Производство ядерной энергии основано на реакции между нейтронами и атомными ядрами в используемом топливе.
Когда ядро урана-235 поглощает нейтрон и распадается на два крупных энергичных осколка, или продукта деления, оно высвобождает энергию, в среднем 200 МэВ (мегаэлектронвольт).
В 1 грамме урана содержится 2,56*1021 атомное ядро с энергией деления 2,56*10 21 *200= 5,12*1023 МэВ = 8,2*1010 Дж = 0,95 МВт-сут = 22,8 МВт-ч энергии. Учитывая КПД паровой турбины, использующей 35%, 1 грамм U-235 может произвести 8 МВт-ч электроэнергии.
Для сравнения, чтобы произвести такое же количество электроэнергии, необходимо сжечь 11,5 тонн сланца и выбросить в атмосферу 5 тонн CO2.
Хорошее введение в ядерную энергетику - мини-курс в Школе наук UT. От космических лучей до атомной электростанции.
Малые модульные реакторы
На международном уровне определяются как малые модульные реакторы (ММР) с электрической мощностью менее 300 МВт.
Разработка ВМР - это развитие последних 10 лет, поскольку крупные атомные станции стали очень дорогими (более 5 млрд евро), а их строительство часто затягивается, сопровождается рядом проблем и повышением стоимости.
Строительство реактора в модулях и меньших размеров позволяет снизить общую финансовую стоимость проекта, получить более совместимую с сетью мощность, повысить безопасность строительства, а меньшие размеры реактора также дают определенные преимущества в плане безопасности.
Важнейшим этапом внедрения новой реакторной технологии в производство электроэнергии является получение лицензии на строительство, или лицензирование. Среди стран ОЭСР Соединенные Штаты в настоящее время наиболее продвинуты в процессе лицензирования строительства. Национальная комиссия по ядерной безопасности Реактор NuScale.
Большинство реакторов ВМР, включая реакторы поколения 4, находятся в процессе предварительного лицензирования (Vendor Design Review). Канадская комиссия по ядерной безопасности по. Предварительное лицензирование дает разработчику реактора уверенность в том, что технические и процедурные решения для его реактора соответствуют техническим требованиям, установленным регулирующим органом, и что нет никаких фундаментальных препятствий для дальнейшей процедуры получения лицензии на строительство на площадке.
Поскольку ядерный реактор является сложным инженерным сооружением с ожидаемым сроком службы при высоких температурах и/или давлениях в течение десятилетий, регулирующие органы требуют от разработчиков исчерпывающих данных, основанных на экспериментальных испытаниях, о работе и взаимодействии различных компонентов (трубопроводы, арматура, материалы, топливо и т.д.) и систем (тепловой контур первого контура; система аварийного отключения и т.д.), чтобы обеспечить долгосрочные проектные характеристики этих систем и безопасность всей системы при всех возможных сценариях, не вызывающих сомнений.
Ядерная регуляция
Учитывая высокую концентрацию энергии в ядерной энергетике, которая требует высокого уровня компетенции и процедур, и которая влечет за собой как потенциальное военное применение, так и риски при производстве энергии, ядерная энергетика строго регулируется на международном уровне. Международное агентство по атомной энергии и международный конвенции.
Одним из договоров, на которых основан Европейский союз, является Договор о создании Европейского сообщества по атомной энергии и ядерная энергия охватываются двумя основными директивами:
- Директива 2009/71/Евратомсоздание рамок Сообщества для обеспечения ядерной безопасности ядерных установок
- Директива 2011/70/Евратомсоздание рамок Сообщества для ответственного и безопасного обращения с отработанным топливом и радиоактивными отходами.
Атомная энергия - это низкоуглеродный и управляемый источник электроэнергии, обеспечивающий высокий уровень энергетической безопасности региона и поставляющий 53% электроэнергии, не содержащей углерода, в Европейский союз.
В ЕС насчитывается 128 ядерных реакторов (119 ГВтэ), на долю которых приходится около 25% от общего объема электроэнергии, производимой в ЕС. Атомная энергия используется в 14 странах-членах ЕС (Бельгия, Болгария, Чехия, Финляндия, Франция, Германия, Венгрия, Болгария, Нидерланды, Румыния, Словакия, Словения, Испания, Швеция и Великобритания).
Половина ядерной электроэнергии в ЕС производится только в одной стране - Франции. На 53 реактора, работающих в трех странах, не входящих в ЕС (Россия, Украина и Швейцария), приходится около 17% всей электроэнергии в остальной Европе. (Источник: WNA)
Рисунок: Атомные электростанции, действующие в Европе (2016) Источник.LINK)
Ближайшие к Эстонии действующие атомные электростанции - это 5 реакторов Ленинградской АЭС в России (70 км), через Финский залив - Ловииса с 2 реакторами (100 км), Олкилуото с 2 реакторами (250 км), Форсмарк с 3 реакторами (280 км) и Оскарсхамн с 1 реактором (330 км).
Рисунок: По соседству с Эстонией работают атомные электростанции в Финляндии, Швеции и России. Источник.LINK)