà áàçå ñîâðåìåííîé òåõíîëîãèè.

Áîëüøîå âëèÿíèå íà îòíîøåíèå øèðîêîé ïóáëèêè ê àòîìíîé ýíåðãåòèêå îêàçûâàëè àâàðèè íà àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèÿõ, îñîáåííî àâàðèÿ íà ÀÝÑ "Òðåõìèëüíûé îñòðîâ" /ÑØÀ/, ïðîèçîøåäøàÿ 28 ìàðòà 1979 ãîäà, è àâàðèÿ íà 4-îì áëîêå ×åðíîáûëüñêîé ÀÝÑ, ñëó÷èâøàÿñÿ 26 àïðåëÿ 1986 ãîäà. Ïîä âëèÿíèåì ýòèõ àâàðèé â ðÿäå ñòðàí ïîäíÿëàñü øèðîêàÿ âîëíà îáùåñòâåííîãî ñîïðîòèâëåíèÿ èñïîëüçîâàíèþ àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèé, âîçáóæäàåìàÿ ñòðàõàìè îá îïàñíîñòÿõ âîçäåéñòâèÿ àòîìíîé ðàäèàöèè íà îêðóæàþùóþ ñðåäó è íàñåëåíèå. Ýòè àâàðèè ïîðîäèëè ñîìíåíèÿ â çðåëîñòè êîíöåïöèé áåçîïàñíîñòè, çàëîæåííûõ â îñíîâû ïðîåêòîâ àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèé, äîñòàòî÷íîñòè ïðèíèìàåìûõ ìåð áåçîïàñíîñòè.

Ïîñëå ýòèõ ñîáûòèé ðåçêî âîçðîñëà èíòåíñèâíîñòü íàó÷íûõ èññëåäîâàíèé â îáëàñòè îáåñïå÷åнèÿ áåçîïàñíîñòè îáúåêòîâ àòîìíîé ýíåðãåòèêè. Îäíàêî áîëüøîå ÷èñëî èññëåäîâàíèé ïðîáëåì áåçîïàñíîñòè ÀÑ, õîòÿ è âûÿâèëè íåäîñòàòêè, óïóùåíèÿ è äàæå îøèáêè â ìåðàõ îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè ÀÑ, ëèøü ïîäòâåðäèëè óâåðåííîñòü ñïåöèàëèñòîâ â òîì, ÷òî ðàçóìíî âûñîêàÿ ñòåïåíü áåçîïàñíîñòè ÀÑ ìîæåò áûòü äîñòèãíóòà íà îñíîâå ñîâðåìåííûõ çíàíèé è òåõíîëîãèé. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, óðîêè àâàðèé óêàçàëè íà íåîáõîäèìîñòü ïåðåñìîòðà êîíöåïöèè îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè, ïîòðåáîâàëè ïîâûøåíèÿ ñâîéñòâ ñàìîçàùèùåííîñòè ðåàêòîðîâ, îáåñïå÷åíèÿ áîëåå âûñîêîãî óðîâíÿ áåçîïàñíîñòè çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ ïàññèâíûõ ñðåäñòâ çàùèòû.

Потребность в различных видах энергии и топлива растет высокими темпами при ограниченном использовании таких видов энергетических ресурсов, как нефть, природный газ, ядерное топливо и уголь. Размещение предприятий тяжелой индустрии, где затраты на топливо составляют значительную часть себестоимости готовой продукции, находятся под большим влиянием топливного фактора. На территориальную организацию продуктивных сил и на развитие всего народного хозяйства большое влияние оказывает электроэнергетика, которая является составной частью топливно-энергетического комплекса Украины.

Электроэнергетический комплекс Украины- это основа функционирования и развития национальной экономики, обеспечение цивилизованных условий жизни общества, поэтому его технический, технологический и интеллектуальный потенциал находится на достаточно высоком уровне. Строительство мощных линий электропередач дает возможность освоения топливных ресурсов независимо от отдаления районов потребления. Развитие электрического транспорта расширяет территориальные границы промышленности. Необходимое количество электроэнергии притягивает к себе предприятия и производства, в которых часть топливно-энергетических затрат значительно больше в себестоимости готовой продукции, чем в других отраслях промышленности. Энергетика имеет большое районообразовательное значение. В ряде районов Украины (Донбас, Приднепровье) она определяет производственную специализацию, является основой формирования территориально-производственного комплекса.

В развитии и размещении электроэнергетики в Украине определяющими являются следующие принципы:

-концентрация производства электроэнергии вследствие строительства больших районных электростанций, которые используют дешевое топливо и гидроэнергоресцурсы;

-комбинирование производства энергии и тепла с целью теплообеспечения городов и индустриальных центров;

-широкое освоение гидроэнергоресурсов с учетом комплексного решения задач электроэнергетики, транспорта, водоснабжения;

-опережающее развитие атомной энергетики, особенно в районах с напряженным топливно-энергетическим балансом.

Размещение электроэнергетики зависит от следующих факторов:

-наличия топливно-энергетических ресурсов;

-потребителей электроэнергии.

В настоящее время почти 1/3 электроэнергии производится в районах ее потребления и 2/3 потребляется в районах ее производства. Географию электростанций может резко изменить технический прогресс.

Все электростанции Украины делятся на 4 вида:

-тепловые электростанции, которые работают на твердом, редком и газообразном топливе. Среди них различают конденсационные и теплоэлектроцентрали;

-гидравлические, которые используют соответственно гидроресурсы и делятся на гидроэлектростанции, гидростимуляционные и приплывные;

-атомные, которые в виде топлива используют обогащенный уран или другие радиоактивные элементы;

-электростанции, которые используют нетрадиционные источники энергии. Среди них перспективными являются ветровые и солнечные.

Распространенными в Украине являются тепловые электростанции. они производят почти 2/3всей электроэнергии. Преймуществом ТЕС является относительно свободное их размещение.

Преимущества ГЭС в том, что они вырабатываю энергия, которая в 5-6 раз дешевле, чем ДРЕС, коэффициент полезного действия энергии – 80%, но их размещение полностью зависит от природных условий и имеет сезонный характер.

Атомные электростанции по характеру используемого топлива не связаны с его месторождением, и это обеспечивает широкий спектр их размещения. АЭС ориентированы исколючительно на потребителей, особенно на районы с ограниченными ресурсами топлива и гидроэнергии.

В состав энергетической области Украины входят:

-8 гидроэлектростанций (ГЭС) мощностью 4.7млн.Квт.;

-44 тепловых электростанции (ТЭC) мощностью 36.5 млн.КВт.

-системообразующая и распределяющая линии свыше 1 млн.км.

-5 действующих мощных атомных электростанций (АЭС) - Запорожская, Южно-Украинская, Ривненская, Хмельницкая, Чернобыльская, мощностью 12.818 млн.КВт.ч. Под давлением общественности остановлено строительство Крымской, Чигиринской, Харьковской АЭС и Одесской ТЕЦ;

На 5 атомных станциях Украины находится 17 энергоблоков, в т.ч.:

-действующих - 14;

-снятых с эксплуатации (№ 1,2 Чернобыльской АЭС) - 2;

-разрушенный запроектной аварией 4 блок ЧАЭС - 1.

Реализация электроэнергии, вырабатываемой на АЭС составили: 1998г. -84,8 %, первое полугодие 1999г. - 66,8%. Сохраняется конкурентоспособность АЭС на рынке электроэнергии. Усредненный тариф электроэнергии, вырабатываемой АЭС, на 59 % ниже, чем произведенный на тепловых электростанциях (ТЭС).

Количество персонала на атомных электростанциях (АЭС) – 48.598 чел., в т.ч. промышленно-производственного персонала - 29.218 чел.

По количеству аварийных остановов энергоблоков украинские АЭС находятся на уровне мировых показателей. По международной шкале ИНЭС в 1998 г и в первом полугодии 1999г нарушений, относящихся к категории АВАРИЯ (уровень "4-7") на украинских АЭС не было, нарушение, относящегося к категории ИНЦИДЕНТ (уровень "2") было одно на Запорожской АЭС. В 1998 г нарушений, относящихся к категории АНОМАЛИЯ (уровень "1"), было семь: Чернобыльская АЭС - 4 нарушения; Запорожская, Южно-Украинская и Ровенская АЭС - по одному нарушению.

Также было 65 нарушений по уровню "0", в том числе:

Запорожская АЭС - 22 нарушения;

Ровенская АЭС - 21 нарушение;

Чернобыльская АЭС - 8 нарушений;

Хмельницкая и Южно-Украинская АЭС - по 7 нарушений.

В первом полугодии 1999 г было одно нарушение по уровню "1" и 31 по уровню "0".

Газо-аэрозольные радиоактивные выбросы АЭС значительно ниже нормы. Коллективные дозы облучения персонала АЭС Украины находятся на уровне ниже допустимых. Образование радиоактивных отходов на АЭС снижается.

Проблемы безопасности атомной энергетики Украины характеризуются следующими факторами:

7 блоков АЭС из 14 эксплуатируются уже более 15 лет. Практически все блоки (кроме блока №6 ЗАЭС) подлежат реконструкции. Необходимо увеличивать обьем и качество технического обслуживания, ремонтов и работ по диагностированию оборудования. Есть необходимость выполнения работ по модернизации существующих и созданию дополнительных систем безопасности. Сложилась критическая ситуация на заводах-поставщиках по производству оборудования, взамен выработавшего ресурс. Его поставки затруднены, что увеличивает расходование валютных средств.

В данное время высока степень заполнения хранилищ жидких и твердых радиоактивных отходов, необходим переход на новые нормы радиационной безопасности с уменьшением предельной годовой дозы персонала с 50 мзв/год до 20 мзв/год.

Финансовые трудности АЭС в основном связаны с неплатежами за электроэнергию. Так, к примеру, из-за неплатежей простаивал блок № 2 ЗАЭС.

Финансово-экономическое состояние АЭС характеризуется следующими основнымими негативными показателями: