Ми будемо збирати цікаві речі, які варто побачити влітку, як для розігріву перед літньою школою, так і просто для ознайомлення з навколишнім світом. Якщо ви цікавитеся ядерною енергетикою та її майбутнім, приходьте сюди час від часу.
Запуск реактора
Реактор TRIGA - це навчально-дослідницький реактор без активної зони під тиском, тому він не може виробляти електроенергію з водяної пари - все тепло передається навколишній воді. Однак це відео дозволяє побачити, як працює реактор. На відео показано запуск реактора, а на відео нижче крупним планом - рух регулюючого стрижня і нагріта вода, що рухається вгору по активній зоні.
Синє світло - це черенковське випромінювання - електрони, що рухаються швидше за швидкість світла, створюють у навколишньому середовищі (воді) ефект, схожий за принципом на вибухову хвилю надзвукового літака.
Ядерні відходи
Ядерні відходи - одна з найбільш обговорюваних проблем у цій галузі енергетики. Але не тому, що вони становлять реальний ризик за звичайних обставин, як часто думають, а, ймовірно, більше тому, що ядерна енергетика є єдиним сектором енергетики, де закони і правила вимагають моніторингу і перевірки безпеки всього паливного циклу. Це означає, що уран (або будь-яке інше ядерне паливо), що рухається від шахти до збагачувальної фабрики, звідти до атомної електростанції і, нарешті, до сховища ядерних відходів або переробного заводу, має бути точно задокументоване. Для жодного іншого енергетичного сектору не існує такої вимоги щодо верифікації.
Наприклад, використані лопаті вітряних турбін можна подрібнити і захоронити, при цьому власник турбіни не несе відповідальності за вимивання токсинів з лопатей у навколишнє середовище, а срібло, що використовується для виготовлення сонячних панелей, як правило, має невідоме походження після того, як воно покидає завод. Гори сланцевого попелу може побачити кожен, хто побував у Східній Естонії, але викиди CO2 вже дуже серйозно відчуваються по всій планеті.
В середньому для виробництва кількості енергії, яку споживає людина протягом життя, потрібно 0,5 кг ядерного палива, і приблизно стільки ж відходів, які сьогодні правильніше було б назвати "відпрацьованим паливом". Це пов'язано з тим, що переважна більшість палива, "використаного" на АЕС, може бути перероблена (як це відбувається у Франції та Японії, але не в США через законодавство) і знову використана на АЕС. Реактори-розмножувачі IV покоління також використовують "ядерні відходи" як паливо, а це означає, що сьогоднішні відходи можуть стати паливом для майбутніх атомних станцій.
Під час використання ядерного палива в ньому утворюються різні речовини, які гальмують процес поділу, і паливо втрачає частину своєї ефективності. Якщо паливо стає занадто неефективним, його необхідно замінити. Відпрацьоване паливо спочатку залишають "охолоджуватися" в басейні реактора, а потім склують у боросилікатному склі, поміщають у контейнер і зберігають у спеціальному сховищі. Залежно від того, чи буде відпрацьоване паливо використовуватися пізніше, можна зробити вибір між підземним або глибоким сховищем. На глибині кількох сотень метрів у гранітній породі відпрацьоване ядерне паливо є безпечним для людей і довкілля, доки рівень його радіоактивності не досягне природного фону.
Високоактивні відходи виробництва ядерної електроенергії в дисках з боросилікатного скла, що споживаються в середньому за життя людини.
Контейнери з відпрацьованим ядерним паливом у сучасному сховищі в Онтаріо, Канада.
Байдаркове водосховище Онкало у Фінляндії.
Малі модульні реактори - майбутнє ядерної енергетики
Протягом десятиліть атомні електростанції були для людства потужним інструментом виробництва електроенергії без викидів. Однак, оскільки атомні електростанції дещо складніші у будівництві, ніж, наприклад, вугільні, їх досі будували за принципом "чим більше, тим краще". Типовий реактор має електричну потужність близько одного гігавата і часто має кілька реакторів на одній станції. Але світ сильно змінився за останні десятиліття, так само як і економіка та енергетичний сектор.
Великі атомні електростанції виявилися занадто дорогими в сучасних умовах, а їх будівництво займає занадто багато часу, враховуючи темпи зростання попиту на енергію. Більше того, з роками вимоги до безпеки стають дедалі жорсткішими, а це означає, що велику атомну електростанцію необхідно "модернізувати" ще на етапі планування або будівництва, що для старих типів реакторів є дорогим і трудомістким процесом.
Відтоді в багатьох країнах розпочалися роботи з проектування і виробництва малих модульних реакторів. Термін "модульний реактор" означає, що його компоненти виготовляються і збираються на заводі, а не на будівельному майданчику - так само, як модульний будинок. Слово "малий", однак, означає, що електрична потужність таких реакторів не перевищує 300 МВт.
Малі модульні реактори простіше і швидше будувати, вони мають стандартизовані компоненти, а тому їх легше і дешевше обслуговувати. Оскільки реактор одразу проектується з урахуванням усіх сучасних вимог безпеки, велика увага приділяється безпеці, зокрема пасивній безпеці, яка запобігає аваріям і несправностям, спричиненим людською помилкою або зловмисними намірами. Реактор з такими параметрами безпеки не потребує великої захисної оболонки, яка у випадку великих станцій може простягатися на десятки кілометрів. Крім того, станція може почати виробляти електроенергію одразу після введення в експлуатацію першого реактора, таким чином окупивши початкові інвестиції, а згодом, за необхідності, можна буде додати більше реакторів.
Fermi Energia обрала реактори від п'яти виробників - General Electric/Hitachi, Moltex Energy, NuScale, Terrestrial Energy і Ultra Safe Nuclear Corporation - для оцінки можливості введення в експлуатацію в Естонії. Однак, перш ніж вибрати найбільш підходящу реакторну технологію, необхідно знайти відповідний майданчик для станції, розробити законодавство, оцінити необхідні вимоги безпеки, розрахувати витрати і вигоди проекту і підготувати експертів.
Радіація та ризик для людини
Вплив радіації на організм найкраще описується еквівалентною дозою, яка вимірюється в Зв. При вимірюванні дози опромінення необхідно також враховувати час, проведений під впливом радіації.
Наприклад, нормальним діапазоном природного радіаційного фону вважається 2,4 мілізіверта на рік (мЗв/рік) в середньому. Близько половини цієї дози (1,26 мЗв/рік) людина отримує від вдихуваного повітря, 0,29 мЗв/рік - від їжі, 0,48 мЗв/рік - від землі і 0,39 мЗв/рік - від космічного випромінювання. Якщо до цього додати розраховану середню дозу від рентгенівського випромінювання, комп'ютерної томографії (основне джерело антропогенної радіації - медицина, в середньому 0,6 мЗв/рік), ядерних аварій та ядерних випробувань, то загальна середня доза для пересічної людини становить 3,01 мЗв/рік. У перерахунку на години це становить 0,00034 мЗв/год або 0,34 мікрозіверта на годину (мкЗв/год).
Рівні радіації навколо нас сильно відрізняються в різних регіонах - наприклад, у Бразилії на популярному пляжі Гуарапар рівень радіації становить 90 мкЗв/год (мікрозіверт на годину), а поруч із саркофагом Чорнобильського ядерного реактора - 90 мкЗв/год (мікрозіверт на годину). більш ніж у 100 разів нижче - 0,81 мкЗв/год. Для порівняння, середній природний радіаційний потік у Фінляндії становить 0,9 мкЗв/год, в Естонії - 0,8 мкЗв/год. У літаку, що летить на висоті 10 км, радіаційний фон становить близько 5 мкЗв/год.
Таким чином, нормальним можна вважати рівень радіаційного фону близько 0,1-1 мкЗв/год на рівні землі, до якого додаються дози опромінення від авіаперельотів, медичних досліджень та інших видів людської діяльності, до 10 мкЗв/год у короткостроковій перспективі.
Більш високі радіоактивні джерела, такі як рентгенівські апарати, дають більші дози опромінення за короткий проміжок часу - наприклад, людина може отримати дозу 10-30 мЗв за одне комп'ютерне сканування або накопичити дозу 80 мЗв за 6 місяців перебування на міжнародній космічній станції.
Однак дози, які становлять ризик для здоров'я, набагато вищі і значною мірою залежать від тривалості опромінення. Наприклад, мінімальна доза, яка, як було доведено, збільшує ймовірність розвитку раку, становить 100 мЗв/рік, або 100 000 мкЗв/рік, але в радіотерапії, наприклад, для лікування раку використовуються дуже локалізовані дози, що перевищують 2000 мЗв, або 2 000 000 мкЗв/рік. Якби людина годинами піддавалася такому опроміненню, смерть була б дуже ймовірною.
Таким чином, ядерні матеріали становлять ризик для здоров'я, особливо коли вони знаходяться в безпосередній близькості протягом тривалого часу.
Натисніть на сусідні графіки, щоб переглянути їх на весь екран.
