Экологические проблемы ядерной энергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологические проблемы ядерной энергетики

Слесаренко О.

Филимонова А.

Бушанова О.

Иванова Е.

Историческая ответственность за ложное развитие в области ядерной энергии. Первую атомную бомбу создали Соединенные Штаты Америки и несут историческую ответственность за военное использование атомной энергии, за Хиросиму, за испытательные взрывы, за расползание ядерного оружие по всему миру. СССР создал первую атомную электростанцию, направив этим самым развитие мирной атомной энергетики по ложному и опасному пути, результатом которого стал Чернобыль. На СССР и его правопреемнике России лежит историческая ответственность за этот ложный и опасный путь мирного использования ядерной энергии. И эта ответственность может быть снята, если именно Россия направит ядерную энергетику по безопасному пути.

История развития идей подземной атомной энергетики. Идеи подземной атомной энергетики имеют длительную историю. Самые первые ядерные реакторы в СССР размещались и до сих пор работают под землей (в Красноярске и возможно в других атомных центрах). В некоторых странах, например, в Норвегии, были построены подземные атомные электростанции. Горячим приверженцем подземной ядерной энергетики был академик Андрей Дмитриевич Сахаров. При создании советских ядерных реакторов для подводных лодок специалисты уже тогда высказывали предложения о размещении этих реакторов под землей для целей энергетики. Однако, эти идеи до сих пор не нашли своего развития ввиду дороговизны подземных атомных станций. Автор впервые высказал идею подземной атомной энергетики в 1979 году, и тогда же им была направлена заявка на изобретение. В ней и была сформулирована концепция подземно-наземной ядерной энергетики. По этому вопросу в начале восьмидесятых годов автор имел научные контакты с Андреем Дмитриевичем Сахаровым, и в своем обращении к Президенту АН СССР Г.И. Марчуку после чернобыльской катастрофы с предложением развивать подземную атомную энергетику А.Д. Сахаров ссылался на мои работы. Отметим, что в первых своих работах А.Д. Сахаров говорил о подземных атомных электростанциях, но в последней своей работе по атомной энергетике, опубликованной незадолго до смерти в журнале “Искусство кино”, он перенес акцент на подземные ядерные реакторы. В 1987 году автором была опубликована на тему ядерной энергетики статья в журнале “Изобретатель и рационализатор”. Но делопроизводство по заявке автором было прекращено в связи с некоторыми жизненными обстоятельствами. После Чернобыля автор обращался с предложениями в Минатом и ГКНТ, но проявленный в первое время после Чернобыля интерес быстро угас.

Атомное тепло России. Россия -- северная, холодная страна. Нигде в мире не живет в таких северных условиях такое количество людей, нигде нет большей части страны в таких северных и холодных условиях. И тепло есть главная проблема России, самый ценный для нее продукт. В свое время существовала даже партия “Субтропическая Россия”, которая ставила своей целью создать в России субтропики. Конечно, это была “прикольная партия”. Но сама мечта об обеспечении России теплом вовсе не шуточна. И именно атомное тепло сможет решить ту задачу, которую ставила себе “Субтропическая Россия”. Ведь обеспечение северных городов России дешевым атомным теплом меняет все. Создает комфортные условия жизни даже в самых суровых условиях, дает возможность круглогодично обеспечить овощами и тропическими фруктами население северов, дает возможность общаться с цветущей флорой в самые трескучие морозы путем создания оранжерей и теплиц. Так, как это имеет место в суровой и безлесной Исландии, которая в изобилии обеспечена дешевым теплом подземных недр. Программа “Атомное тепло России” -- это программа создания сотен атомных станций тепло и электроснабжения. Это очень дешевые станции, стоимость строительства которых при полной разработке технологии будут составлять буквально несколько миллионов долларов, а эксплуатационные расходы вообще будет стоить не более чем обслуживание гидроэлектростанций. И они могут работать десятки и сотни лет. Не загрязняя ни поверхность земли, ни атмосферу, и лишь в малой степени воздействуя на подземную среду, в которой, впрочем, человек ведь и не обитает. Эти станции изменят само лицо страны, позволят, наконец, создать даже в северных регионах конкурентную индустрию, ибо именно большие затраты на тепло и являются главным фактором слабой конкурентоспособности российской индустрии. Наконец, это также и создание станций электроводоснабжения в степных и пустынных районах Волгоградской, Астраханской, Ставропольской областей, Калмыкии и Дагестана, а это обеспечение страны сельскохозяйственной продукции. “Атомное тепло России” -- программа для России двадцать первого века.

Современная ядерная энергетика. Современная ядерная энергетика пошла по пути механического использования пароводяного цикла и конструкции тепловой (угольной) электростанции, в которой угольная топка лишь заменена ядерной. Образно говоря, газифицировали сельские дома, вставив газовую горелку в русскую печь. Это величайшая инженерная ошибка. Ведь ни одно из преимуществ ядерного топлива не использовано, ни один недостаток не нейтрализован. Любую АЭС можно легко заменить на ТЭЦ и наоборот. Единственное, пожалуй, исключение -- это атомные подводные лодки, в которых ядерный реактор дал принципиально новое качество. К тому же и сама АЭС получилась низкокачественной, с низким КПД, так как характеристики ядерного топлива и ядерного реактора, в отличие от угля и угольной топки, плохо сопрягаются с пароводяным термодинамическим циклом.

Подземный ядерный реактор. Подземный ядерный реактор -- устройство гораздо более простое и дешевое, чем наземный.

Рис. 1. Гидравлическая схема подземно-наземной атомной станции

В земле делается полость, которая футеруется слоем бетона. В сравнительно рыхлых породах толщина его может составлять, к примеру, метр, в скальных -- порядка двадцати сантиметров. Внутри эта полость облицовывается металлом, который несет не силовую, а лишь изоляционную нагрузку. Толщина его может составлять 5-10 миллиметров, а не десятки сантиметров, как в наземных. Сверху эта полость закрывается крышкой, к которой прикреплены тепловыделяющие элементы и стержни управления. Размеры ядерного реактора и его конфигурация могут быть любыми.

Гидравлическая система подземно-наземной атомной станции. Гидравлическая система двухконтурной подземно-наземной атомной станции показана на рисунке 1.

С целью радиационной развязки используется промежуточный теплообменник. Именно его глубина размещения и определяет параметры пара на выходе. Вода поступает с поверхности самотеком, преобразуется в рабочее вещество и по вертикальному каналу выходит на поверхность для полезного использования. Использованная вода в замкнутом контуре водоснабжения вновь поступает самотеком в теплообменник. Однако может использоваться и разомкнутый контур водоснабжения. Тогда конденсат, представляющий собой пресную воду, используется на цели водоснабжения, например, на жилищно-коммунальные нужды, для орошения или на технические цели. А вода, как правило, минерализованная, поступает из внешних источников -- моря или из подземных источников. Теплообменник в этом случае конструируется как опреснитель, а атомная станция становится источником пресной воды. В первом контуре может циркулировать вода или иной теплоноситель. Поддержание давления в этом контуре также осуществляется столбом жидкости через мультипликатор давления. В принципе, рабочее вещество в первом контуре может быть любым. Высота первого контура может составлять несколько десятков метров. Мы видим, что в гидравлической системе нет ни одного механического устройства, так что система обладает высшей степенью надежности. В ней просто нечему ломаться. Но на случай катастрофы имеется специальная труба аварийного тампонажа, через которую можно осуществить заливку аварийного ядерного реактора специальными смесями, в каковом состоянии ядерный реактор может находиться в течение сотен и может тысяч лет без опасности для окружающей среды. В любом случае, выброс радиоактивных веществ на поверхность исключается.

Атомная станция теплоснабжения (АСТ). Наиболее простой вариант использования ядерной энергии есть использование ее для целей теплоснабжения в виде атомной станции теплоснабжения (АСТ). Для этих целей вполне достаточен пар давлением 10-20 атмосфер. Это соответствует глубине размещения порядка 100-200 метров, т.е. на так называемых “метростроевских” глубинах, работа на которых хорошо освоена. Сам реактор может размещаться в центре города, что резко сокращает теплосеть и уменьшает теплопотери. Для этой цели вполне могут использоваться ядерные реакторы атомных подводных лодок. С помощью такого реактора можно обогреть город с числом жителей 100-200 тысяч жителей. Реакторы хорошо разработаны и надежны, что показала авария на АПЛ “Курск”. Использование АСТ позволит решить проблему тепла в северных, сибирских и иных городах России кардинально, раз и навсегда. Для северных территорий России это сыграло бы просто неоценимую роль. Дешевое тепло позволило бы, фактически, решить проблему комфортной жизни на северах, создать, например, целые парки под крышей. А пока мы видим, как трудно решается проблема тепла на Севере. Потребность в таких установках можно оценить только для России в несколько сотен единиц. Должна быть принята государственная программа “Атомное тепло России” на двадцать лет с целью обеспечить все российские города, в первую очередь северные, атомным теплом. Для тех, кого пугает возможность размещения ядерного реактора под центром города, заметим, что в самой Москве, в самых густонаселенных районах работают ядерные реакторы (в ИАЭ им. Курчатова на Соколе, в МИФИ на Каширке и др.). Так почему мы должны бояться размещения ядерного реактора на глубине двести или тысячу метров под Москвой? Москва должна быть со временем переведена на атомное тепло. Возможно, потребуется построить около десятка МАСТ (Московских атомных станций теплоснабжения), размещаемых на глубинах ниже метро и связанных им друг с другом.

Атомная станция электроснабжения (АСЭ). Для получения электроэнергии пар направляется на паровую турбину. Для экономичности АСЭ желательно иметь уже большие глубины размещения ядерного реактора, порядка 1-4 тысячи метров. Это уже шахтные глубины. На таких глубинах добывают уголь, алмазы и другие полезные ископаемые. Отметим, что в АСЭ условия для работы паровых турбин резко улучшаются. Дело в том, что в настоящее время в атомной энергетике используются менее эффективные турбины влажного пара. В вертикальном канале АСЭ будет происходить осушение пара за счет проскальзывания частичек воды, и на выходе будем иметь сухой, а при определенных конфигурационных воздействиях даже перегретый пар. Таким образом, экономичность подземно-наземной АСЭ может быть даже выше наземных АЭС. Для размещения АСЭ, по-видимому, можно будет использовать шахтные выработки с почти готовой подземной инфраструктурой.

Атомная станция водоснабжения (АСВ). В подземно-наземной энергетике используются не сложные паровые котлы перегретого пара, а установки насыщенного пара (попросту, кипятильники), что позволяет легко использовать минерализованные воды во втором контуре, превращая установку в атомную станцию водоснабжения (АСВ). Для АСВ можно использовать совсем малые глубины -- порядка десятков метров. Естественно, что должна осуществляться утилизация энергии пара, например, путем выработки электроэнергии на турбинах низкого давления. Причем для целей АСВ, чем ниже энергетическое КПД станции, тем лучше. Использование АСВ позволит решать проблемы орошения земель. Более того, в будущем именно использование атомного водоснабжения станет главным средством решения проблемы водоснабжения в засушливых странах, а для Средней Азии позволит решить проблему Аральского моря.

Атомная станция нейтронов (АСН). АСН есть атомная станция, в которой главным продуктом являются нейтронные потоки. Это может быть исследовательская атомная станция, либо станция для использования нейтронных потоков (или вторичных излучений) с производственными целями. Ее схема остается той же самой, глубина расположения выбирается из условий безопасности. Преимущество подземного размещения ядерного реактора, кроме безопасности, состоит в том, что он строится прямо по месту и может иметь любую желаемую конфигурацию -- прямоугольную, шарообразную, вертикальную цилиндрическую, плоскую, коническую, треугольную и любую иную в зависимости от требуемого нейтронного поля. Ведь проблема прочности решается совсем по-иному. Он одинаково доступен с трех сторон для вывода нейтронных потоков. Думается, что роль АСН будет в будущем возрастать, так как нейтронные (или иные радиационные) воздействия будут все больше использоваться в промышленности и науке. Сейчас использование нейтронных воздействий сдерживается их труднодоступностью. Ведь исследовательские реакторы зачастую маломощны и нацелены на научные исследования, а к крупным реакторам электростанций широкий допуск невозможен ввиду их высокой опасности и по соображениям антитеррористической защиты. А подземная нейтронная станция откроет широкий доступ к мощным нейтронным потокам всех потребителей, которые в них нуждаются. А для слабых радиационных воздействий можно использовать радиоактивные отходы атомных станций.

Комплексные атомные станции. Естественно, что кроме специализированных возможны и комплексные установки -- АСТЭ, АСВЭ, АСТВ и АСТВЭ. Можно их все комплексировать также с АСН. И здесь глубина размещения выбирается из компромисса требований. В комплексных установках возможно наиболее эффективное использование ядерной энергии, и даже низкий энергетический КПД таких установок становится вовсе не пороком, а в некоторых случаях даже достоинством.

Достоинства ядерного топлива:

1. Высочайшая энергоемкость, превышающая энергоемкость химического топлива в тысячи раз.

2. Отсутствие потребности в атмосферном воздухе.

Недостатки ядерного топлива:

1. Потенциальная возможность аварии с самыми катастрофическими последствиями глобального характера.

2. Опасные отходы, сохраняющие это свойство в течение сотен и тысяч лет.

3. Сложность ликвидации ядерного энергетического объекта.

4. Ядерная энергетика как источник распространения ядерного оружия.

5. Доступность для терроризма и шантажа с катастрофическими последствиями.

Первое показал Чернобыль. Но он показал это отнюдь не в полной мере. Представим, что такая авария произошла в Европе. Кто бы пошел ее ликвидировать, кто из европейцев пошел бы на крышу сбрасывать осколки графита, кто из них полетел бы на вертолете сбрасывать песок в жерло реактора? Мы даже не представляем, как бы смогли европейцы справиться с этой аварией. Только мужество и самоотверженность советских людей, отдававших собственные жизни и здоровье, смогли укротить Чернобыль. Но если бы над АЭС был бетонный колпак, то наступил бы полный апокалипсис. Ведь тогда вообще было бы непонятно, как заглушить реактор. Реакция развивалась бы до момента, пока давление и температура не взорвали бы колпак изнутри, и что было бы дальше -- даже трудно представить. Все уверения об абсолютной безопасности нынешней ядерной энергетики можно принять на веру. Но ведь существуют вещи невероятные. И если результатом этой “невероятности” может стать радиационное заражение континентов, гибель или заболевание десятков и сотен миллионов людей, то надо и ее учитывать и не принимать решения, где такая “невероятность” присутствует, как это сделали миллионы европейцев.

Концепция безопасной ядерной энергетики. Представим себе, что из земли выходит конец трубы, из которой истекает пар. Этот пар можно направить либо на турбину, либо прямо подавать в дома для отопления. Сам пар -- рабочее тело -- создается на глубине под землей с помощью ядерного реактора. Другими словами, имеем искусственный гейзер, создаваемый с помощью атомной энергии. А использование рабочего тела происходит уже на поверхности земли. Таким образом, безопасная ядерная энергетика есть смешанная подземно-наземная энергетика. Создающий наибольшую опасность ядерный реактор -- генератор рабочего тела -- под землей, на безопасной глубине, устройства использования рабочего тела, не создающие опасности -- на поверхности земли. С поверхности к ядерному реактору ведет только шахта лифта, которая находится постоянно под замком, так как в нормальном режиме под землей нет обслуживающего персонала. Опасность терроризма, а также военного нападения полностью исключается. Этим полностью используются достоинства ядерного топлива -- отсутствие потребности в атмосферном воздухе и малая потребность в топливе. Ведь доставить на глубину раз в два-три года сборку ТВЭЛов совсем не то же, что доставлять туда ежедневно эшелоны с углем, если бы мы на его месте поместили угольную топку. Ядерный реактор чрезвычайно компактное устройство. И это также благоприятствует размещению его под землей. Но поместив ядерный реактор под землей, мы этим самым включили новый физический фактор -- гравитацию. И новый принципиальный момент состоит в том, чтобы сделать этот фактор технологическим. Другими словами, размещать ядерный реактор не просто на безопасной, а на технологической глубине, определяемой требуемыми характеристиками пара. Вместо ненадежного механического насоса, являющегося источником движения рабочего вещества в реакторе, использовать абсолютно надежную гравитационную силу, отказ которой невозможен.

Итак, две главные сущности безопасной ядерной энергетики:

1. Разделение устройств создания рабочего тела и его использования по глубине.

2. Размещение ядерного реактора на технологической глубине, обеспечивающей получение рабочего тела с требуемыми характеристиками.

Экологические проблемы ядерной энергетики. Подземно-наземные атомные станции не дают загрязнения поверхности земли и атмосферы, не оказывают радиационного и теплового воздействия. Возможное радиационное загрязнение подземного пространства в любом случае гораздо менее опасно, чем загрязнение поверхности земли и может быть легко сведено до самого безвредного уровня. Именно подземно-наземная ядерная энергетика есть путь резкого улучшения экологии в России. Более того, она будет способствовать улучшению экологии и косвенным образом. Мы имеем в окрестности реактора большое трехмерное подземное пространство с дешевой энергией и хорошими коммуникациями и транспортной связью с поверхностью. И постепенно под землю, по соседству с атомной станцией будут перемещаться с поверхности земли различные вредные производства, что также будет способствовать улучшению экологии.

Ядерная энергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и со щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля. До середины 80-х годов человечество в ядерной энергетике видело один из выходов из энергетического тупика. Только за 20 лет (с середины 60-х до середины 80-х годов) мировая доля энергетики, получаемой на АЭС, возросла практически с нулевых значений до 15-17%, а в ряде стран она стала превалирующей. Ни один другой вид энергетики не имел таких темпов роста. До недавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались с захоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость таких работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС. При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайне незначительны. В среднем они в 2-4 раза меньше, чем от ТЭС одинаковой мощности. К маю 1986г. 400 энергоблоков, работавших в мире и дававших более 17% электроэнергии, увеличили природный фон радиоактивности не более чем на 0,02%. До Чернобыльской катастрофы не только в мире, но и в России никакая отрасль производства не имела меньшего уровня производственного травматизма, чем АЭС. За 30 лет до трагедии при авариях, и то по нерадиационным причинам, погибло 17 человек. После 1986 г. главную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварий. Хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но и она не исключается. К наиболее крупным авариям такого плана относится случившаяся на четвертом блоке Чернобыльской АЭС. По различным данным, суммарный выброс продуктов деления от содержащихся в реакторе составил от 3,5% (63 кг) до 28% (50 т). Для сравнения отметим, что бомба, сброшенная на Хиросиму, дала только 740 г радиоактивного вещества. В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась территория в радиусе более 2 тыс. км, охватившая более 20 государств. В пределах бывшего СССР пострадало 11 областей, где проживает 17 млн. человек. Общая площадь загрязненных территорий превышает 8 млн. га. В результате аварии погиб 31 человек и более 200 человек получили дозу радиации, приведшую к лучевой болезни. 115 тыс. человек было эвакуировано из наиболее опасной (30-километровой) зоны сразу после аварии.

Число жертв и количество эвакуированных жителей увеличивается, расширяется зона загрязнения в результате перемещения радиоактивных веществ ветром, при пожарах, с транспортом и т. п. Последствия аварии будут сказываться на жизни еще нескольких поколений. После аварии на Чернобыльской АЭС отдельные страны приняли решение о полном запрете на строительство АЭС. В их числе Швеция, Италия, Бразилия, Мексика. Швеция, кроме того, объявила о намерении демонтировать все действующие реакторы (их 12), хотя они и давали около 45% всей электроэнергии страны. Резко замедлились темпы развития данного вида энергетики в других странах. Приняты меры по усилению защиты от аварий существующих, строящихся и планируемых к строительству АЭС. Вместе с тем человечество осознает, что без атомной энергетики на современном этапе развития не обойтись. Строительство и ввод в строй новых АЭС постепенно увеличивается. В настоящее время в мире действует более 500 атомных реакторов. Около 100 реакторов находится в стадии строительства. В процессе ядерных реакций выгорает лишь 0,5-1,5% ядерного топлива.

Ядерный реактор мощностью 1000 МВт за год работы выделяет около 60 т радиоактивных отходов. Часть их подвергается переработке, а основная масса требует захоронения. Технология захоронения довольно сложна и дорогостояща.

Отработанное топливо обычно перегружается в бассейны выдержки, где за несколько лет существенно снижается радиоактивность и тепловыделение. Захоронение обычно проводится на глубинах не менее 500-600 шурфах. Последние располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность атомных реакций. Неизбежный результат работы АЭС - тепловое загрязнение. На единицу получаемой энергии здесь оно в 2-2,5 раза больше, чем на ТЭС, где значительно больше тепла отводится в атмосферу. Выработка 1 млн. кВт электроэнергии на ТЭС дает 1,5 кмі подогретых вод, на АЭС такой же мощности объем подогретых вод достигает 3-3,5 кмі. Следствием больших потерь тепла на АЭС является их более низкий коэффициент полезного действия по сравнению с ТЭС. На ТЭС он равен 35%, а на АЭС - только 30-31 %.

В целом можно назвать следующие воздействия АЭС на среду:

- разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местах добычи руд (особенно при открытом способе);

- изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется пруд-охладитель площадью около 800-900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 м и высотой, равной 40-этажному зданию;

- изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. Если эти воды попадают в реки и другие источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;

- не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, почв и вод в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях.

Проблема радиоактивных отходов. Проблема радиоактивных отходов находит простое решение в системе подземно-наземной энергетики. Они могут храниться прямо возле станции в подземных штреках, которые создаются по мере накопления отходов. Важно отметить, что это не могильники, не свалки, а производственные цеха при атомной станции, которая может функционировать сотни и тысячи лет, и все это время отходы будут храниться под наблюдением. Можно надеяться, что через сотни лет найдут и другое решение этой проблемы. Более того, эти отходы есть источник ценного физического воздействия -- радиоактивного и могут стать подсобными производствами при атомной станции, например, по стерилизации продуктов, материалов и т.д. При крупных станциях возможно создание установок по регенерации топливных элементов. Этим самым резко сокращаются перевозки радиоактивных материалов. Постепенно все работы с радиоактивными материалами или большая их часть будет переноситься под землю в окрестности атомных станций, очищая поверхность земли от радиоактивных воздействий.

Ликвидация атомных станций. Ликвидация современных атомных станций -- это та головная боль, которая уже нависает над атомщиками. По подсчетам их ликвидация может стоить больше, чем само строительство. Подземно-наземные атомные станции рассчитаны на работу не на десятки, а на сотни и даже тысячи лет, аналогично тому, как на неограниченный срок службы рассчитан, к примеру, городской метрополитен. Ведь с самой подземной инфраструктурой ничего не может произойти, она изнашивается, но может ремонтироваться. Могут меняться части реактора и других устройств. Но вся подземная инфраструктура, фактически, вечна. Иногда может возникнуть проблема ликвидации атомной станции. Решается она просто. Радиоактивные помещения и сам реактор просто тампонируются -- заполняются или заливаются специальными материалами. В таком виде они могут находиться сотни и тысячи лет.

Проблемы нераспространения ядерного оружия. Мирная атомная энергетика стала источником распространения ядерного оружия. Но подземно-наземная ядерная энергетика решает проблему нераспространения наиболее эффективно. Так как реактор может работать в безлюдном режиме с управлением с поверхности, то в договоре на строительство атомной станции оговаривается работа реактора под замком. Лишь на смену топлива приезжают представители МАГОТЭ, под наблюдением которых производится замена топлива, старые топливные элементы вывозятся, а реактор снова закрывается на замок. Этим самым полностью исключается возможность создания ядерного оружия на базе атомной станции и использования для этих целей извлекаемых расщепляющихся материалов.

Создание кругооборота минеральных ресурсов. АСВ могут использовать подземные источники воды. Соответственно в окрестности водозабора АСВ создается воронка депрессии давления, благодаря которой подземные воды движутся к водозабору. Можно на периферию этой воронки депрессии закачивать сточные воды, которые будут двигаться контролируемым образом к водозабору, по пути фильтруясь и очищаясь, а через кипячение полностью доводясь до кондиций чистой воды. При этом можно иметь разные точки закачки сточных вод в зависимости от их характера. Например, в одну точку закачивать сточные воды с тяжелыми металлами, в другую -- с другими загрязнителями. При этом будет происходить концентрация загрязняющих материалов, фактически, создаваться искусственные месторождения, которые в дальнейшем смогут разрабатывать будущие поколения. В настоящее время человек ведет хищническое истребление минеральных ресурсов Земли. Разрабатываются месторождения, полезные элементы концентрируются, используются, а затем рассеиваются по всей земле хаотичным образом. Атомная энергетика позволит создать кругооборот минеральных ресурсов. Для этого отработанные материалы растворяют, разбавляют и закачивают в воронку депрессии, создавая при этом вторичные месторождения для потомков.

Экономика подземно-наземной ядерной энергетики. Подземно-наземная ядерная энергетика дает кратное удешевление ее продуктов.

1. Стоимость реактора снижается в несколько раз ввиду замены дорогостоящего металлического силового корпуса тонкостенной металлической и бетонной облицовкой. Строительство и сборка реактора по месту будет гораздо дешевле, чем изготовление его в заводских условиях, перевозка и монтаж. Ядерный реактор также удешевляется за счет упрощения функции -- это не паровой котел перегретого пара, что сильно усложняет конструкцию ТВЭЛОВ, так как заставляет рассчитывать на работу в нескольких фазовых средах, а кипятильник, в котором ТВЭЛЫ рассчитываются на работу в одной фазе -- водной. Эксплуатационные затраты вообще почти нулевые за исключением затрат по периодической смене топлива.

2. В случае использования реактора в системе АСЭ стоимость наземных сооружений снижается в десять и более раз. Нет нужды в бетонном колпаке, нет нужды в специальных средствах безопасности, нет необходимости строить специальные городки с особой системой допуска, нет необходимости выделять охранные зоны, нет необходимости в высокой оплате труда работников с учетом ответственности и опасности работы. Производимая энергии станет на порядок дешевле, чем на химических электростанциях.

3. В случае АСТ размещение ее под центром населенного пункта резко снижает теплопотери и длину теплосетей. Тепло будет уже дешевле на два порядка по сравнению с производством его из химического топлива, причем абсолютно экологически чистое.

4. Использование ядерной энергии в АСВ почти не имеет аналога в современной технике. В настоящее время имеется лишь считанное количество атомных опреснителей, и надеяться на массовое их строительство в существующем виде просто не приходится. А АСВ могут стать одним из самых массовых применений атомной энергии, особенно в южных регионах Земли ввиду дешевизны получаемой пресной воды, которая будет конкурентоспособна даже с переброской ее по каналам.

5. Главными затратами в подземно-наземной энергетике будут начальные затраты на горные работы. Но эти затраты более чем умеренны и даже не могут сравниться с затратами при строительстве гидростанций. Действительно, объем самого помещения для ядерного реактора порядка 1000 кубометров. Плюс подсобные помещения, считаем 10 тысяч. Это примерно одна десятая объема станции метрополитена. Остается шахтный ствол. Для АСЭ эта стоимость существенна, но для АСТ и АСВ шахтный ствол в сто-двести метров весьма небольшая затрата. Паро- и водопроводы создаются средствами буровых технологий, стоимость их будет вообще ничтожной.

6. Эксплуатационные затраты становятся малыми и сводятся практически только к стоимости замены топлива.

Все сказанное выше говорит о совершенно уникальной дешевизне подземно-наземной атомной энергетики.

Показано, что перед Россией стоят задачи освоения безопасной ядерной энергетики, она имеет необходимый научный и производственный потенциал и может завоевать мировых позиции в этой области.

В 1963 году в Москве был подписан "Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой". Договор был подписан правительствами СССР, США и Великобритании. В настоящее время его участниками стали около 120 государств.

28 февраля 1989 года родилось антиядерное движение "Невада -- Семипалатинск". Главной целью этого движения стало закрытие не только Семипалатинского, но и всех других ядерных полигонов на земле.

Литература

атомный энергетика ядерный реактор

1. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. /Б.А. Дементьев. - М., 1984.

2. Самойлов О.Б. и др. Безопасность ядерных энергетических установок / О.Б. Самойлов, Г.Б. Усынин, А.М. Бахметьев. - М., 1989.

3. Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии экономики ядерного топлива. Экономика АЭС. М., 1987.

4. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М., 1985.

5. http://www.rosatom.ru/concern/reports/prospects/prospects.htm.

Размещено на Allbest.ru