НОУ по АЭС. АЭС. Объект исследования атомные электростанции Предмет исследования
 Скачать 78.11 Kb.
|
|
АЭС – это комплекс технических сооружений, в которых, путем использования энергии атомов, вырабатывается электрическая. Снижение доли углеводородов — это единственный возможный сценарий для успешного развития цивилизации. Ученые считают, что это может произойти уже после 2050 года. Сейчас доля «зеленой» энергетики(солнечные батареи, ветряные двигатели) в мире составляет не более 30%. При этом к «зеленой» энергетике эксперты относят атомные электростанции, которые вырабатывают порядка 11% мировой электроэнергии. Ведь АЭС характеризуются низкими выбросами углерода в атмосферу. Одна из основных проблем атомной энергетики — не технологическая, а психологическая: Чернобыль, Фукусима, испытания ядерного оружия — в общем, есть повод для беспокойства и недоверия. Какие бы сценарии развития энергетики ни строились, одно в них неизменно: потребление электроэнергии в мире будет расти. Население Земли увеличивается, запросы человечества растут: за последние сто лет мы потребили энергии больше, чем за всю предыдущую историю от сотворения мира. По прогнозам ученых, к 2050 году на Земле будет жить еще на 2,5 миллиарда больше людей, децентрализация энергетики и строительство малых мощностей даст доступ к этому ресурсу значительно большему количеству человек и повысить их качество жизни. А значит, потребность в электроэнергии снова будет расти. И здесь на помощь приходит атомная энергетика: высокопроизводительная, с низким уровнем выброса загрязняющих атмосферу веществ и неограниченными запасами топлива. Объект исследования: атомные электростанции Предмет исследования – требования к размещению АЭС на территории Республики Алтай При написании работы мы поставили перед собой следующую цель: Изучить перспективы атомной энергетики Задачи: 1. Познакомиться с историей развития АЭС; 2. Собрать и проанализировать имеющуюся информацию по теме исследования; 3. Привлечь общество к неисчерпаемым видам ресурсов. Один из которых – атомная энергетика; 4. Установить с помощью интернета и различных источников, можно ли в РА построить АЭС. История развития АЭС Атомная отрасль берет свое начало со времен СССР, когда планировалось реализовать один из авторских проектов о создании взрывчатки из уранового вещества. Летом, в 1945 году благополучно прошло испытание атомного оружия в США, а в 1949 году на Семипалатинском полигоне впервые использовали ядерную бомбу РДС-1. Дальнейшее развитие атомной энергетики в России было следующим: 1953 год – применение взрывчатого устройства РДС-6с; 1954 год – запуск первой станции, строительством которой руководил известный профессор И.В. Курчатов; 1955 год – запуск реактора «БР-1», основанного на нейронах; 1957 год – создана подводная конструкция, называемая «проект К-3»; в 1959 год – построен ледокол, получивший название «Ленин». Он имел мощную ядерную систему; 1980-е годы – начато конструирование Горьковской и Воронежской АЭС, способных повысить эффективность атомной энергии; 1990-е годы – введены в эксплуатацию три энергоблока; 1998 год – увеличение производства на 8 млрд. кВт*ч, введение в эксплуатацию нового блока на Волгодонской АЭС; 2008 год – выработка энергии АЭС составила почти 162 млрд. кВт*ч, что оказалось на 2% выше предыдущего периода; 2009-2011 год – рост производительности АЭС по отношению к предыдущему году на 0,6%, 0,5% и 1,7% соответственно; 2015 год – Ростовская АЭС получила дополнительно 25% мощности на 3-м энергоблоке. Научно-производственные коллективы трудились много лет для достижения высокого уровня в атомном оружии, и останавливаться на достигнутом не собираются. Ученые используют новые технологии и в мирных целях: В настоящее время существует 10 действующих АЭС. Особенности каждой из них будут рассмотрены далее. Балаковская АЭС – является крупнейшим в России производителем электроэнергии. Неоднократно было получено звание «Лучшая АЭС». Оборудование имеет герметичную защиту с железобетонным слоем. Расположена Балаковская АЭС в Саратовской области, в 12.5 км от Балаково, на левом берегу Саратовского водохранилища. Белоярская АЭС им. И.В. Курчатова – первая крупная ядерная энергетическая станция в СССР. Она единственная, кто имеет энергоблоки разных типов: №1 и №2 с реактором АМБ; №3 с реактором БН-600. Вырабатывает до 10% от общего объема электрической энергии. В настоящее время многие системы Свердловска находятся в режиме длительной консервации. Белоярская АЭС расположена в г. Заречный. Билибинская АЭС – единственный источник, снабжающий теплом г. Билбино и имеющий мощность 48 МВт. Станция вырабатывает около 80% энергии и соответствует всем требованиям, предъявляемым к установке аппаратуры. Система имеет важное преимущество: при неожиданном прерывании работы блока ей не наносится вред. Станция расположена в Чукотском автономном округе, в 4,5, расстояние до Анадыря – 610 км. Калининская АЭС. Благодаря удобному географическому расположению производит высоковольтную энергию. Мощность оборудования равна 4000 МВт. В состав входят очереди из энергетических блоков №1, №3 и №4. Применяются реакторные установки типа ВВЭР-1000. Кольская АЭС – первая отечественная станция, построенная за пределами полярного круга. Рассматриваемая атомная станция расположена в Мурманской области, на берегу озера Имандра. Курская АЭС – важнейший узел Единой системы, обеспечивающий энергией большинство промышленных предприятий Курской области. Сооружение находится в Курской области, на берегу реки Сейм (в районе г. Курчатов). Ленинградская АЭС – первая в России станция, имеющая мощнейшие реакторы РБМК-1000, а также мощность 3200 МВт. Станция расположена в Ленинградской области на побережье финского залива (в районе города Сосновый бор). Нововоронежская АЭС – первая отечественная организация, имеющая реакторы ВВЭР. Мощность варьируется от 417 до 1000 мВт, в зависимости от типа устройства. Уровень снабжения электроэнергией составляет 85. Нововоронежская станция находится недалеко от Воронежа, на левой стороне Дона. На Юге России крупнейшей атомной электростанцией является Ростовская. Она производит до 40% энергии благодаря двум энергоблокам ВВЭР-1000 с мощностью 1000 мВт. Она располагается в районе г. Волгодонск (Ростовская область) в 205 км от областного центра. Смоленская АЭС – крупная организация, способная ежегодно выдавать более 80% энергии благодаря трем блокам РБМК-1000. В 2010 году она была признана лучшей по культуре безопасности. Станция расположена в 150 километрах до Десногорска. Сегодня существует более 200 предприятий, специалисты которых не покладая рук трудятся над совершенством атомной энергетики России. Ученые разрабатывают новые модели реакторов и постепенно расширяют производство. Сильная сторона России — развитие технологий на быстрых нейронах. У нас достаточно высокий потенциал в атомной отрасли. Зарубежным партнерам РФ оказывает множество услуг, касающихся рассматриваемой деятельности. Успешно были такие проекты, как «Бушер» или «Куданкулам», созданные для иранской и индийской АЭС. Они позволили создавать чистые, безопасные и эффективные источники энергии. Перспективы и препятствия развития атомной энергетики Современные темпы растут в геометрической прогрессии. Так, в первой четверти следующего тысячелетия энергопотребление, по прогнозам, составит 1 Q в год. Следовательно, запасы энергетического сырья хватит максимум на 100 лет. Однако положение усугубляется еще и несоответствием структуры запасов и потребления органического сырья. Так, 80% запасов органического топлива приходится на уголь и лигниты и лишь 20% на нефть и газ, в то время как 8/10 современного энергопотребления приходится на нефть и газ. Следовательно, временные рамки еще более сужаются. Огромный потенциал энергии Солнца (порядка 10 Q в среднем в сутки) мог бы теоретически обеспечить все мировые потребности энергетики. Но если отнести эту энергию на один квадратный метр поверхности Земли, то средняя тепловая мощность получится не более 200 Вт/м, или около 20 Вт/м электрической мощности при кпд преобразования в электроэнергию 10%. Это, очевидно, ограничивает возможности солнечной энергетики при создании электростанций большой мощности (для станции мощностью 1 млн. кВт площадь солнечных преобразователей должна быть около 100 км ). Принципиальные трудности возникают и при анализе возможностей создания генераторов большой мощности, использующих энергию ветра, приливы и отливы в океане, геотермальную энергию, биогаз, растительное топливо и т.д. Все это приводит к выводу об ограниченности возможностей рассмотренных так называемых “воспроизводимых” и относительно экологически чистых ресурсов энергетики, по крайней мере, в относительно близком будущем. Хотя эффект от их использования при решении отдельных частных проблем энергообеспечения может быть уже сейчас весьма впечатляющим, суммарная доля воспроизводимых ресурсов в ближайшие 40 50 лет не превысит 15 20%. Конечно, существует оптимизм по поводу возможностей термоядерной энергии и других эффективных способов получения энергии, интенсивно исследуемых наукой, но при современных масштабах энергопроизводства, при практическом освоении этих возможных источников потребуется несколько десятков лет из-за высокой капиталоемкости (до 30% всех капитальных затрат в промышленности требует энергетика) и соответствующей инерционности в реализации проектов. Так что в перспективе до середины следующего века можно ориентироваться на существенный вклад в мировую энергетику лишь тех новых источников, для которых уже сегодня решены принципиальные проблемы массового использования и создана техническая база для промышленного освоения. Единственным здесь конкурентом традиционному органическому топливу может быть только ядерная энергетика, обеспечивающая уже сейчас около 20% мирового производства электроэнергии с развитой сырьевой и производственной базой для дальнейшего развития отрасли. Важнейшие факторы развития атомной энергетики. На конкурентном и многонациональном глобальном энергетическом рынке ряд важнейших факторов будет влиять не только на выбор вида энергии, но также и на степень и характер использования разных источников энергии. Эти факторы включают в себя: - оптимальное использование имеющихся ресурсов; - сокращение суммарных расходов; - сведение к минимуму экологических последствий; - убедительную демонстрацию безопасности; - удовлетворение потребностей национальной и международной политики. Для ядерной энергии эти пять факторов определяют будущие стратегии в области топливного цикла и реакторов. Цель заключается в том, чтобы оптимизировать эти факторы. Хотя достижение признания со стороны общественности не всегда включалось в качестве важнейшего фактора, в действительности этот фактор является жизненно важным для атомной энергии. Необходимо открыто и достоверно ознакомить общественность и лиц, принимающих решения, с реальными выгодами атомной энергетики. Растущее нежелание общественности, особенно в промышленно развитых странах, соглашаться с вводом новых промышленных установок сказывается на политике во всем энергетическом секторе и влияет на осуществление всех проектов энергетических установок. В 2011 году на строящейся ЛАЭС-2 произошел обвал металлических конструкций (вес около 1200 тонн). В ходе надзорной комиссии обнаружилась поставка несертифицированной арматуры. По мнению Ростехнадзора, главной причиной нарушения является недостаточный уровень квалификации специалистов «ГМЗ-Химмаш». Слабое знание требований федеральных норм, технологий изготовления подобного оборудования и конструкторской документации привело к тому, что многие подобные организации лишились лицензий. В Калининской АЭС повысился уровень тепловой мощности реакторов. Такое событие крайне нежелательно, так как появляется вероятность возникновения аварии с серьезными радиационными последствиями. Многолетние исследования, проведенные в зарубежных странах, показали, что соседство с АЭС приводит к росту заболеваний лейкемией. По этой причине в России было множество отказов от эффективных, но очень опасных проектов. 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1. Изучение вопроса: «Можно ли построить атомную электростанцию в Республике Алтай?» Атомные электростанции являются опасными объектами, поэтому к выбору площадки для строительства предъявляется ряд требований, которые должны обеспечивать радиационную безопасность, населения при нормальной эксплуатации и при возможных аварийных ситуациях. Аспекты, рассматривающиеся для выбора площадки: -Влияние на безопасность АС процессов, явлений, и факторов природного и техногенного происхождения; - Радиационное влияние АЭС на население и окружающую среду; -Характеристики района размещения и окружающей среды, которые могут оказать влияние на перенос и накопление радиоактивных продуктов. При этом должно быть учтено, что перенос радионуклидов к человеку может происходить по воздуху, воде и пищевым цепочкам; -Медико-демографические показатели и характеристики района размещения, которые могут повлиять на масштабы потенциального воздействия радиоактивных выбросов (использование земельных и водных ресурсов, распределение населения вокруг площадки, наличие у него эндемических, т.е.. специфичных для данной местности заболеваний и др.). Согласно НП-032-01 - «Размещение атомных станций. Основные критерии и требования по размещению атомных станций» и СПАС-99 к размещению атомных электростанций предъявляются следующие основные требования: -Не допускается размещать АЭС в сейсмоопасных районах с интенсивностью МРЗ более 9 баллов по шкале МSК-64; в районах, где частота появления ураганов, тайфунов менее 1 раза в 20 лет, на территории, в пределах которой нахождение АЭС запрещено природоохранным законодательством. -В районе размещения АС и на площадке АС должны быть проведены обследования по выявлению источников потенциальной техногенной опасности с учетом удаления этих источников от АС. Допускается не учитывать источники техногенной опасности, вероятность возникновения аварий на которых менее 10-6 в год. -Источниками техногенной опасности являются объекты, характеризующиеся возможными авариями, вызывающими взрывы и пожары, выбросы взрывоопасных, воспламеняющихся, токсичных и коррозийно-активных веществ. -Должно быть проанализировано влияние на безопасность АС всех возможных стационарных и подвижных источников аварийных взрывов, расположенных на удалении до 5 км, складов боеприпасов — на удалении до 10 км от границы площадки АС. -Должно быть проанализировано влияние на безопасность АС всех возможных стационарных и подвижных источников аварийных выбросов химически активных веществ на удалении до 5 км от границы площадки АС. -Должны быть определены параметры воздействий на АС и вероятности их достижения при событиях, вызванных взрывами и пожарами, выбросами взрывоопасных, воспламеняющихся, токсичных и коррозионно-активных газов и веществ на промышленных объектах, наземном и водном транспорте; -В радиусе 25 км от планируемой площадки (зона планирования мероприятий обязательной эвакуации) средняя плотность населения, рассчитанная на весь период эксплуатации АЭС, не должна превышать 100 человек/км2; -Должна быть предусмотрена возможность создания транспортных обеспечивающего непревышение установленных НРБ-99 доз облучения; -Расстояние до населенных пунктов в зависимости от количества населения к периоду окончания работы АЭС должно быть не менее см. в приложении 2. -Численность населенного пункта для персонала АЭС не должна превышать 50000 человек, а удаление его от АЭС должно быть не менее 8 км; - Расстояние до химических, металлургических предприятий должно быть не менее 25 км, а расстояние до аэропортов не менее 12 км; -Расстояние от потенциально взрывоопасных объектов должно быть не менее 10 км; -Полигоны учебного бомбометания должны располагаться не ближе 30 км. Изучив вышеперечисленные требования, мы решили проверить, подходит ли наша республика по данным критериям. Благодаря дополнительной информации мы сделали следующие выводы: Республика Алтай – сейсмически-опасная республика в районах Катанды, Усть-Семы, Кош-Агача (они официально отнесены к 8-9 балльной зоне.) Надо отметить, что в районе Усть-Семы имеются палеодислокации, указывающие на землетрясения силой в 10 баллов см. приложение 1. Источников техногенной опасности не наблюдается В основном подходят районы, отдаленные от города (по критериям о населенных пунктах) см. приложение 3 Взрывоопасных объектов, полигонов учебного бомбометания, химических, металлургических предприятий – нет. Итак, следуя этим данным можно полагать, что электростанцию в нашей республике разместить не получится. Проблема в том, что у нас сейсмическая зона, поэтому, в целях безопасности, стоит задуматься о населении РА. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе своего исследования на основе систематизации и обобщения теоретического материала мы поставили и решили ряд задач: - познакомились с историей и развитием атомной энегретики; - собрали и проанализировали имеющуюся информацию; - рассмотрели требования к размещению АЭС и сделали по ней вывод. Мы думаем, что наша работа может быть полезной для окружающих. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ http://expert.ru/dossier/story/nuclear/ https://studopedia.ru/1_95788_trebovaniya-k-razmeshcheniyu-atomnih-elektrostantsiy.html https://pikabu.ru/story/budushchee_atomnoy_yenergetiki_4127243 Приложение 1  1-эпицентры землетрясений в прошлом и их магнитуды; 2- эпицентры Алтайского землетрясения 2003 года; 3- сейсмически активные разломы Приложение 2 Минимальные расстояния от АЭС до населенных пунктов в зависимости от количества населения:
| |||||||||||||||||||||