Мирный атом: дорога в никуда или светлое будущее?

10,9 % мировой электроэнергии, 192 действующих АЭС, 438 работающих реакторов, более 300 проектных энергоблоков — за впечатляющими цифрами — аварии, катастрофы, экологические проблемы, тревога и недоверие. Возможно ли мирное использование атома?

Словосочетание «мирный атом» подразумевает применение энергии атомного ядра в добрых целях. Самое масштабное применение великое открытие XX века нашло в энергетике. Верилось, что впереди светлое энергетическое завтра, решающее проблему исчерпаемости ископаемых видов топлива (нефти, газа, каменного угля). Однако радужные надежды оказались под сомнением — две катастрофы (Чернобыль и Фукусима), многочисленные аварии и экологические осложнения поставили перед миром вопрос о том, что же делать с отраслью в грядущем.

Как известно, будущего без прошлого и настоящего не бывает. Что же там в прошлом? Какое оно, настоящее? Впрочем, по порядку.

На заре атомного века

Все началось в 1939 году, когда немецким физикам удалось открыть реакцию деления уранового ядра при бомбардировании его нейтронами. В результате ядро распадалось на ядра-осколки, при этом выделялась огромная теплоэнергия (уран содержит в 2200 раз больше энергии, чем уголь).

От открытия до начала практического применения прошли годы. К сожалению, начальные шаги были сделаны в военном направлении и лишь после, в 1954 году, в Калужской области была запущена первая промышленная АЭС проектной мощностью 5 МВт.

С небольшим опозданием (в 1956 году) такое производство электроэнергии было пущено Великобританией, через год — США, в 1959 году — Францией, затем Германией, Канадой, Швецией, Японией. Появились атомные ледоколы, авианосцы, подводные лодки, плавучие платформы.

Сегодня преобладающая масса реакторов, как и на первой станции, функционирует на уране-235 и тепловых нейронах. Несмотря на сходство в ключевых составляющих (наличии активной зоны, тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), замедлителя и теплоносителя), в них разные способы отвода тепла, разный материал замедлителя, разные конструкции ТВЭЛов, разная степень обогащения урана (к 1978 году в мире работало около сотни установок различного типа).

Следующим, более прогрессивным шагом стало создание систем на быстрых нейтронах. Среди прочих достоинств — утилизация радиоактивного отхода урана-238, получаемого в ходе работы тепловых реакторов. Превращение этого элемента в плутоний (основной продукт для блоков на быстрых нейтронах) позволяет организовать так называемый «замкнутый цикл» — подробнее об этом чуть позже, пока рассмотрим тему влияния на окружающую среду.

Безопасная опасность

радиоактивное загрязнение

Большая мощность, достаточно простая и без особых финансовых затрат транспортировка топлива, отсутствие выбросов вредных веществ в атмосферу — преимуществ масса. Однако у медали «АЭС» есть обратная сторона — отходы. Они как раз и являются одним из главнейших затруднений (одна станция производит от 18 до 27 тонн в год).

Эксперты выделяют два вида экологических рисков:

  • радиоактивное загрязнение;
  • накопление в биосфере соединений и изотопов, которые в природе встречаются в очень малых количествах.

Первый заключается в том, что радиоактивный «утиль» остается небезопасным несколько тысяч лет (плутоний-239, например, распадается 24 тысячи лет, технеций-99 сохраняет радиоактивность 210 тысяч лет), а оптимального решения по его переработке до сих пор не найдено. В настоящее время высокоактивные продукты распада просто заливают стеклом и хранят в соляных пластах и подземных могильниках (на глубине не менее 300 – 500 м). Ученые рассматривают еще несколько вариантов: захоронение на океанском дне, во льдах Антарктиды, в скальных породах и даже отправку в космос — но каждый из них получается либо небезопасно, либо невероятно дорого.

Второе осложнение не менее важное — что будет происходить в результате накопления несвойственных природе веществ неизвестно, потому как отсутствует соответствующий опыт. По мнению доктора географических наук, ведущего научного сотрудника Института географии РАН Николая Николаевича Клюева эта проблема, может оказаться серьезнее затруднений с радиоактивным загрязнением, потому как знания о радиации в последние годы стали более обширными, а новые соединения с природоохранной точки зрения никак не оцениваются из-за высокой стоимости необходимого двухэтапного тестирования.

К двум вышеперечисленным экологическим трудностям совсем скоро добавится третья — утилизация самих реакторов (активное развитие в 60 – 70 годы привело к тому, что фаза закрытия большинства энергоблоков начнется в ближайшее десятилетие). Их демонтаж — сложная, опасная для окружающей среды и достаточно дорогостоящая операция.

В сравнении с возможностями риски оказывались на втором плане… до того момента, когда мир увидел и почувствовал разрушительную мощь атомной энергии — до Чернобыльской трагедии.

Дорога в никуда

Ядерные события разделяются международной шкалой на 7 уровней: до 3 включительно случаются инциденты, свыше 3 — аварии. Наивысший 7 уровень за всю историю планеты был достигнут дважды — в 1986 году в Чернобыле и в 2011 году на Фукусиме. Выход из строя 6 уровня случился в 1957 году на заводе по переработке отходов «Маяк», в 1979 году в Америке произошло событие 5 степени сложности — поломка на АЭС Три-Майл-Айленд. Список можно продолжить: авария в Виндскейле, (Великобритания), на установке «Сант-Лаурен» (Франция), на Ленинградской станции в Сосновом Бору (Россия), в Ясловске-Богунице (Чехословакия)…

Последствия этих трагедий ощущаются до сих пор. Это поражения людей, зараженные территории, загрязненные радионуклидами водоемы, продукты и растительность (см. Влияние АЭС на окружающую среду).

Какие уроки в силах извлечь человечество из этих событий? Главных вывода два:

  1. Следует обеспечить повышенную безопасность, причем не каждой стране в отдельности, а вместе — мировым сообществом.
  1. В ядерных делах должна быть полная прозрачность и поддержание диалога как в хорошие, так и в плохие времена.

После бедствий многие страны выступили с заявлением об отказе использования АЭС. Однако, энергетические потребности диктуют свои условия. На 55-й конференции МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии) генеральный директор господин Юки Амано поделился данными о том, что после Фукусимы отрасль не стала сворачиваться, как ожидали многие, а напротив, продолжает расширяться: согласно пессимистичному прогнозу к 2030 году будет запущено 90 новых энергоблоков, оптимистичному — 350. В основном, интерес пробуждается, в Азии: новые установки заработают в Индии, Тайване, Южной Корее, Китае. Кроме того, имеются предпосылки для того, чтобы мирный атом оставался действительно мирным.

Есть ли будущее у мирного атома?

термоядерный синтез

Атомная энергетика будущего многим ученым представляется системой, производящей и электроэнергию, и топливо для дальнейшей своей работы, да еще и поглощающая отходы. И это не просто мысли — проект возможно станет реальностью в 2020 – 2025 годах. Это будут так называемые реакторы закрытого ядерного цикла (ЗЯЦ), о которых мы говорили ранее.

Существует и еще одна перспективная технология — термоядерный синтез. Термоядерный реактор имеет больший энергетический выход, а самое главное он безопасен, примерно также, как солнечная батарея. Да и необходимые компоненты — дейтерий, гелий, водород — легкодоступны… остается только сделать процесс синтеза контролируемым (неконтролируемый в водородной бомбе давно запущен). Сегодня над этим работают ученые 33 стран мира. Кто первым приведет в действие — тому Нобелевская премия, почет, уважение и большая прибыль.

Говоря о завтра, не стоит забывать и о других сферах использования атома в мирных целях. Это:

  • медицина (диагностика, радиотерапия);
  • животноводство (обеззараживание и оздоровление животноводческой продукции);
  • пищевая индустрия (генетическая модификация, уничтожение вирусов, бактерий).

А еще ее используют для обнаружения подземных вод, диагностики состояния плотин и дамб, опреснения воды.

Подытоживая вышеизложенное, можно сказать, что завтрашний день — это две чаши весов: на одной — экономическая выгода, на другой — опасность. А еще для определения будущего мирного атома довольно точно подходят слова, сказанные главным редактором газеты «Российский Чернобыль» Александром Громенко: «Атом — лишь инструмент в руках человеческих. Он может согреть, опалить, уничтожить — выбирать человеку».

54 5

5 комментариев

Сортировать по:   новые | старые | популярные

Мирный атом, это далеко не конец в данных исследованиях, это только самое самое начало, перспективы, которые будоражат сознание, главное чтобы сильные мира сего, опять не использовали это в личных целях и в разжигании войн, это начало бесплатной энергии, бесплатной медицины, в общем всего что сейчас так необходимо, главное еще, чтобы это не вредило нашей драгоценной планете…

Очень интересная статья, а, главное, актуальная. Я считаю, что за атомом наше будущее. Нефть и уголь же не бесконечные…в скором будущем они исчерпаются. И атомная энергетика станет основным источником. Конечно Чернобыль и Фукусима оказали тормозящее влияние на развитие отрасли, но без риска здесь никак…

Думаю что «мирный атом» имеет право быть, приоритеты в этом направлении очевидны. Но вот по поводу утилизации отходов широкой публике не чего конкретного не говорят, куда девают? Хотя МИР и так загрязнён дальше не куда. Правильно Громенко говорит: «Атом — лишь инструмент в руках человеческих. Он может согреть, опалить, уничтожить — выбирать человеку».

На мой взгляд, любое открытие важно. Когда-то и об открытии пенициллина скептически отзывались, но это оказалось открытием века и спасло сотни тысяч жизней. Так что, вполне возможно, что сейчас мы просто не видим каких-то сильно положительных моментов в этом, но потом они обязательно откроются.

Развитие атомной энергетики сейчас особенно актуально, так как традиционные ресурсы из которых берется энергия сильно истощены. Атомные электростанции станут отличным выходом когда другие источники энергии станут недоступными. За этими технологиями будущее.

wpDiscuz