Применение атомной энергетики в народном хозяйстве (стр. 1 из 3)

Применение атомной энергетики в народном хозяйстве. Вред и польза

Введение

Актуальность вопросов, связанных с энергией, обусловлена огромной значимостью производства и потребления энергии во всех отраслях народного хозяйства. Развитие экономики, уровень материального благосостояния, людей находится в прямой зависимости от количества потребляемой энергии. Многие виды трудовой деятельности основаны на потреблении энергии, для добычи руды, выплавки из нее металла, для строительства дома и т. д., нужна энергия. Потребности людей постоянно растут, потребителей энергии становится все больше — все это приводит к необходимости увеличения объемов производимой энергии.

Природные энергоресурсы могут быть одним из основных источников процветания жизни. В качестве примера можно назвать нефть, добываемую в Арабских Эмиратах. Эту когда-то отсталую страну нефтяные энергоресурсы вывели на современный уровень развития. Построены большие города, по внешнему облику и инфраструктуре очень похожие на многие города такой развитой страны, как США. Проезжая, например, по городу Абу-Даби — столице Арабских Эмиратов, утопающей в ковровой зелени и многокрасочных цветах, — трудно поверить, что этот город, как и многие другие города Эмиратов, вырос на пустынной земле, сквозь песчаную толщу которой с большим трудом пробивается верблюжья колючка. Такие города — эдемские утолки Арабских Эмиратов — выросли очень быстро, за каких-то двадцать-тридцать лет. Было бы ошибочно думать, что только благодаря нефти — основному источнику энергии — можно преобразовать пустынную землю.

Цель данной работы рассмотреть применение атомной энергетики в народном хозяйстве. В соответствии с целью перед работой поставлены следующие задачи:

Рассмотреть область применения атомной энергетики

Рассмотреть пользу и вред примения атомной энергетики

Рассмотреть перспективы развития атомной энергетики

1. Применение энергетики в народном хозяйстве

Атомные электростанции относятся к тепловым, так как в их устройстве имеются тепловыделители, теплоноситель и генератор электрического тока - турбина. Существуют как одноконтурные АЭС, так и двух-трех-контурные (это зависит от типа ядерного реактора).

Рис. 1. Турбинный зал АЭС

На атомных электростанциях в качестве топлива используются радиоактивные элементы уран, торий и плутоний. Теплота выделяется при распаде ядер этих элементов на более легкие ядра. Реакция радиоактивного распада происходит в ядерных реакторах. Выделившееся тепло поглощается теплоносителем, циркулирующим через активную зону ядерного реактора. Теплоноситель доставляет энергию в теплообменник, где это тепло используется для превращения воды в пар. Далее пар направляется на паровую турбину, которая вращает электрогенератор, и эта система работает как на обычной тепловой электростанции. Схема реактора показана на рисунке 2.

Рис. 2. Схема атомного генератора

Богатые ураном породы добывают в шахтах и доставляют на топливные фабрики, где его превращают в окись урана. Она помещается в трубку из сплава циркония. Несколько таких трубок соединяют вместе и это называется тепловыделяющим элементом. Эти тепловыделяющие элементы доставляют на атомные электростанции.

Проблемы экономичности, экологичности и безопасности ядерной энергетики, естественно, не ограничиваются проблемой ЯТЦ. Одним из важнейших звеньев механизма функционирования ядерно-энергетического хозяйства является механизм "нормального" функционирования самой АЭС. В этой связи необходимо хотя бы кратко рассмотреть вопросы строительства, эксплуатации и демонтажа АЭС в их экономическом, экологическом и социальном аспектах. При строительстве АЭС необходимо учитывать, по крайней мере, пять групп факторов: - экономические факторы (прямые капиталовложения) ; - природоохранные и природные факторы (например, потеря ландшафтного вида, ущерб природе, увеличение количества туманных дней, значительные потери воды и т. д.); - социально-экономические факторы (социально-экономические изменения при осуществлении того или иного проекта, жилищное строительство, создание развитой инфраструктуры, строительство дорог, "вытаптывание" местности и т. п.); - здоровье и безопасность населения (удаление объектов от городов, иные меры по обеспечению их безопасности и т. п.); - общественное мнение (желание или нежелание населения иметь в непосредственной близости ядерно-энергетический объект). Учет и ранжирование этих факторов представляют собой одну из сложнейших задач управленческой науки, важнейший элемент механизма принятия решения, проблема, которой на Западе уделяется огромное внимание, а в СССР, судя по всему, никакого. Целая наука о критериях принятия решений, учета и взвешивания различных факторов, как известно, просто игнорируется и наших научных и административных кругах, несмотря на то, что работы по этой тематике, переведенные на русский язык и изданные смехотворно малым тиражом, мгновенно исчезли с прилавков книжных магазинов. Среди этих групп факторов наиболее пристальное внимание в настоящее время привлекают факторы воздействия на природную среду. Это связано с тем, что энергетика как техническая отрасль народного хозяйства в отличие от других отраслей в наибольшей степени связана с использованием природных факторов (земельные территории, природная вода, атмосфера) Все эти сферы природной среды конечны и имеют перекрещивающееся многохозяйственное использование. Кроме того, за последние годы резко возросла ценность экологических факторов и сознательность общества в отношении охраны природной среды. Поскольку дальнейший прирост электрогенерирующих мощностей в указанном регионе практически целиком намечено осуществлять за счет АЭС, то за неизбежное нарастание неразрешимых проблем при осуществлении природоохранных мероприятий будет нести "ответственность" ядерная энергетика. Из публикуемых данных относительно радиационного воздействия АЭС на население можно сделать вывод, что АЭС практически безвредны для окружающей среды, ввиду отсутствия потребности в кислороде, а также ввиду того, что атмосфера не загрязняется дымовыми газами. Однако при этом не учитывается так называемый "аккумулирующий" эффект радиоактивных выбросов АЭС, то есть попросту накопление в живых организмах радиоактивной "грязи", а также радиоактивных выбросов предприятий по получению, регенерации ядерного топлива, транспортированию РАО, а также их могильников. Не учитывается также эффект воздействия на окружающую среду целого ряда высокоактивных "долгоживущих" радиоактивных нуклидов. Потребность в рассеивании сбросного тепла (ввиду меньшего КПД) у современных АЭС в 1.5 раза больше, чем у ТЭС, что требует соответствующего увеличения потребности в природной воде пли акватории водоема-охладителя. Безвозвратные потери воды на испарение по условию рассеяния сбросного тепла от конденсаторов турбин АЭС составляют 1,0 м3/сек на 1 млн. кВт электрической мощности, а необходимая в настоящее время по условиям синергизма (совместное воздействие фак-торов) акватория водоема-охладителя при АЭС должна составлять не менее 15 м2/кВт электрической мощности. Это значит, что для типовой 4-блочной АЭС мощностью 4 млн. кВт акватория пруда-охладителя должна составить не менее 60 км2. Использование градирен хотя и не требует затопления земель для пруда-охладителя, зато заметно увеличивает стоимость АЭС, а также в 1,5 раза безвозвратные потери воды на испарение. Итак, площадь водоема-охладителя АЭС мощностью 4 млн. кВт должна составлять 60 квадратных километров! С ростом мощностей АЭС будут неуклонно увеличиваться и безвозвратные потери воды, необходимой для технологических нужд станции, прежде всего для охлаждения. Как мы уже говорили, безвозвратные потери воды (при испарении) для водоемов-охладителей составляют 1,0 м3/сек при мощности энергоблока 1 млн. кВт.

2. Технико-экономические показатели технологических процессов производства энергии

Независимо от вида электростанций, технологический процесс можно характеризовать по двум параметрам: потребление ресурсов и объем производства энергии. Небольшой объем настоящей контрольной работы позволяет лишь в общих чертах охарактеризовать технико-экономические показатели этих двух сторон производства электроэнергии. Также к технико-экономическим показателям производства энергии следует отнести финансовое состояние энергетической отрасли России и тарифы реализации энергии.

В 2004 г. атомными станции России было выработано 137 млрд кВтч электроэнергии, что составило 103,2% от плана и 104,7% от выработки 2003 г. При этом средний коэффициент использования установленной мощности (КУИМ) на российских АЭС был равен 70,3% против 69,1% в 2003 г. По мнению специалистов концерна «Росэнергоатом», причина низкого КИУМ российских станций – в блоках, которые стоят в длительной реконструкции. На десяти АЭС России используется 30 энергоблоков суммарной установленной мощностью около 22242 МВт, в том числе восемь ВВЭР-1000, шесть ВВЭР-440, одиннадцать РБМК-1000, четыре ЭГП-6, а также один реактор на быстрых нейтронах. В настоящее время в плановом ремонте находятся 4 энергоблока суммарной мощностью 3452 МВт. Впервые после долгого перерыва был введен в эксплуатацию новый энергоблок – первый блок Волгодонской АЭС.

В 2004 г. на атомных станциях России не было зафиксировано ни одного нарушения, классифицируемого в пределах международной шкалы оценки ядерных событий (INES).

В последние годы доля АЭС в производстве электроэнергии в России постоянно возрастает: если в 2000 г. атомными электростанциями было выпущено всего 10,4% произведенной в России электроэнергии, то в 2004 г. – уже 15,4%. По оценкам специалистов министра РФ по атомной энергии, доля атомных станций в производстве электроэнергии в России должна удвоиться к 2015 г. и составить 30-35%. Долгосрочные государственные интересы в энергетической отрасли ориентированы на развитие электро- и теплогенерации на ядерных энергоблоках. К 2007 г. выработка на АЭС России должна возрасти на 34% и достичь 174 млрд кВтч.