Анализ текущей ситуации в энергетике Российской Федерации Наука в атомной сфере

Атомная промышленность и наука в атомной сфере

Следует сказать, что за 50 лет исследований в нашей стране на уровне опытно-промышленного обоснования достигнуто подтверждение возможности не только обеспечения безопасности, но и промышленной переработки, обезвреживания и захоронения радиоактивных отходов с учётом требований экологии. Таким образом, замкнутый топливный цикл с расширенным воспроизводством топлива является основой долгосрочного развития ядерной энергетики.

Проблемы обеспечения безопасного хранения ОЯТ:

поддержание подкритичности в местах его массового хранения

обеспечение теплоотвода и водно-химического или газохимического режима с наружной стороны оболочек твэлов, поскольку оболочки представляют собой основной барьер на пути выхода радиоактивных продуктов в о.с.

В США, Канаде, Швеции, Швейцарии, Финляндии разработана концепция удаления отработавшего ядерного топлива в глубокие геологические формации, в вертикальные буровые скважины (или штреки) в кристаллических породах, соляных пластах. Захоронение планируется на глубинах не менее 500-600 м в шурфах, которые располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность ядерной реакции.

В целом способы, относящиеся к этому варианту, могут быть объединены в три группы: хранение в поверхностных сооружениях, захоронение в глубокие геологические формации, захоронение на дно морей и океанов. Каждое из этих направлений в свое время считалось надежным. Однако последнее из них в настоящее время уже запрещено, поскольку ненадежность его стала очевидной.

Демонтаж АЭС

Демонтаж АЭС по окончании ее нормальной эксплуатации (после исчерпания ресурса) является чрезвычайно сложным и экологически опасным процессом.

В предстоящие 10-20 лет предстоит строительство десятков АЭС и одновременно начало снятия с эксплуатации более десяти энергоблоков АЭС. После дезактивации всего оборудования и его разрезания на детали на хранение (захоронение) поступит около 20 000 м3 РАО, что требует затрат примерно 0,5 млрд. долл. В США полные расходы на снятие с эксплуатации и демонтаж реактора PWR (аналог ВВЭР) мощностью 1000 МВт (э) оцениваются в 200 – 264 млн. долл.

Геоэкологи предлагают решение проблемы: минимум дезактивации, минимум разборки оборудования, фиксация барьерами безопасности остатков радиоактивного оборудования, включая корпус реактора и основные трубопроводы, в здании реактора, создание на его месте «техногенного месторождения» металлов. Теплоноситель реактора и дезактивационные воды, если позволяют геологические условия в месте расположения АЭС, можно удалить в глубинные пласты коллекторы.

Планируемые к строительству АЭС должны размещаться с учётом потребностей в энергии, наличия инфраструктуры транспорта, промышленности, кадров и т.п. Неучёт фактора обращения с РАО в период эксплуатации АЭС и после её останова приведёт к потерям примерно в миллиард долларов. При выборе места строительства АЭС нужно учитывать геологические условия для сооружения полигона для изоляции жидких РАО. В России имеется возможность расширения применения технологии глубинной изоляции РАО, а также и других промышленных стоков. В соответствии с картой условий для возможности использования этой технологии на территории РФ, составленной ФГУП Гидроспецгеология, более 60 % территории характеризуется благоприятными условиями. Дополнительные изыскательские работы для уточнения мест «привязки» новых АЭС по этому параметру должны обязательно планироваться при выдаче технических заданий на их проектирование.

Мониторинг

Для обеспечения экологической безопасности требуется достоверная, полная и своевременная информация о состоянии природных ресурсов, качестве окружающей среды и уровне ее загрязнения в районах расположения АЭС. Производственный экологический мониторинг (ПЭМ), выполняемый Экологическими службами АЭС позволяет получать, обрабатывать и анализировать информацию для оценки состояния окружающей среды и выработки своевременных и экономически эффективных решений. Объем ПЭМ и его периодичность определяется соответствующими регламентами, согласованными и утвержденными в установленном порядке.

Получение информации о нерадиационных факторах воздействия АЭС обеспечивается проведением комплекса специальных организованных наблюдений в рамках производственного экологического мониторинга, а также в рамках проведения научно-исследовательских работ специализированными организациями по специально разработанным программам, что позволяет прогнозировать и предупреждать неблагоприятные и аварийные ситуации.

К объектам производственного экологического мониторинга АЭС относятся:

окружающая среда в пределах санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения АЭС, в том числе атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, земли (почва);

источники поступления загрязняющих веществ в результате основной деятельности АЭС;

источники антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе производственные объекты, пуско-резервные котельные, автотранспортные хозяйства, агропромышленные хозяйства, ремонтно-строительные цеха;

размещение опасных отходов (нерадиоактивных);

иные виды деятельности на атомных станциях, способные оказать прямое или косвенное воздействие.

Задачи мониторинга состоят в том, чтобы

получить комплексную информацию о концентрациях вредных веществ в различных компонентах экосистем,

сопоставить результаты измерений с нормативными показателями содержания веществ в компонентах экосистем,

оценить состояние экосистем и возможные последствия техногенных воздействий,

использовать результаты измерений для совершенствования расчетного моделирования процессов в экосистемах и оценок последствий техногенного воздействия,

использовать результаты анализа для разработки «обратных связей» и управления состоянием системы «АЭС + окружающая среда».

Современные и будущие технологии ядерного топливного цикла имеют значительный потенциал развития в плане повышения экологичности производства, в том числе:

совершенствование технологий в отношении обращения с РАО и ОЯТ;

совершенствование системы государственного учета и контроля РАО;

снижения техногенных рисков существующих атомных реакторов.

Альтернативные технологии Одна из основных проблем, связанных с захоронением радиоактивных отходов в породах земной коры, заключается в поиске новых, более пригодных модификаций кристаллических матричных материалов. Традиционно в странах с развитой ядерной энергетикой (США, Франция, Германия) для иммобилизации радионуклидов применяли стекольные матрицы(боросиликатные и алюмофосфатные по составу). Эти стекла по своим свойствам близки к алюмосиликатным, только в первом случае алюминий заменен бором, а во втором – кремний фосфором. Эти замены вызваны необходимостью снижения температуры плавления расплавов и уменьшения энергоемкости технологии.

Мировая энергетическая проблема Мировой порядок первой половины XXI века во многом будет определяться тем, как будет решена общая для всего человечества энергетическая проблема. Энергетика, построенная на углеводородах, исторически себя исчерпала, и в течение ближайших десяти лет её рост будет закончен. Новых месторождений будет открываться всё меньше и меньше. При этом в ближайшие 30–50 лет замена углеводородной энергетики на любые виды альтернативной неядерной энергетики невозможна. Если развитие ядерной энергетики не будет резко ускорено, то уже через десятилетие мир окажется в ситуации катастрофической энергетической недостаточности.

Миссия ядерной сферы в России Миссия ядерной сферы состоит в том, чтобы превратить Россию в первую энергетическую державу мира и, таким образом, создать материальный базис для достижения наивысшего мирового качества жизни и наилучших условий для свободного развития личности каждого гражданина России.

Альтернативой ядерной энергетики является абсолютная энергетическая недостаточность по принципиальным физическим и экономическим основаниям, поскольку традиционная неядерная энергетика не в состоянии обеспечить к середине столетия критически необходимого удвоения мирового потребления первичной энергии всех типов и утроения производства электрической энергии.

Инвестиционный пул России В ближайшие десятилетия главной системой капитальных вложений и «длинных» инвестиций в целенаправленное развитие страны неизбежно должна стать ядерная сфера России. Это определено тем, что организация долгосрочных капитальных вложений и инвестиций требует не только финансового или иного ресурса, но и организации защищённой системы целевого накопления и употребления средств

После проверки работы конденсатных и питательных насосов и завершения деаэрации питательной воды (до содержания О2<10 мкг/кг -для СКД) производится сборка пароводяного тракта. Рассмотрим в качестве примера последовательность операций сборки пароводяного тракта моноблока мощностью 300 МВт (рис. 166) при подготовке его к растопке после длительного останова (из холодного состояния). Перед заполнением котла водой закрывают встроенную задвижку 6 (ВЗ) и открывают регулирующий питательный клапан (РПК), воздушники на тракте до ВЗ, Дроссельные клапаны 3 и 5 (Др-1, Др-2) встроенного сепаратора 4 (ВС). Кроме того, при закрытии общей4/ (СЗ-7) и индивидуальной задвижек впрыска открывается арматура (СЗ-8) и 33 (Др-5) на линии слива из коллекторов впрыска в деаэратор 35. Во избежание заброса воды в перегревательный тракт за ВЗ и загрязненной воды из растопочного расширителя 2 (Р-20) закрывают клапан 7 (Др-3) на линии отвода от сепаратора 4 к перегревателю за ВЗ и на линиях отвода пара 37 (СЗ-4), 24 (РК.-2) и воды 38 (СЗ-3) от расширителя к конденсатору 19, открыв клапан 30 (Р/С-/) и задвижку 32 (СЗ-2) для сброса воды в циркуляционный водовод (ЦВ).
Переработку ОЯТ в качестве официальной концепции выбрали Франция, Великобритания, Франция и Россия. Концепция прямого захоронения ОЯТ пока нигде не реализуется. Проблемы обеспечения безопасного хранения ОЯТ: поддержание подкритичности в местах его массового хранения обеспечение теплоотвода и водно-химического или газохимического режима с наружной стороны оболочек твэлов, поскольку оболочки представляют собой основной барьер на пути выхода радиоактивных продуктов в о.с.
Источником энергии реактора служит процесс деления тяжелых ядер