Запасы и разработка энергоресурсов, электроэнергетика.

Атом­ная энер­гия.

От­кры­тие из­лу­че­ния ура­на впо­с­лед­ст­вии ста­ло клю­чом к энер­ге­ти­че­с­ким кла­до­вым при­ро­ды.

Глав­ным, сра­зу же за­ин­те­ре­со­вав­шим ис­сле­до­ва­те­лей, был во­п­рос: от­ку­да бе­рет­ся энер­гия лу­чей, ис­пу­с­ка­е­мых ура­ном, и по­че­му уран все­гда чу­то­ч­ку те­п­лее ок­ру­жа­ю­щей сре­ды? Под со­м­не­ние ста­вил­ся ли­бо за­кон со­хра­не­ния энер­гии, ли­бо ут­вер­жден­ный ве­ка­ми прин­цип не­из­мен­но­сти ато­мов? Ог­ром­ная на­уч­ная сме­лость тре­бо­ва­лась от уче­ных, ко­то­рые пе­ре­шаг­ну­ли гра­ни­цы при­вы­ч­но­го, от­ка­за­лись от ус­то­яв­ших­ся пред­ста­в­ле­ний.

Та­ки­ми смель­ча­ка­ми ока­за­лись мо­ло­дые уче­ные Эр­нест Ре­зер­форд и Фре­де­рик Сод­ди.

Два го­да упор­но­го тру­да по изу­че­нию ра­дио­ак­тив­но­сти при­ве­ли их к ре­во­лю­ци­он­но­му по тем вре­ме­нам вы­во­ду: ато­мы не­ко­то­рых эле­мен­тов под­вер­же­ны рас­па­ду, со­про­во­ж­да­ю­ще­му­ся из­лу­че­ни­ем энер­гии в ко­ли­че­ст­вах, ог­ром­ных по срав­не­нию с энер­ги­ей, ос­во­бо­ж­да­ю­щей­ся при обы­ч­ных мо­ле­ку­ляр­ных ви­до­из­ме­не­ни­ях.

Не­ви­дан­ны­ми тем­па­ми раз­ви­ва­ет­ся се­го­д­ня атом­ная энер­ге­ти­ка. За три­д­цать лет об­щая мощ­ность ядер­ных энер­го­бло­ков вы­ро­с­ла с 5 ты­сяч до 23 мил­ли­о­нов ки­ло­ватт! Не­ко­то­рые уче­ные вы­ска­зы­ва­ют мне­ние, что в 21 ве­ке око­ло по­ло­ви­ны всей элек­т­ро­энер­гии в ми­ре бу­дет вы­ра­ба­ты­вать­ся на атом­ных элек­т­ро­стан­ци­ях.

В прин­ци­пе энер­ге­ти­че­с­кий ядер­ный ре­а­к­тор ус­т­ро­ен до­воль­но про­с­то - в нем, так же как и в обы­ч­ном кот­ле, во­да пре­вра­ща­ет­ся в пар. Для это­го ис­поль­зу­ют энер­гию, вы­де­ля­ю­щу­ю­ся при цеп­ной ре­ак­ции рас­па­да ато­мов ура­на или дру­го­го ядер­но­го то­п­ли­ва. На атом­ной элек­т­ро­стан­ции нет гро­мад­но­го па­ро­во­го кот­ла, со­сто­я­ще­го из ты­сяч ки­ло­мет­ров сталь­ных тру­бок, по ко­то­рым при ог­ром­ном да­в­ле­нии цир­ку­ли­ру­ет во­да, пре­вра­ща­ясь в пар. Эту ма­хи­ну за­ме­нил от­но­си­тель­но не­боль­шой ядер­ный ре­а­к­тор.

Са­мый рас­про­стра­нен­ный в на­сто­я­щее вре­мя тип ре­а­к­то­ра во­до­гра­фи­то­вый.

Еще од­на рас­про­стра­нен­ная кон­ст­рук­ция ре­а­к­то­ров - так на­зы­ва­е­мые во­до-во­дя­ные. В них во­да не толь­ко от­би­ра­ет те­п­ло от твэ­лов, но и слу­жит за­ме­д­ли­те­лем ней­тро­нов вме­сто гра­фи­та. Кон­ст­ру­к­то­ры до­ве­ли мощ­ность та­ких ре­а­к­то­ров до мил­ли­о­на ки­ло­ватт. Мо­гу­чие энер­ге­ти­че­с­кие аг­ре­га­ты ус­та­но­в­ле­ны на За­по­рож­ской, Ба­ла­ков­ской и дру­гих атом­ных элек­т­ро­стан­ци­ях. Вско­ре ре­а­к­то­ры та­кой кон­ст­рук­ции, ви­ди­мо, до­го­нят по мощ­но­сти и ре­корд­с­ме­на - по­лу­то­ра­мил­ли­о­ник с Иг­на­лин­ской АЭС.

Но все-та­ки бу­ду­щее ядер­ной энер­ге­ти­ки, по-ви­ди­мо­му, ос­та­нет­ся за треть­им ти­пом ре­а­к­то­ров, прин­цип ра­бо­ты и кон­ст­рук­ция ко­то­рых пред­ло­же­ны уче­ны­ми, - ре­а­к­то­ра­ми на бы­ст­рых ней­тро­нах. Их на­зы­ва­ют еще ре­а­к­то­ра­ми-раз­мно­жи­те­ля­ми. Обы­ч­ные ре­а­к­то­ры ис­поль­зу­ют за­ме­д­лен­ные ней­тро­ны, ко­то­рые вы­зы­ва­ют цеп­ную ре­ак­цию в до­воль­но ред­ком изо­то­пе- ура­не-235, ко­то­ро­го в при­род­ном ура­не все­го око­ло од­но­го про­цен­та. Имен­но по­э­то­му при­хо­дит­ся стро­ить ог­ром­ные за­во­ды, на ко­то­рых бу­к­валь­но про­се­и­ва­ют ато­мы ура­на, вы­би­рая из них ато­мы лишь од­но­го сор­та ура­на-235. Ос­таль­ной уран в обы­ч­ных ре­а­к­то­рах ис­поль­зо­вать­ся не мо­жет. Воз­ни­ка­ет во­п­рос: а хва­тит ли это­го ред­ко­го изо­то­па ура­на на сколь­ко-ни­будь про­дол­жи­тель­ное вре­мя или же че­ло­ве­че­ст­во вновь столк­нет­ся с про­б­ле­мой не­хват­ки энер­ге­ти­че­с­ких ре­сур­сов?

Бо­лее три­д­ца­ти лет на­зад эта про­б­ле­ма бы­ла по­ста­в­ле­на пе­ред кол­ле­к­ти­вом ла­бо­ра­то­рии Фи­зи­ко-энер­ге­ти­че­с­ко­го ин­сти­ту­та. Она бы­ла ре­ше­на. Ру­ко­во­ди­те­лем ла­бо­ра­то­рии Але­к­сан­дром Иль­и­чом Лей­пун­ским бы­ла пред­ло­же­на кон­ст­рук­ция ре­а­к­то­ра на бы­ст­рых ней­тро­нах.В 1955 го­ду бы­ла по­стро­е­на пер­вая та­кая ус­та­нов­ка.

Пре­и­му­ще­ст­ва ре­а­к­то­ров на бы­ст­рых ней­тро­нах оче­вид­ны. В них для по­лу­че­ния энер­гии мо­ж­но ис­поль­зо­вать все за­па­сы при­род­ных ура­на и то­рия, а они ог­ром­ны - толь­ко в Ми­ро­вом оке­а­не рас­тво­ре­но бо­лее че­ты­рех мил­ли­ар­дов тонн ура­на.

Интересное по теме

Биосфера и ноосфера
Учение о биосфере и ноосфере сложилось в результате проведенного В.И. Вернадским глубочайшего анализа всех явлений жизни в их взаимной связи между собою и с косным веществом планеты на всем пути их исторического разв ...

Проблемы экологии на предприятии ОАО Сибур-Волжский
По-гречески «экос» - «дом», «логос» - «наука». Экология – наука о доме, о месте жительства. Вся Земля является домом для существ, на ней живущих. Революцией во взаимоотношениях человека и природы стало развитие промышленности. Современ ...