Атам мірны: фота, сімвал. Ці можа атам быць мірным? Ці ёсць будучыня ў мірнага атама?

У канцы Другой сусветнай вайны над японскімі гарадамі Хірасымай і Нагасакі былі скінутыя дзве ядзерныя бомбы. Новае зброю апынулася самым смяротным у чалавечай гісторыі. Якая рушыла ядзерная гонка паміж СССР і ЗША яшчэ больш пагоршыла страхі сусветнай супольнасці перад ядзерным фактарам. Аднак акрамя атамных боегаловак, з'явіўся і атам мірны. Пад гэтай фразай маюць на ўвазе ядзерную энергетыку.

Прынцып працы АЭС

У аснове работы любой АЭС ляжыць рэакцыя дзялення атама. Для таго каб яе выклікаць, неабходна правесці нейтронную бамбаванне ядраў ўрану-235. Драбнюткія часціцы падзяляюцца на фрагменты, пры гэтым выпрацоўваючы каласальная колькасць гама-прамянёў і цеплавой энергіі.

Мірны атам можа заставацца мірным толькі пад жорсткім кантролем, абавязковым для АЭС. Справа ў тым, што пры дзяленні ўзнікаюць нейтроны, якія спараджаюць новыя ланцуговыя рэакцыі. Бескантрольнае охватывание ядраў прыводзіць да выбуху. Менавіта гэты прынцып ляжыць у аснове спрацоўвання атамных бомбаў. На электрастанцыях жа працэс кантралюецца, а залішняя энергія накіроўваецца ў карыснае для людзей рэчышча.

Уран-235

Ядзернае паліва перад выкарыстаннем змяшчаецца ў спецыяльныя стрыжні. Яго захоўваюць у выглядзе таблетак, вырабленых з вокісу ўрану. Варта разумець, што гэта рэчыва неаднастайна. 3% такіх таблетак складаецца з ўрану-235 (пры рэакцыі дзеліцца менавіта ён), астатняя частка прыпадае на уран-238 (гэты ізатоп не дзеліцца).

Навошта трэба такія суадносіны? Каб трымаць працэс пад кантролем. Які працуе рэактар запускае рэакцыю дзялення. Па ходзе яе развіцця колькасць ўрану-235 памяншаецца. У той жа час павялічваецца аб'ём прадуктаў дзялення. Гэта ядзерныя адкіды. Яны ўяўляюць сур'ёзную небяспеку для навакольнага асяроддзя, таму павінны правільна ўтылізавацца. Ці можа атам быць мірным? Як відаць з апісанай тэхналогіі, толькі пры дакладным выкананні інструкцый і правілаў вытворчага працэсу.

перадумовы з'яўлення

Ядзерная (атамная) энергетыка зарадзілася ў сярэдзіне XX стагоддзя. З тых часоў у свеце былі пабудаваныя сотні АЭС (сёння працуе 442). Мірны атам забяспечвае больш за палову энергіі, неабходнай Францыі, Польшчы, Літве, Славакіі, Швецыі і Паўднёвай Карэі. У Заходняй Еўропе АЭС выпрацоўваюць каля траціны электрычнасці.

Пачалося ўсё ў 1939 годзе, калі ў Германіі было адкрыта дзяленне ядраў ўрану. Даследаваннямі немцаў вельмі зацікавіліся ў СССР. Навукоўцам адразу стала ясна, што толькі што адкрыты працэс дазваляе вырабляць гіганцкія аб'ёмы энергіі. Калі б спецыялістам удалося навучыцца кантраляваць складаныя рэакцыі, гэта дазволіла б вырашыць мноства эканамічных праблем. Першыя савецкія даследаванні, звязаныя з мірным атамам, прайшлі ў Рыяна (радыевай інстытуце Акадэміі навук) пад кіраўніцтвам выдатнага фізіка Ігара Курчатава.

ядзерная гонка

Праца савецкіх навукоўцаў тармазілася з-за адсутнасці ў СССР уласных запасаў ўрану. Акрамя таго, у 1941 годзе пачалася Вялікая Айчынная вайна, і пра рэвалюцыйныя адкрыццях прыйшлося на час забыцца. На гэтым фоне парадак дня перахапілі ў Вялікабрытаніі, ЗША і Германіі. Парадокс заключаецца ў тым, што ядзерная энергетыка з'явілася як адгалінаванне мілітарысцкай праекта. Зразумела, што ваявалі краіны ў першую чаргу спрабавалі атрымаць самае магутная зброя, а ўжо затым думалі пра мірныя спосабы выкарыстання сваіх адкрыццяў.

Першы эксперыментальны атамны рэактар быў запушчаны ў ЗША ў снежні 1942-га года. Кіраўніком праекта з'яўляўся італьянскі навуковец Энрыка Фермі. У СССР першы рэактар з'явіўся ў канцы 1946-га года ў Інстытуце атамнай энергіі. Да гэтага часу ўжо адбыліся амерыканскія бамбардзіроўкі Хірасімы і Нагасакі. У СССР атамную бомбу стварылі ў 1949 годзе, а вадародную - у 1953 годзе. Вайна ўжо скончылася, і навукоўцы пачалі рыхтаваць ядзерны рэактар для працы на народную гаспадарку Савецкага Саюза.

будаўніцтва АЭС

Першая атамная электрастанцыя ў свеце была запушчана Летам 1954-га года. Ёю аказалася Обнінск АЭС, размешчаная ў Калужскай вобласці. У ЗША з невялікім спазненнем таксама пачалі рэалізоўваць энергетычны атамны праект. У 1956 году амерыканцам ўпершыню атрымалася з дапамогай рэактара атрымаць электрычнасць. Паступова ў двух звышдзяржавы засноўваліся ўсё новыя АЭС. Кожная з іх біла чарговы рэкорд магутнасці.

Пік развіцця атамнай энергетыкі прыйшоўся на другую палову 1960-х гг. Потым колькасьць будоўляў АЭС стала змяншацца. У ЗША ў Кангрэсе і навуковай супольнасці пачалася дыскусія аб праблемах, звязаных з бяспекай мірнага атама. Тым не менш да 1986 году выпрацоўка электрычнасці на АЭС дасягнула адзнакі ў 15% ад аб'ёму, выраблянага звычайнымі электрастанцыямі.

Сімвал атамнай энергетыкі

У 1958 годзе ў Брусэлі, дзе праходзіла чарговая Сусветная выстава, адкрыўся Атоміум. Над канцэпцыяй канструкцыі працаваў архітэктар Андрэ Ватеркейнер. Атоміум выглядае як павялічаная крышталічная рашотка жалеза: дзевяць атамаў, аб'яднаных паміж сабой. Вага канструкцыі - 2400 тон, а вышыня роўная 102 метрам. Наведвальнікі могуць патрапіць у шэсць з дзевяці сфер. Гэтыя мадэлі атамаў, павялічаныя ў сотні мільярдаў разоў, злучаныя адзін з адным дваццаццю 23-метровымі трубамі. Унутры іх знаходзяцца калідоры і эскалатары.

Фота «мірнага атаму», які з'явіўся ў Брусэлі ў самы разгар атамнай эпохі, хутка абляцелі свет, а Атоміум стаў сімвалам ўсёй ядзернай энергетыкі і ідэі аб тым, што рэвалюцыйныя навуковыя адкрыцці трэба выкарыстоўваць на карысць чалавецтва, а не для войн і разбурэнняў. Бельгійская славутасць згадваецца ў рамане знакамітых савецкіх фантастаў братоў Стругацкіх «Панядзелак пачынаецца ў суботу». Сімвал мірнага атама фігуруе на мностве малюнкаў, а таксама на эмблемах, прысвечаных атамнай энергетыцы.

экалагічны фактар

Праблема экалагічнага забруджвання радыеактыўнымі адходамі з кожным годам становіцца ўсё больш актуальнай. Да прыкладу, у сучаснай Расеі мірным атамам займаецца персанал 10 АЭС. Усе гэтыя прадпрыемствы маюць патрэбу ў асаблівым увазе эколагаў і дзяржаўных ведамстваў.

У Еўрапейскім Саюзе кожны год запасіцца 50 тысяч кубаметраў радыеактыўных адходаў. Ключавая праблема заключаецца ў тым, што падобны смецце застаецца небяспечным на працягу тысяч гадоў (да прыкладу, перыяд распаду плутонію-239 складае 24 тысячы гадоў).

утылізацыя адходаў

Сёння існуе некалькі канцэпцый аб тым, як лепш за ўсё пазбавіцца ад радыеактыўных адходаў. Першая ідэя заключаецца ў стварэнні могільнікаў, якія знаходзяцца на дне Сусветнага акіяна. Гэта даволі складана які рэалізуецца спосаб. Кантэйнеры павінны знаходзіцца на значнай глыбіні, акрамя таго, іх можа пашкодзіць марская плынь.

Другая ідэя разглядаецца ў НАСА, дзе прапануюць адпраўляць ядзерныя адкіды ў адкрыты космас. Такі спосаб бяспечны для Зямлі, але багаты празмернымі выдаткамі. Ёсць і іншыя ідэі: вывозіць адходы на незаселеныя выспы або хаваць іх у льдах Антарктыды. Самым жа прымальным сёння лічыцца варыянт будаўніцтва могільнікаў ў скальных падземных пародах. Даследаванні, звязаныя з гэтай ідэяй, працягваюць праводзіцца ў Германіі і Швейцарыі.

ўрок Чарнобыля

Доўгі час атамная энергетыка лічылася безальтэрнатыўнай. На працягу некалькіх дзесяцігоддзяў мірны атам у СССР і іншых краінах працягваў сваю эканамічную экспансію. Аднак у 1986 годзе ў Чарнобылі адбылася трагедыя, якая прымусіла чалавецтва пераасэнсаваць сваё стаўленне да АЭС. На станцыі побач з Прыпяццю адбыўся выбух, наступствам якога стала разбурэнне рэактара і выкід у навакольнае асяроддзе значнай колькасці небяспечных для здароўя радыеактыўных рэчываў.

Знакаміты савецкі лозунг «Мірны атам у кожны дом» апынуўся скампраметаваная. У першыя месяцы пасля аварыі загінула 30 чалавек. Аднак сапраўдныя наступствы апраменьвання адбіліся пазней. На працягу наступных гадоў у пакутах ад страшнай хваробы памерлі яшчэ дзесяткі людзей. Тысячы грамадзян СССР апынуліся ў зоне заражэння. Значныя тэрыторыі Беларусі, Украіны і Расіі сталі непрыдатнымі для сельскай гаспадаркі. Аварыя на ЧАЭС прывяла да ўспышкі грамадскай фобіі ў адносінах да атамнай энергетыкі. Пасля той трагедыі былі закрыты многія станцыі па ўсім свеце.

Хоць за 30 гадоў меры бяспекі на падобных прадпрыемствах прыкметна палепшыліся, тэарэтычна трагедыя, падобная на чарнобыльскую, можа паўтарыцца зноў. Здараліся аварыі і да, і пасля ЧАЭС: ў 1957 годзе - у Вялікабрытаніі (Уиндскейл), у 1979 годзе - у ЗША (Тры-Майл-Айленд), у 2011 годзе - у Японіі (Фукусіма). Сёння ў МАГАТЭ сабраны звесткі больш чым пра 1000 пазаштатных сітуацый на станцыях. Прычыны аварый: чалавечы фактар (80% выпадкаў), радзей - канструктарскія недахопы. На Фукусіме ў Японіі надзвычайная сітуацыя адбылася з-за магутнага землятрусу і які рушыў за ім цунамі.

Перспектывы ядзернай энергетыкі

Пытанне аб тым, ці ёсць будучыня ў мірнага атама, з эканамічнага пункту гледжання складзены і выклікае мноства спрэчак спецыялістаў. З-за вялікай колькасці супярэчлівых фактараў яго будучыню загадкава ў туманна. Апошнія прагнозы, якія выпускае Міжнароднае энергетычнае агенцтва, кажуць пра тое, што пры захаванні сённяшніх тэндэнцый доля электраэнергіі, што вырабляецца на АЭС, да 2030 годзе знізіцца з 15% да 9%.

Да нядаўняга часу атамная энергетыка карысталася попытам у тым ліку і з-за высокіх коштаў на нафту. Аднак ў 2014 годзе яны рэзка ўпалі. Такім чынам, з'явілася яшчэ адна патаннелых альтэрнатыва АЭС. Важна і тое, што атам мірны забяспечвае людзей толькі электраэнергіяй (гэта значыць нават пры паўсюдным ужыванні не можа цалкам пазбавіць грамадства ад энергетычнай залежнасці).

Нафту або электрычнасць?

Нафту, нягледзячы ні на што, важная для прамысловасці і транспарту. Каля 40% энергіі, якую спажываюць ЗША, забяспечваецца гэтым рэсурсам. Ад залежнасці ад нафты не змаглі пазбавіцца Японія і Францыя (хоць яны актыўна выкарыстоўваюць АЭС). Так ці ёсць будучыня ў мірнага атама ці ён асуджаны заставацца ў цені "чорнага золата"? Згаданыя тэндэнцыі кажуць аб тым, што АЭС могуць апынуцца ў мінулым. Аднак некаторыя нядаўнія падзеі далі атамнай энергетыцы новы шанец.

Гаворка ідзе пра з'яўленне аўтамабіляў, што працуюць не на бензіне, а на электрычнасці. Сёння такі транспарт ўсё больш заваёўвае рынкі ЗША і Еўропы. Праз некалькі дзесяцігоддзяў электрамабілі стануць нормай. Менавіта ў гэты момант на выручку сусветнай эканоміцы можа зноў прыйсці атам мірны. АЭС у сілах вырашыць праблему ўсе нарастаючым патрэбы розных краін у электрычнасці.

тэрмаядзерная энергетыка

Ёсць яшчэ адна перспектыва, пры якой атам мірны можа здзейсніць эканамічны трыумф. Адной з найважнейшых праблем, звязаных з эксплуатацыяй АЭС, з'яўляецца экалагічная бяспека. Пытанне аб складанасці сховішча радыяцыйных адходаў і адпрацаванага паліва спарадзіў ідэю аб перафарматаванне атамных рэактараў ў новыя атамна-тэрмаядзерныя. Такія прадпрыемствы будуць зусім бяспечныя для навакольнага асяроддзя. Але перш чым гэтая тэхналогія мірнага атама будзе ўкаранёна ў вытворчасць, спецыялістам прыйдзецца прарабіць значны шлях.

Сёння над тэрмаядзерным праектам ужо працуюць каманды з 33 краін свету. Глабальнасць задумы з тэрмаядзерным палівам абумоўліваецца мноствам яго пераваг. Яно не толькі бяспечна з пункту гледжання экалогіі, але і невычэрпна. Неабходны навукоўцам рэсурс - дэйтэрый, які атрымліваюць з Сусветнага акіяна. Галоўнае тэхналагічнае адрозненне тэрмаядзернай станцыі ад АЭС заключаецца ў тым, што на новых прадпрыемствах будзе адбывацца ядзерны сінтэз (на ранейшых АЭС ажыццяўляецца расшчапленне ядра). Магчыма, менавіта ў гэтай тэхналогіі заключаецца будучыню мірнага атама.