Всі права захищені і належать ТзОВ"Деліс".
При будь-якому використанні матеріалів сайту, гіперсилка на www.delis.lviv.ua обов'язкова.
| Атомна енергія | |
|
|       При дослідженні розпаду атомних ядер виявилось, що кожне ядро важить менше, ніж сума мас його протонів і нейтронів. Це пояснюється тим, що при об'єднанні протонів і нейтронів в ядро виділяється багато енергії. Спад маси ядер на 1г еквівалентний такій кількості теплової енергії, яке вийшло б при спалюванні 300 вагонів кам'яного вугілля. Не дивно тому, що дослідники доклали всіх сил, прагнучи знайти ключ, який дозволив би "відкрити" атомне ядро і вивільнити приховану в нім величезну енергію.
      Спочатку це завдання здавалося нерозв'язним. Як інструмент учені не випадково вибрали нейтрон. Ця частинка електрично нейтральна, і на неї не діють електричні сили відштовхування. Тому нейтрон легко може проникнути в атомне ядро. Нейтронами бомбардували ядра атомів окремих елементів. Коли ж черга дійшла до урану, виявилося, що цей важкий елемент поводиться інакше, ніж інші. До речі, слід нагадати, що уран, що зустрічається в природі, містить три ізотопи: уран-238 (238U), уран-235 (235U) і уран-234 (234U), причому цифра означає масове число.
      Атомне ядро урану-235 виявилося значно менш стійким, чим ядра інших елементів і ізотопів. Під дією одного нейтрона наступає ділення (розщеплювання) урану, його ядро розпадається па два приблизно однакових уламка, наприклад на ядра криптону і барію. Ці осколки з величезними швидкостями розлітаються у різних напрямах.       Але головне в цьому процесі, що при розпаді одного ядра урану виникають два-три нові вільні нейтрони. Причина полягає в тому, що важке ядро урану містить більше нейтронів, чим їх потрібний для утворення двох менших атомних ядер. "Будівельного матеріалу" дуже багато, і атомне ядро повинне від нього позбавитися.       Кожен з нових нейтронів може зробити те ж, що зробив перший, коли розщепнув одне ядро. Насправді, вигідна калькуляція: замість одного нейтрона отримуємо два-три з такою ж здатністю розщепнути наступні два-три ядра урану-235. І так продовжується далі: відбувається ланцюгова реакція, і, якщо нею не управляти, вона набуває лавинного характеру і закінчується щонайпотужнішим вибухом - вибухом атомної бомби. Навчившись регулювати цей процес, люди дістали можливість практично безперервно отримувати енергію з атомних ядер урану. Управління цим процесом здійснюють в ядерних реакторах.       Ядерний реактор - пристрій, в якому протікає керована ланцюгова реакція. При цьому розпад атомних ядер служить регульованим джерелом і тепла, і нейтронів.       Перший проект ядерного реактора розробив в 1939 р. французький вчений Фредерік Жоліо-кюрі. Але незабаром Францію окуповували фашисти, і проект не був реалізований. Ланцюгова реакція ділення урану вперше була здійснена в 1942 р. в США, в реакторі, який група дослідників на чолі з італійським ученим Енріко Фермі побудувала в приміщенні стадіону університету Чікаго. Цей реактор мав розміри 6х6х6,7 м і потужність 20 кВт; він працював без зовнішнього охолоджування.
      Небаченими темпами розвивається сьогодні атомна енергетика. В принципі енергетичний ядерний реактор влаштований досить просто - в нім, так само як і в звичайному казані, вода перетворюється на пару. Для цього використовують енергію, що виділяється при ланцюговій реакції розпаду атомів урану або іншого ядерного палива. На атомній електростанції немає величезного парового казана, що складається з тисяч кілометрів сталевих трубок, по яких при величезному тиску циркулює вода, перетворюючись на пару.       Атомні реактори на теплових нейтронах розрізняються між собою головним чином по двох ознаках: які речовини використовуються як сповільнювач нейтронів і які як теплоносій, за допомогою якого проводиться відведення тепла з активної зони реактора.       Але все-таки майбутнє ядерної енергетики, мабуть, залишиться за реакторами-розмножувачами. Звичайні реактори використовують сповільнені нейтрони, які викликають ланцюгову реакцію в досить рідкісному ізотопі - урані-235, якого в природному урані всього біля одного відсотка. Саме тому доводиться будувати величезні заводи, на яких буквально просівають атоми урану, вибираючи з них атоми лише одного сорту урану-235. Решта урану в звичайних реакторах використовуватися не може. Виникає питання: а чи вистачить цього рідкісного ізотопу урану на скільки-небудь тривалий час або ж людство знов зіткнеться з проблемою браку енергетичних ресурсів?       Немає сумніву в тому, що атомна енергетика зайняла міцне місце в енергетичному балансі людства. Вона безумовно розвиватиметься і надалі, без відмовлено поставляючи таку необхідну людям енергію. Проте знадобляться додаткові заходи по забезпеченню надійності атомних електростанцій, їх безаварійної роботи, а учені і інженери зуміють знайти необхідні рішення. |
| Потенціал атомної енергії в Україні |
|       Атомна енергетика є однією з головних складових енергобезпеки України.
      Зараз в Україні діють 4 АЕС (Запорізька, Рівненська, Хмельницька та Південно – українська). В експлуатації на АЕС України 13 енергоблоків із встановленою потужністю – 13,8 ГВт. Питома вага електроенергії, виробленої АЕС, – 46,9% від загального обсягу виробленої електрики. За 20 років коефіцієнт використання встановлених потужностей на АЕС світу підвищено в середньому на 20–25%. Коефіцієнт використання виробничих потужностей українських АЕС у 2008 році склав 73,9% проти 76,4% у 2007 році. Накопичені протягом останніх років невирішені проблеми підприємств галузі свідчать про необхідність прийняття кардинальних заходів у атомній сфері
      Енергетична стратегія України на період до 2030 року передбачає зростання виробництва електроенергії в країні до 420,1 млрд. кВт/год. При цьому частка виробництва електроенергії на АЕС у 2030 році має становити 52% від загального. Для цього заплановано побудувати до 2030 року ще 22 атомні енергоблоки. За словами міністра палива та енергетики України Юрія Бойка, до 2016 року в Україні планується побудувати додатково до вже існуючих ще два енергоблоки. Про важливість для України саме цього шляху стверджує й президент Національної академії наук Борис Патон. Проте таку думку висловлено на зустрічі з приводу перспектив розвитку в Україні саме відновлювальної енергетики.       Звісно, зважаючи на історію й сьогоднішній стан розвитку атомної енергетики в Україні, такі плани не можуть не викликати занепокоєння як у самій країні, так і за її межами. Європейські фахівці вважають цю енергетичну програму нездійсненною, бо вона «не грунтується на реальних показниках розвитку економіки та енергетики України, містить безпідставні та необгрунтовані прогнози. Так, уряд планує до 2030 року побудувати 22 нові ядерні реактори, для чого немає ні фінансових ресурсів, ні технічних можливостей, ні прийнятних майданчиків для АЕС. Енергетична стратегія України не містить оптимального енергетичного балансу України, не надає належної пріоритетності підвищенню енергоефективності та енергозбереженню. Національна енергетична стратегія України до 2030 року є нездійсненною, а отже, не може сприйматися серйозно Європою при вирішенні питань глобальної енергетичної безпеки». |