АЭС (Атомные электростанции)

Атомные электростанции (АЭС) - это по существу тепловые электростанции, которые используют тепловую энергию ядерных реакций.

Возможность использования ядерного топлива, в основном урана ²³⁵U, в качестве источника теплоты связана с осуществлением цепной реакции деления вещества и выделением при этом огромного количества энергии. Самоподдерживающаяся и регулируемая цепная реакция деления ядер урана обеспечивается в ядерном реакторе. Ввиду эффективности деления ядер урана ²³⁵U при бомбардировке их медленными тепловыми нейтронами пока преобладают реакторы на медленных тепловых нейтронах. В качестве ядерного горючего используют обычно изотоп урана ²³⁵U, содержание которого в природном уране составляет 0,714 %; основная масса урана - изотоп ²³⁸U (99,28%). Ядерное топливо используют обычно в твердом виде. Его заключают в предохранительную оболочку. Такого рода тепловыделяющие элементы называют твэлами, их устанавливают в рабочих каналах активной зоны ректора. Тепловая энергия, выделяющиеся при реакции деления, отводится из активной зоны реактора с помощью теплоносителя, который прокачивают под давлением через каждый рабочий канал или через всю активную зону. Наиболее распространенным теплоносителем является вода, которую тщательно очищают.

Реакторы с водяным теплоносителем могут работать в водном или паровом режиме. Во втором случае пар получается непосредственно в активной зоне реактора.

В действующем реакторе имеют место интенсивные потоки нейронов, образующихся при реакции деления. Облучая вещества нейтронами внутри реактора, получают различные искусственно-радиоактивные изотопы. Другим источником радиоактивности в реакторе является осколки деления урана, большинство которых неустойчиво.

При получении радиоактивных веществ, встает проблема реализации, которая сводится к трем задачам:

1) усовершенствовать технологию с целью уменьшения образования отходов;

2) к переработке отходов для их скрепления и уменьшение опасности распространения в окружающей среде;

3) к надежной изоляции от биосферы и человека.

При работе АЭС образуется три вида радиоактивных отходов - твердые, жидкие и газообразные.

Твердыми отходами АЭС являются детали загрязненного радиоактивными веществами демонтированного оборудования, отработанные фильтры для очистки воздуха, спецодежда, мусор, отработанные ионообменные смолы и т.д. Их захоронение осуществляется в специальных траншеях, ионообменные смолы хранят в емкостях высокоактивных и низкоактивных сорбентов. Объем твердых отходов может быть значительным.

Жидкими отходами АЭС являются кубовый остаток, образующийся при выпарке высокоминерализованных трапных вод и дезактивационных растворов, дебалансные воды. Первые два вида жидких отходов хранятся в специальных хранилищах на территории АЭС и практически не оказывают воздействия на окружающую среду. Сбрасываемые АЭС дебалансные воды предварительно очищаются до такой степени, что концентрация радиоактивных загрязнений в них соответствует нормам для питьевой воды.

Выбрасываемые в атмосферу газовоздушные потоки также подвергаются тщательной очистке. В состав газообразных выбросов АЭС входят радиоактивные газы и аэрозоли. Особое место принадлежит изотопам йода, которые обладают высокой химической активностью и могут быть как газообразными, так и виде аэрозолей в зависимости от окружающих условий.

Виды альтернативной энергетики

Солнечная энергия

Энергия солнечного излучения, поступающая на земную поверхность, почти в 40 раз превышает всю энергию, потребляемую человечеством. Солнце ежесекундно дает Земле 80 тысяч млрд кВт, что в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира.

Привлекательность солнечной энергетики обусловлена неисчерпаемостью, доступностью в каждой точке нашей планеты, экологической чистотой, но солнечное излучение непостоянно во времени суток и зависит от погодных условий. Из-за этого каждая установка должна иметь либо устройство для аккумулирования энергии, либо дублирующую установку с другим источником энергии. Потенциальные ресурсы энергии Солнца в России в год оцениваются в 2300 млрд т у. т. Но при всем при этом используется ничтожная доля поступающей на Землю солнечной энергии ~ около 0,0003%.

Но, несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы, с помощью которых ее получают, содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т.д., а их производство потребляет массу других опасных веществ. Современные фотоэлементы имеют ограниченный срок службы (30-50 лет), и массовое применение поставит в ближайшее же время сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока приемлемого с экологической точки зрения решения.