Новости

Історія розвитку атомної енергетики в Україні та світі

Работа добавлена:






Історія розвитку атомної енергетики в Україні та світі на http://mirrorref.ru

Одеський національний університет ум. І.І. Мечникова

Реферат на тему:”Історія розвитку атомної енергетики в Україні та світі”

Виконала:

студентка І курсу ІМЕМ, спеціальність:

комп’ютерна інженерія

Діденко Марія

Викладач:

Полторак В.М.

2015

План

  1. Енергетика як одна з найважливіших галузей господарства
  2. Атомна енергетика світуXX ст.:

а) перші досягнення в області ядерної фізики;

б)  дослідження властивостей Урану;

в) поява електростанцій та особливості їх функціонування;

  1. Розвиток атомної енергетики в Україні:

а) паливно-енергетичний комплекс країни;

б) діючі АЕС та  масштаби їх функціонування;

в) аварія на Чорнобильській АЕС, наслідки та їх ліквідування;

  1. Перспективи подальшого розвитку галузі
  2. Висновок

Енергетика як одна з найважливіших галузей господарства

    Історія енергетики, шлях розвитку останньої аж до сучасного й майбутнього станів надзвичайно цікаві і важливі для розуміння її значення в розвитку цивілізації.

    Французький філософ Огюст Кон писав, що «не можна по-справжньому опанувати будь-якою науковою дисципліною, не знаючи історії її розвитку».

    Починаючи з найдавніших часів енергія була найважливішим чинником, що визначав життя людини й розвиток цивілізації. Історія енергетики від часів, коли людина оволоділа вогнем, енергією річок, вітру, й до теперішнього часу відображає постійний пошук, великі відкриття, накопичення й передачу від покоління до покоління знань, найважливіших досягнень в області пізнання законів природи.

    Нині енергетика – одна із найважливіша галузей народного господарства, що охоплює енергетичні ресурси, вироблення, перетворення й передачу різних видів енергії.У наш час активно розгортаєтьсяпроцес індустріалізації, який має потребуувитратах матеріалів.Це значно підвищує енерговитрати. Зі збільшенням населення збільшуються і енерговитрати на обробку грунту, збирання врожаю, виробництво добрив тощо.

 У наш час багатство природних легкодоступних ресурсів планети вичерпується зі швидкістю світла. Обмежені світові запаси й газу без перебільшенняставлять людство перед перспективою енергетичної кризи. Проте використання ядерної енергії дає людству можливість уникнути цього, оскільки результати фундаментальних досліджень фізики атомного ядра дозволяють відвести загрозу енергетичної кризи шляхом застосування енергії, виділеної при деяких реакціях атомних ядер. Саме ці висновки лягли в основу розвитку такої перспективної галузі як атомна енергетика.

Атомна енергетика світу ХХст.

    Технологічний розвиток нашої цивілізації в ХХ ст., який мав швидкий, майже вибуховий характер, зажадав різкого нарощування виробництва енергії і використання невідновлювальних викопних ресурсів. З початку ХХ ст. за сто років споживання паливно-енергетичних ресурсів зросло у 30 разів.Вже в середині 1939 року вчені світу мали у своєму розпорядженні важливі теоретичні та експериментальні відкриття у галузі ядерної фізики, що дозволило висунути широку програму досліджень у цьому напрямку. Виявилось, що атом урану можна розщепити на дві частини. При цьому вивільнюється величезна кількість енергії. Крім того, у процесі розщеплення виділяються нейтрони, які у свою чергу можуть розщепити інші атоми урану та викликати ланцюгову реакцію. Ядерна реакція поділу урану досить ефективна і далеко переважає найбурхливіші хімічні реакції. Порівняємо атом урану і молекулу вибухової речовини – тринітротолуолу (тротилу). При розпаді молекули тротилу виділяється 10 еВ енергії, а при розпаді ядра урану – 200 млн. еВ, тобто у 20 млн. разів більше.

    Дані відкриття справили у науковому світі сенсацію: в історії людства не було наукової події, важливішої за своїми наслідками, ніж проникнення у світ атому та оволодіння його енергією. Вчені розуміли, що головне її призначення – виробництво електроенергії і застосування в інших мирних напрямках.

    Основа ядерної енергетики — атомні електростанції, які забезпечують близько 6 % світового виробництва енергії та 13-14 % електроенергії. За даними МАГАТЕ у 2013 році у світі працювало 437 промислових ядерних реакторів, розташованих на території 31 країни. Було збудовано також понад 150 суден з ядерними енергетичними установками.

   Перша атомна електростанція (5 МВт), що поклала початок використанню ядерної енергії в мирних цілях, була побудована в СРСР, у місті Обнінську в 1954.

Перша АЕС у м.Обнінську

За прогнозами фахівців, частка ядерної енергетики в загальній структурі вироблення електроенергії у світі буде безупинно зростати за умови реалізації основних принципів концепції безпеки атомних електростанцій. Головні принципи цієї концепції — істотна модернізація сучасних ядерних реакторів, посилення мір захисту населення і навколишнього середовища від шкідливого техногенного впливу, підготовка висококваліфікованих кадрів для атомних електростанцій, розробка надійних сховищ радіоактивних відходів тощо.   Досвід експлуатації перших АЕС показав реальність і надійність ядерно-енергетичної технології для промислового виробництва електроенергії. Розвинуті індустріальні країни приступили до проектування та будівництва АЕС з реакторами різних типів. Уже до 1964 року сумарна потужність атомних електростанцій у світі зросла до 5 млн. кВт.

    З цього часу розпочався стрімкий розвиток атомної енергетики, яка, роблячи все більш значний вклад у загальне виробництво електроенергії у світі, стала новою багатообіцяючою енергетичною альтернативою. Розпочався бум замовлень на будівництво АЕС у США, пізніше у Західній Європі, Японії, СРСР. Темпи росту атомної енергетики досягли близько 30% за рік. Вже до 1986 року в світі працювали на АЕС 365 енергоблоків сумарною встановленою потужністю 253 млн. кВт. Практично за 20 років потужність АЕС збільшилась у 50 разів. Будівництво АЕС здійснювалось у 30 країнах світу.

На той час широку популярність одержали дослідження Римського клубу – авторитетного співтовариства вчених зі світовими іменами. Висновки авторів досліджень зводились до неминучого достатньо близького вичерпання природних запасів органічних енергетичних ресурсів, у тому числі нафти, ключових для світової економіки, їх різкого подорожчання у найближчій перспективі. З урахуванням цього атомна енергетика з’явилась якраз вчасно. Потенційні запаси ядерного палива (U238, U235, Th232) на далеку перспективу вирішували життєво важливу проблему паливозабезпечення за різними сценаріями розвитку атомної енергетики.

    У 1958 році була введена в експлуатацію 1-а черга Сибірської АЕС потужністю 100 Мвт. У тому ж році розгорнулося будівництво Бєлоярській промислової АЕС, а 26 квітня 1964 генератор 1-ї черги видав струм в Свердловську енергосистему, 2-й блок зданий в експлуатацію в жовтні 1967. Відмітна особливість Бєлоярській АЕС — перегрів пари (до отримання потрібних параметрів) безпосередньо в ядерному реакторі, що дозволило застосувати на ній звичайні сучасні турбіни майже без всяких переробок.

У вересні 1964 був пущений 1-й блок Нововоронезької АЕС потужністю 210 Мвт. Собівартість 1 квт/год електроенергії (найважливіший економічний показник роботи будь-якої електростанції) на цій АЕС систематично знижувалася: вона становила 1,24 коп. в 1965, 1,22 коп. в 1966, 1,18 коп. в 1967, 0,94 коп. в 1968. Перший блок Нововоронезької АЕС був побудований не тільки для

промислового користування,Перший блок Нововоронезької АЕС

але і як демонстраційний об'єкт для показу можливостей і переваг атомної енергетики, надійності і безпеки роботи АЕС.

У листопаді 1965 р. в Мелекессе Ульяновської області вступила в дію АЕС з водо-водяним реактором «киплячого» типу потужністю 50 Мвт, реактор зібраний за одноконтурною схемою, що полегшує компонування станції. У грудні 1969 був пущений

другий блок Нововоронезькій АЕС (350 Мвт).

За кордоном перша АЕС промислового призначення потужністю 46 Мвт була введена в експлуатацію у 1956 в Колдер-Холле (Англія).Через рік вступила в дію АЕС потужністю 60 Мвт в Шиппінгпорт (США).

АЕС у м. Колдер-Холле (Англія)

    Найбільш часто на АЕС застосовувалися 4 типу реакторів на теплових нейтронах:

1) водо-водневі зі звичайною водою в якості сповільнювача і теплоносія;

2) графіто-водневі з водяним теплоносієм і графітовим сповільнювачем;

3) важководневі з водяним теплоносієм і важкою водою як сповільнювача;

4) графіто-газові з газовим теплоносієм і графітовим сповільнювачем.

    Вибір переважно застосовуваного типу реактора визначався головним чином накопиченим досвідом у реакторостроении, а також наявністю необхідного промислового устаткування, сировинних запасів і т. д. В СРСР будувалися головним чиномграфіто-водні та водо-водяні реактори. На АЕС США найбільше поширення отримували водо-водяні реактори. Графіто-газові реактори застосовувалися в Англії. В атомній енергетиці Канади переважали АЕС з важководневими реакторами.

Для захисту персоналу АЕС від радіаційного опромінення реактор оточували біологічної захистом, основним матеріалом для якої служив бетон, вода, серпентиновый пісок. Обладнання реакторного контуру повинно було бути повністю герметичним. Обладнання реакторного контуру зазвичай встановлювали в герметичних боксах, які були відділені від інших приміщень АЕС біологічної захистом і при роботі реактора не обслуговувалися. Радіоактивне повітря і невелика кількість пари теплоносія, обумовлене наявністю підтікання з контуру, видаляли з необслуговуваних приміщень АЕС спеціальною системою вентиляції, в якій для виключення можливості забруднення атмосфери були передбачені очисні фільтри і газгольдери витримки. За виконанням правил радіаційної безпеки персоналом АЕС стежила служба дозиметричного контролю.

Розвиток атомної енергетики в Україні

    Україна має потужний промисловий комплекс, для роботи якого потрібна електроенергія, оскільки це невід’ємна частка без якої його розвиток значно гальмується, а подекуди взагалі неможливий. Зараз, для того, щоб вийти з економічної кризи, варто звернути увагу на енергетику, яка відіграє в житті країни не останню роль. Вона, як і більшість галузей промисловості потерпає від кризи. І не варто закривати на це очі, оскільки майбутнє України та її незалежність повністю залежать від енергетики.

    Основа електроенергетики країни – Об’єднана Енергетична Система (ОЕС), яка здійснює централізоване електрозабезпечення споживачів. ОЕС взаємодіє з енергетичними системами суміжних країн та забезпечує експорт та імпорт електроенергії.

   В міру обставин, які склалися на даний момент головне базове навантаження в енергопроблемі несуть АЕС. Це зумовлено тим, що більшість ТЕС простоюють по причині відсутності палива. Централізоване виробництво електроенергії в ОЕС виконують 14 ТЕС, 8 ГЕС та 4 АЕС, які входять до складу Національної Атомної Енергогенеруючої Компанії (НАЕК) «Енергоатом». Кількість АЕС становила п’ять, але в результаті виведення з експлуатації 15 грудня 2000 року ЧАЕС їхня кількість скоротилася до чотирьох.

    Зараз в Україні діють 4 АЕС (Запорізька, Рівненська, Хмельницька та Южноукраїнська. В експлуатації на АЕС України 13 енергоблоків із встановленою потужністю – 11848 мВТ. За 2000 рік АЕС України було відпущено товарної продукції на суму 5,5 млрд. грн. Реально, станом на 1 січня 1999 роком виробництво електроенергії на АЕС України зросло на 7,4%. В 2000 році було відпущено 77405 млн., кВТ/год е/е.

   З 1986 року на АЕС України здійснюється комплекс технічних заходів, спрямованих на підвищення безпеки та надійності ядерних енергоблоків. Досить велика кількість тепломеханічного та електротехнічного обладнання (від 2 до 5 одиниць на блок) вимагає заміни внаслідок закінчення терміну їх експлуатації.

    У зв’язку з високою вартістю заміни обладнання (близько 25 – 30 млн. доларів США для реакторного і турбінного відділень одного блока) і відсутністю на Україні його виробника, вживаються заходи щодо продовження терміну служби обладнання. Це зумовлює необхідність збільшення виробітку електроенергії за рахунок підвищення якості виконання робіт і ефективності управління. Окрім того, на ситуацію, що склалася, суттєво впливають фінансові труднощі.

    Значні складнощі в роботі АЕС за останні роки викликані залежністю від імпорту ядерного палива (імпортується на 100% з-закордону). На 2001 рік всі 13 енергоблоків забезпечені паливом. Палива було поставлено на суму 210 млн. доларів США, на даний момент НАЕК «Енергоатом» сплатила за нього 180 млн. дол. США. Суму, яка залишилась планується сплатити до кінця 1-го кварталу 2001 року.

   Великим недоліком залишається відсутність необхідної інфраструктури для забезпечення надійної і безпечної роботи АЕС, включаючи наукову та інженерну підтримку їх експлуатації, забезпечення запасними частинами, змінним обладнанням та матеріалами вітчизняного виробника, економічно доцільну систему паливо – забезпечення, заховання відпрацьованих ядерних паливних збірок і РАВ (радіоактивних відходів), особливо тих, що містять довго-живучі радіоактивні елементи.

   Для забезпечення необхідного рівня безпеки при експлуатації АЕС та створення умов для підвищення ефективності роботи АЕС в єдиній системі енергопостачання народного господарства і населення держави створено НАЕК «Енергоатом».

    Враховуючи виняткову важливість надійного функціонування АЕС, їх значний внесок в загальне виробництво е/е, існуючий дефіцит органічного палива в Україні необхідним є комплекс заходів щодо:

1. підвищення безпеки функціонування енергоблоків;

2. підвищення потужності діючих АЕС за рахунок їх модернізації;

3. завершення будівництва енергоблоків №4 Рівненської та №2 Хмельницької АЕС з 4. реактором ВВЕР – 1000, що можливо здійснити при наявності необхідних коштів;

5. вирішення питання надійного та економічного забезпечення атомної енергетики ядерним паливом;

6. вирішення питання про спорудження термінових сховищ ВЯП;

7. вирішення проблеми надійного та безпечного зберігання РАВ.

Чи можна використовувати українські АЕС більш ефективно? На думку ген. Директора «Атомаудит» Н. Штейнберга, підвищення коефіцієнту використання встановленої потужності українських АЕС до проектного значення у 80% дозволило б виробляти значно більшу кількість е/е, стільки ж, скільки будуть виробляти блоки на ХАЕС і РАЕС після затвердження їх будівництва.

    Головна проблема паливо – забезпечення АЕС криється в тому, що 100% паливних збірок доводиться імпортувати з Росії, тобто існує цілковита енергетична залежність в цьому питанні. Для забезпечення надійної роботи АЕС України і запобігання зупинки енергоблоків через непередбачені обставини при забезпеченні свіжим ядерним паливом, доцільно було створити державний запас свіжого ядерного палива.

  Оскільки в Україні існує 5 підприємств по видобуванню і переробці уранової руди та деяких інших компонентів для виготовлення яд. палива, то для підвищення енергетичної безпеки держави бажано створити основні елементи власного яд. паливного циклу (ЯПЦ). Однак за нинішньої економічної кризи доводиться вести мову про створення в найближчому майбутньому лише виробництва власних тепловиділяючих збірок.

   Проте при цьому повинна бути доведена економічна ефективність створення відповідного підприємства продуктивністю біля 300 т урану в рік. Доцільно при цьому розглянути можливість кооперування в його спорудженні з Чехією, Болгарією, Словаччиною й Угорщиною, що експлуатують АЕС радянської конструкції і відчувають ті ж труднощі, що й Україна.

  Але найбільш реальним може стати розвиток тих ланок створення паливних збірок для реакторів ВВЕР, для яких в Україні існують об’єктивні передумови: власна урано-видобувна промисловість, запаси якісних цирконієвих руд, металургійний потенціал. Розвиток цих компонентів та їх залучення у виробництво паливних збірок дозволить знизити вартість поставок яд. палива для АЕС та істотно скоротити валютні витрати. Найбільш актуальним з економічної та політичної точок зору є створення власних сховищ ВЯП. Таке сховище введене у дію 2000 року на Запорізькій АЕС.

Перспективи подальшого розвитку галузі

Серед тих, хто наполягає на необхідності продовжувати пошук безпечних і економічних шляхів розвитку атомної енергетики, можна виділити два основних напрямки. Прихильники першого вважають, що всі зусилля повинні бути зосереджені на усуненні недовіри суспільства до безпеки ядерних технологій. Для цього необхідно розробляти нові реактори, більш безпечні, ніж існуючі легководні. Тут представляють інтерес два типи реакторів: «технологічно гранично безпечний» реактор і «модульний» високотемпературний реактор з газоохолодженням .

Прототип модульного реактора розроблявся у Німеччині, а також у США і Японії. На відміну від легководного реактора, конструкції модульного реактора така, що безпека його роботи забезпечується пасивно — без прямих дій операторів, електричної або механічної системи захисту. У технологічно гранично безпечних реакторах теж застосовується система пасивного захисту. Такий реактор, ідея якого була запропонована у Швеції, мабуть, не просунувся б далі стадії проектування, але він отримав серйозну підтримку у США серед тих, хто бачить у ньому потенційні переваги перед модульним реактором. Але майбутнє обох варіантів туманне через їхню невизначену вартість, складність розроблення, а також суперечливого майбутнього самої атомної енергетики.

Прихильники іншого напрямку вважають, що до того моменту, коли розвиненим країнам знадобляться нові електростанції, залишилося мало часу для розроблення нових реакторних технологій. На їхню думку, першочергове завдання полягає у тому, щоб стимулювати вкладення коштів у атомну енергетику.

Але крім цих двох перспектив розвитку атомної енергетики сформувалася і зовсім інша точка зору. Вона покладає надії на поновлювані джерела енергії (сонячна, вітрова) і на енергозбереження. На думку прихильників цієї точки зору, якщо передові країни переключаться на розроблення більш економічних джерел світла, побутових електроприладів, опалювального обладнання і кондиціонерів, то заощадженої електроенергії буде достатньо, щоб обійтися без усіх існуючих АЕС.Значне зменшення споживання електроенергії показує, що економічність може бути важливим чинником обмеження попиту на електроенергію.

Таким чином, атомна енергетика поки не витримала випробувань на економічність, безпеку і думку громадськості. Її майбутнє тепер залежить від того, наскільки ефективно і надійно буде здійснюватися контроль за будівництвом і експлуатацією АЕС, а також наскільки успішно будуть вирішені ряд інших проблем, таких, як проблема видалення радіоактивних відходів. Майбутнє атомної енергетики залежить також від життєздатності та експансії її сильних конкурентів — ТЕС, що працюють на вугіллі, нових енергозберігаючих технологій та відновлюваних енергоресурсів

Висновок

Людина стала настільки «могутньою», що її вплив на навколишнє природне середовище може викликати катастрофічні наслідки. Такий розвиток цивілізації, коли взаємини людини і природного середовища складалися, виходячи з егоцентричної тези про те, що людина має право змінювати довкілля так, як їй здається зручним, призвів до марнотратного використання викопних ресурсів, до забруднення природного середовища і порушення його рівноваги, що становить загрозу самому існуванню людства.Відомий учений-хімік І.В. Петрянов-Соколов писав: «Ми будемо прагнути до того, щоб обидві частини нашого світу – його біосфера, що існувала споконвічно, і техносфера, створена людиною, – змогли співіснувати, доповнюючи одна одну. Їх необхідно об’єднати, і співіснування повинно бути обов’язково, тому що у випадку катастрофи втрати обох сторін виявилися б настільки страшними, що невідомо, чи вдалося б чомусь зберегтися». Треба визнати, що енергетика – економіка – природне середовище – людина взаємозалежні та нероздільні.      Для людства настав «час істини», коли потрібно зробити вибір, змінити стратегію своєї поведінки, забезпечивши розумне керування розвитком, зробити переоцінку існуючої системи цінностей, глибоку економічну, соціальну і духовну перебудову життя суспільства.Не можна більше використовувати енергію і керувати енергоресурсами марнотратно і негуманно.У ХХІ ст. удосконалення технологій виробництва енергії повинно ґрунтуватися на екологічних критеріях, максимальному використанні відновлювальних джерел енергії. Варто також очікувати появи і широкого застосування нових технологій, не пов’язаних зі спалюванням органічного палива. Необхідна скоординована політика світового співтовариства в галузі енергетики і охорони довкілля.     Для подолання кризи вкрай важливе розуміння населенням Землі загрозливої небезпеки, що вимагає від кожної людини відповідальності перед суспільством.

Використана література:

  1. Мерніков Г. І. Розвиток ядерних технологій в Україні / Г. І. Мерніков, В. І. Шумбасов, А. І. Шевцов. // 4. – 2007. – №5. – С. 206–212.
  2. Богатирьова Р. Ядерна енергетика в системі координат Енергія-Клімат-Людина / Раїса Богатирьова. // 8. – 2005. – №2. – С. 1–17.
  3. Школьникам об атомной энергетике: Ядерная энергия. История открытий. // Национальная Академия Наук Беларуси. – 2011. – №3. – С. 1–8.
  4. Ядерные технологии: история, состояние, перспективы: Учебное пособие. / Андрианов А.А., Воропаев А.И., Коровин Ю.А., Мурогов В.М. – НИЯУ МИФИ, 2012. -180 С.

Історія розвитку атомної енергетики в Україні та світі на http://mirrorref.ru


Похожие рефераты, которые будут Вам интерестны.

1. Реферат Тенденції розвитку енергетики в світі та Україні

2. Реферат Історія виникнення та розвитку метеорологічної мережі на Україні

3. Реферат Історія розвитку поглядів на психічну патологію та її лікування. Історія розвитку патопсихології

4. Реферат Історія виникнення податків у світі

5. Реферат Державна підтримка інноваційної діяльності в Україні і світі

6. Реферат Історія розвитку ораторського мистецтва

7. Реферат Історія релігії та церкви в Україні

8. Реферат Коротка історія розвитку електронної обчислювальної техніки

9. Реферат Історія виникнення й розвитку виноградарства та виноробства на території України

10. Реферат Історія туризму в Україні від найдавніших часів до початку ХХ ст