Реферат: Проблемы развития атомной энергетики

Белорусский государственный университет

Факультет международных отношений

Кафедра международного туризмаКурсовая работа на темуПроблемы развития атомной энергетикипо курсу « Социально-экономическая география зарубежных стран»

Выполнила: Войтюк Т.Ю.

7 группа, 1 курс

Руководитель: доцент

 Аношко Я.И.

Минск 2002Содержание

Введение___________________________________________________3

Глава 1 Общиесведения об атомной энергетике__________________5

1.1 Особенности атомнойэнергетики______________________5

1.2 Ресурсы атомнойэнергетики__________________________6

Глава 2Проблемы и перспективы развития атомной энергетики____10

2.1 Развитие атомнойпромышленности____________________10

2.2 Проблемы развитияэнергетики________________________10

2.3 Проблемы безопасности______________________________12

2.4 Перспективы  развитияатомной энергетики_____________12

2.5 Экономика атомнойэнергетики_______________________14

2.6 Отказаться от атомнойэнергетики?____________________14

Глава 3Альтернативная энергетика. Теория и реальность_________16

3.1 Солнечнаяэнергия__________________________________16

3.2 Энергияветра______________________________________16

3.3 Гидроэнергия______________________________________17

3.4 Энергия приливов иотливов_________________________18

3.5 Энергияволн______________________________________19

3.6 Геотермальнаяэнергия______________________________20

3.7 Гидротермальнаяэнергия____________________________20

Заключение________________________________________________22

Списокиспользуемой литературы_____________________________24

«АТОМНАЯЭНЕРГЕТИКА — ПЕРСПЕКТИВНАЯ ОТРАСЛЬ.
В ней экология и экономика идут рука об руку.»
Роберт Нигматулин.

Введение

 

В конце тысячелетия, когда общество все дальшепродвигается по пути техногенного развития, развиваются уже существующие изарождаются новые производственные отрасли, когда «высокие технологии» вошлипрактически в каждый современный дом и многие люди не могут представить жизнибез них, мы более отчетливо видим неограниченность человеческих потребностей.Чем больше человечество создает, тем  больше оно потребляет, в том числе такойважный ресурс, как энергия.

Человечество с древних времен искало новые источникиэнергии. К середине XX столетия были освоены почти все ее природные источники,причем использование их в промышленных масштабах привело к значительномузагрязнению отходами производства окружающей среды, особенно в крупных,промышленно развитых городах.

Опыт прошлого свидетельствует, что проходит не менее80 лет, прежде чем одни основные источники энергии заменяются другими — деревозаменил уголь, уголь — нефть, нефть — газ, химические виды топлива заменилаатомная энергетика. История овладения атомной энергией — от первых опытныхэкспериментов — насчитывает около 60 лет, когда в 1939г. была открыта реакцияделения урана.

Овладение  ядерной энергией – величайшее, ни с чем несоизмеримое достижение науки и техники XX в. Высвобождение внутриядернойэнергии атома, проникновение в природные кладовые тайн вещества, атомапревосходит все, что когда-либо ранее удавалось сделать людям. Новый источникэнергии огромной мощности сулил неоценимые богатейшие возможности.

Для открытия такого вида энергии, как внутриядернаяэнергия атома, понадобились долгие годы упорной и самоотверженной работы ученыхмногих поколений и разных стран.

Высвобождение внутриядерной энергии атома потребовалотакого уровня развития науки, такого научно-технического оборудования, такойаппаратуры, химических материалов, такой высокой культуры и техникипроизводства, которые смогли сложиться в мире только к середине XX столетия.Однако человечество должно было пройти долгий путь поисков, преодолетьмножество препятствий, опровергнуть прежние представления о природе вещей.

В настоящее время с каждымгодом антропогенное воздействие на окружающую среду становится все болеезначительным и представляет угрозу благополучному существованию всегочеловечества. Опасности, связанные с техногенными процессами, все чаще вызываютглубокие опасения за будущее нашей планеты. В этой связи одной из основныхзадач является подготовка высококвалифицированных  специалистов с цельюобеспечения безопасности индустрии и энергетики в частности, а такжепредотвращения серъездных аварий и разрушительных экологических катастроф.

В данной работе также рассматриваютсяальтернативные источники энергии. Именно их повсеместное внедрение можетпредотвратить экологическую катастрофу.

Внимательно изучив тенденции развитияальтернативных источников энергии можно придти к выводу, что никакие финансовыевложения не могут конкурировать с экологической их ценностью. На данный моментэнергия ветра, волн, приливов и отливов, гидроэнергия, геотермальная- игидротермальная энергии, а также солнечная энергия являются самыми экологическичистыми. Хотя они и не могут конкурировать с тепловой, а тем более с атомной энергией,их вклад в мировой процент добычи энергии заметен, и, тем более, очень важен.

Глава 1. Общиесведения об атомной энергетике

 

1.1. Особенности атомной энергетики

Энергия — это основа основ. Все блага цивилизации, всематериальные сферы деятельности человека — от стирки белья до исследования Луныи Марса — требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше.

 На сегодняшний день энергия атома широко используетсяво многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводныекорабли с ядерными энергетическими установками. С помощью мирного атомаосуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии,сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса нашли радиоактивные изотопы.

Значение атомных электростанций в энергобалансе любойстраны трудно переоценить. Гидроэнергетика требует создания крупныхводохранилищ, под которые затапливаются большие площади плодородных земель.Вода в них застаивается и теряет свое качество, что, в свою очередь, обостряетпроблемы водоснабжения, рыбного хозяйства и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степениспособствуют разрушению биосферы и природной среды Земли. Они ужеизрасходовали  десятки тонн органического топлива (угля). Для его добычи всельском хозяйстве и других сферах экономики изымаются огромные земельныеплощади. В местах открытой добычи угля образуются «лунные ландшафты», аповышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса ввоздух десятков миллионов тонн SO2. Тепловые энергетические установки во всем мире выбрасывают в атмосферу за годдо 250 млн тонн золы и около 60 млн тонн сернистого ангидрида.

Атомные электростанции (АЭС) –это третий «кит» всистеме современной мировой энергетики. Техническая обеспеченность АЭС,бесспорно, являются крупнейшим достижением научно-технического прогресса (НТП).В случае их безаварийной работы не производится практически никакогозагрязнения окружающей среды, кроме теплового. Правда в результате работы АЭС(и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные отходы,представляющие потенциальную опасность для всего живого. Обнадеживает тот факт,что объем радиоактивных отходов довольно мал, они весьма компактны, и их можнохранить в таких условиях, которые гарантируют отсутствие утечки. АЭС многоэкономичнее обычных тепловых электростанций, а, самое главное, при ихправильной  эксплуатации – это чистые источники энергии.

В 1990 году атомными электростанциями мирапроизводилось 16% всей электроэнергии. Такие электростанции pаботали в 31стpане и стpоились еще в 6 стpанах. Ядерный сектор энергетики наиболеезначителен во Фpанции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгаpии и Швейцаpии, т.е. втех промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоpесуpсов.Эти стpаны пpоизводят от четвеpти до половины своей электpоэнеpгии на АЭС. СШАпpоизводят на АЭС только восьмую часть своей электpоэнеpгии, но это составляетоколо одной пятой ее миpового пpоизводства.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересахэкономики, нельзя забывать и о безопасности и здоровье людей, так как ошибкимогут привести к катастрофическим последствиям.Всего с момента началаэксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов иаварий различной степени сложности. Наиболее характерные из них: в 1957 г. – вУиндскейле (Англия), в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США),  в 1961 г. –  в Айдахо-Фолсе  (США), в 1979 г. – на АЭС Три-Майл-Айленд (США), в 1986 г. – наЧернобыльской АЭС ( бывший СССР, сейчас Украина) [5; стр. 15].

Атомная энергетика попрежнему остается предметомострых дебатов. Сторонники и противники атомной энергетики резко расходятся воценках ее безопасности, надежности и экономической эффективности. Кроме того,широко pаспpостpанено мнение о возможной утечке ядерного топлива из сферывыработки электpоэнеpгии и его использовании для создания ядерного оружия.

1.2. Ресурсы атомной энергетики

Естественным и немаловажным представляется вопрос оресурсах самого ядерного топлива. Достаточны ли его запасы, чтобы обеспечитьширокое развитие ядерной энергетики? По оценочным данным, на всем земном шаре вместорождениях, пригодных для разработки, имеется несколько миллионов тоннурана.Это довольно много, но необходимо также учитывать, что в получивших внастоящее время широкое распространение АЭС с реакторами на тепловых нейтронахлишь очень небольшая часть урана (около 1%) используется для выработки энергии.Поэтому при специализации только на реакторах с тепловыми нейтронами, ядернаяэнергетика по соотношению ресурсов не так уж много может добавить к обычнойэнергетике — всего лишь около 10%. Глобального решения надвигающейся проблемыэнергетического голода не получается.

Совсем иные перспективы появляются в случае примененияАЭС с реакторами на быстрых нейтронах, в которых используются практически весьдобываемый уран. Это означает, что объем потенциальных ресурсов ядернойэнергетики с реакторами на быстрых нейтронах примерно в 10 раз больше чем в традиционной (на органическом топливе). Более того, при полном использованииурана становится рентабельной его добыча в месторождениях с малой егоконцентрацией. А это в конечном счете означает практически неограниченное (посовременным масштабам) расширение потенциальных сырьевых ресурсов ядернойэнергетики.

Итак, применение реакторов на быстрых нейтронахзначительно расширяет топливную базу ядерной энергетики. Однако можетвозникнуть вопрос: если реакторы на быстрых нейтронах так хороши, и существеннопревосходят реакторы на тепловых нейтронах по эффективности использования урана,то почему последние вообще строятся? Почему бы с самого начала не развиватьядерную энергетику на основе реакторов на быстрых нейтронах? Прежде всего,следует сказать, что на первом этапе развития ядерной энергетики, когдасуммарная мощность АЭС была мала и ресурсов было достаточно, вопрос об ихвоспроизводстве не стоял так остро. Поэтому основное преимущество реакторов набыстрых нейтронах — большой коэффициент воспроизводства — еще не являлсярешающим.

 В то же время вначале реакторы на быстрых нейтронахоказались не готовыми к внедрению. Дело в том, что при своей кажущейсяотносительной простоте (отсутствие замедлителя) они технически более сложны,чем реакторы на тепловых нейтронах. Для их создания необходимо было решить рядсерьезных проблем, что потребовало продолжительного времени. Эти проблемысвязаны в основном с особенностями использования ядерного топлива, которые, каки способность к воспроизводству, по-разному проявляются в реакторах различноготипа. Однако в отличие от последней эти особенности сказываются болееблагоприятно в реакторах на тепловых нейтронах.

Первая из этих особенностей заключается в том, чтоядерное топливо не может быть израсходовано в реакторе полностью, какрасходуется обычное химическое топливо. Последнее, как правило, сжигается втопке до конца. Возможность протекания химической реакции практически независит от количества вступающего в реакцию вещества. Цепной ядерной реакциейне происходит, если количество топлива в реакторе меньше определенногозначения, называемого критической массой.

Уран (плутоний) в количестве, составляющем критическуюмассу, не является топливом в собственном смысле этого слова. Он на время какбы превращается в некоторое инертное вещество наподобие железа или другихконструкционных материалов, находящихся в реакторе. Выгорать может лишь тачасть топлива, которая загружается в реактор сверх критической массы. Такимобразом, ядерное топливо в количестве, равном критической массе, служитсвоеобразным катализатором процесса, обеспечивает возможность протеканияреакции, не участвуя в ней.

Естественно, что топливо в количестве, составляющемкритическую массу, физически неотделимо в реакторе от выгорающего топлива. Втепловыделяющихся элементах, загружаемых в реактор, с самого начала помещаетсятопливо, как для создания критической массы, так и для выгорания. Значениекритической массы неодинаково для различных реакторов и в общем случаеотносительно велико.

Так, для серийного отечественного энергетическогоблока с реактором на тепловых нейтронах ВВЭР-440 (водо-водяной энергетическийреактор мощностью 440 МВт) критическая масса уран-235 составляет 700 кг. Этосоответствует 2 млн тонн угля. Иными словами, применительно к электростанции наугле той же мощности это означает обязательное наличие при ней такого довольнозначительного количества неприкосновенного запаса угля. Ни один киллограмм изэтого запаса не расходуется и не может быть израсходован, однако без негоэлектростанция работать не может.

Наличие такого крупного количества«замороженного» топлива, хотя и сказывается отрицательно наэкономических показателях, но в силу реально сложившегося соотношения затратдля реакторов на тепловых нейтронах оказывается не слишком обременительным. Вслучае же реакторов на быстрых нейтронах с этим приходится считаться болеесерьезно.

Реакторы на быстрых нейтронах обладают существеннобольшей критической массой по сравнению с реакторами на тепловых нейтронах (призаданных размерах реактора). Это объясняется тем, что быстрые нейтроны привзаимодействии со средой оказываются более «инертными», чем тепловые.В частности, вероятность вызвать деление атома топлива (на единицы длины пути)для них в сотни раз меньше, чем для тепловых. Для того, чтобы быстрые нейтроныне вылетали без взаимодействия за пределы реактора и не терялись, их«инертность» необходимо компенсировать увеличением количествазакладываемого топлива с соответствующим возрастанием критической массы.

Чтобы реакторы на быстрых нейтронах не проигрывали  посравнению с реакторами на тепловых нейтронах, необходимо повышать мощность,развиваемую при заданных размерах реактора. В таком случае количество«замороженного» топлива на единицу мощности будет уменьшаться.Достижение высокой плотности тепловыделения в реакторе на быстрых нейтронах иявилось главной задачей новых электростанций.

Следует заметить, что сама по себе мощностьнепосредственно не связана с количеством топлива, находящегося в реакторе. Еслиэто количество превышает критическую массу, то в нем засчет созданнойнестационарности цепной реакции можно развить любую требуемую мощность. Вопросзаключается в том, чтобы обеспечить достаточно интенсивный теплоотвод изреактора. Речь идет именно о повышении плотности тепловыделения, ибоувеличение, например, размеров реактора, способствующее увеличению теплоотвода,неизбежно влечет за собой и увеличение критической массы, т.е. не решаетзадачи.

 Положение осложняется еще и тем, что для теплоотводаиз реактора на быстрых нейтронах такой привычный и хорошо освоенныйтеплоноситель, как обычная вода, не подходит в силу своих ядерных свойств. Она,как известно, замедляет нейтроны и, следовательно, понижает коэффициентвоспроизводства. Газовые теплоносители (гелий и другие) обладают в данномслучае приемлемыми ядерными параметрами. Однако требования интенсивного теплоотводаприводят к необходимости использовать газ при высоких давлениях (примерно 1,5×107 Па), что вызывает соответствующиетехнические трудности.

В качестве теплоносителя для теплоотвода из реакторовна быстрых нейтронах был выбран обладающий прекрасными теплофизическими иядерно-физическими свойствами расплавленный натрий. Он позволил решитьпоставленную задачу достижения высокой плотности тепловыделения.

Следует указать, что в свое время выбор«экзотического» натрия казался очень смелым решением. Не былоникакого не только промышленного, но и лабораторного опыта его использования вкачестве теплоносителя. Вызывала серъезные опасения высокая химическаяактивность натрия при взаимодействии с водой, а также с кислородом воздуха,которая, как представлялось, могла весьма неблагоприятно проявиться в аварийныхситуациях.

Потребовалось проведение большого комплексанаучно-технических исследований и разработок, сооружение стендов и специальныхэкспериментальных реакторов на быстрых нейтронах, для того, чтобы убедиться вхороших технологических и эксплутационных свойствах натриевого теплоносителя.Как было при этом показано, необходимая высокая степень безопасностиобеспечивается следующими мерами: во-первых, тщательностью изготовления иконтроля качества всего оборудования, соприкасающегося с натрием; во-вторых,созданием дополнительных страховочных кожухов на случай аварийной протечкинатрия; в-третьих, использованием чувствительных индикаторов течи, позволяющихдостаточно быстро регистрировать начало аварии и принимать меры к ееограничению и ликвидации.

Кроме обязательного существования критической массыесть еще одна характерная особенность использования ядерного топлива, связаннаяс теми физическими условиями, в которых оно находится в реакторе. Под действиеминтенсивного ядерного излучения, высокой температуры и, в особенности, врезультате накопления продуктов деления происходит постепенное ухудшениефизико-математических, а также ядерно-физических свойств топливной композиции(смеси топлива и сырья). Топливо, образующее критическую массу, становитсянепригодным для дальнейшего использования. Его приходится периодическиизвлекать из реактора и заменять свежим. Извлеченное топливо для восстановленияпервоначальных свойств должно подвергаться регенерации. В общем случае — этотрудоемкий, длительный и дорогостоящий процесс.

Для реакторов на тепловых нейтронах содержание топливав топливной композиции относительно небольшое — всего несколько процентов. Дляреакторов на быстрых нейтронах соответствующая концентрация топлива значительновыше. Частично это связано с уже отмеченной необходимостью увеличенияколичество топлива вообще в реакторе на быстрых нейтронах для созданиякритической массы в заданном объеме. Главное же заключается в том, чтоотношение вероятностей вызвать деление атома топлива или быть захваченным ватоме сырья различно для разных нейтронов. Для быстрых нейтронов оно внесколько раз меньше, чем для тепловых, и, следовательно, содержание топлива втопливной композиции реакторов на быстрых нейтронах должно быть больше. Иначеслишком много нейтронов будет поглощаться атомами сырья и стационарная цепнаяреакция деления в топливе окажется невозможной. Причем при одинаковомнакоплении продуктов деления в реакторе на быстрых нейтронах выгорает внесколько раз меньшая доля заложенного топлива, чем в реакторах на тепловыхнейтронах. Это приводит к необходимости увеличить регенерацию ядерного топливав реакторах на быстрых нейтронах. В экономическом отношении это даст заметныйпроигрыш.

Но кроме совершенствования самого реактора передучеными все время встают вопросы об улучшении системы безопасности на АЭС, атакже изучении возможных способов переработки радиоактивных отходов,преобразовании их в безопасные вещества. Речь идет о методах превращениястронция и цезия, имеющих большой период полураспада, в безвредные элементыпутем бомбардировки их нейтронами или химическими способами.  Теоретически этовозможно, но при современном уровне развития технологии это экономическинецелесообразно. Хотя, возможно, уже в ближайшем будущем будут полученыреальные результаты этих исследований, в результате которых атомная энергиястанет не только самым дешевым видом энергии, но и действительно экологическичистым[7; стр. 60-75].

Глава 2. Проблемы и перспективы развития атомной энергетики

 

2.1. Развитие атомной промышленности

 

 Послевтоpой мировой войны мировая электроэнергетика стала крупнейшим инвестиций. Этобыло вызвано быстрым ростом спроса на электроэнергию, по темпам значительнопревосходившим рост населения и национального дохода. Основной упор делался натепловые электростанции (ТЭС), работающие на угле и, в меньшей степени, нанефти и газе, а также на гидроэлектростанции. До 1969 года АЭС промышленноготипа не существовало. К 1973 практически во всех промышленно развитых странахоказались исчерпанными ресурсы крупномасштабной гидроэнергетики. Скачок цен наэнергоносители после 1973, быстрый рост потребности в электроэнергии, а такжерастущая озабоченность возможностью утраты независимости национальнойэнергетики – все это способствовало утверждению взгляда на атомную энергетикукак на единственный реальный альтернативный источник энергии. Эмбаpго наарабскую нефть 1973–1974гг породило дополнительную волну заказов иоптимистических прогнозов развития атомной энергетики.

Но каждый следующий год вносил свои коррективы в этипрогнозы. С одной стороны, атомная энергетика имела своих сторонников вправительствах, в урановой промышленности, исследовательских лабораториях исреди влиятельных энергетических компаний. С другой стороны, возникла сильнаяоппозиция, в которой объединились группы, защищающие интересы населения,чистоту окружающей среды и права потребителей. Споры, которые продолжаются и посей день, сосредоточились главным образом вокруг вопросов вредного влияния различныхэтапов топливного цикла на окружающую среду, вероятности аварий реакторов и ихвозможных последствий, организации строительства и эксплуатации реакторов,приемлемых вариантов захоронения ядерных отходов, потенциальной возможностисаботажа и нападения террористов на АЭС, а также вопросов увеличениянациональных и международных усилий в области нераспространения ядерного оружия[3; стр.178-182].

2.2. Проблемы развития энергетики

Развитие индустриального общества опирается напостоянно растущий уровень производства и потребления различных видов энергии.

Как известно, в основе производства тепловой иэлектрической энергии лежит процесс сжигания ископаемых энергоресурсов – угла,нефти или газа, а в атомной энергетике — деление ядер атомов урана и плутонияпри поглощении нейтронов.

Масштаб добычи и расходования энергоресурсов,металлов,  воды и  воздуха для производства необходимого человечествуколичества энергии огромен, а запасы ресурсов стремительно сокращаются.Особенно остро стоит проблема быстрого исчерпания запасов органическихприродных энергоресурсов.

Мировые запасы энергоресурсов оцениваются величиной355 Q, где Q — единица тепловой энергии, равная Q=2,521017 ккал = 36109тонн условного топлива /т.у.т./, топлива с калорийностью 7000 ккал/кг, так чтозапасы энергоресурсов составляют 12,81012т.у.т.

Из этого количества примерно одня треть (чтосоставляет ~ 4,31012 т.у.т.) может быть извлечена с использованиемсовременной техники при умеренной стоимости топливодобычи. С другой стороны,современные потребности в энергоносителях составляют 1,11010т.у.т./год и растут со скоростью 3-4% в год, то есть удваиваются каждые 20 лет.

Не составляет никакого труда догадаться, чтоорганические ископаемые ресурсы, даже при вероятном замедлении темпов ростаэнергопотребления, будут в значительной мере израсходованы в самом ближайшембудущем.

Отметим также, что при сжигании ископаемых углей инефти, обладающих сернистостью около 2,5 %, ежегодно образуется до 400 млн тоннсернистого газа и окислов азота, что составляет 70 кг вредных веществ накаждого жителя Земли в год.

Использование энергии атомного ядра и развитие атомнойэнергетики частично снимает остроту этой проблемы. Действительно, открытиеделения тяжелых ядер при захвате нейтронов, сделавшее CC век атомным, стало существенным складом к запасам энергетическогоископаемого топлива. Запасы урана в земной коре оцениваются огромной цифрой — 1014 тонн. Однако основная масса этого богатства находится в рассеяномсостоянии — в гранитах, базальтах. В водах мирового океана количество уранадостигает 4109 тонн. В тоже время богатых месторождений урана, гдедобыча была бы недорога, известно сравнительно немного. Поэтому массу ресурсовурана, которую можно добыть при современной технологии и при умеренных ценах,оценивают в 108 тонн. Ежегодные потребности в уране составляют, по современнымоценкам, 104 тонны естественного урана. Так что эти запасы позволяют, каксказал академик А.П.Александров, «убрать Дамоклов меч топливнойнедостаточности практически на неограниченное время»[4; стр.216].

Другая важная проблема современного индустриальногообщества — обеспечение сохранности природы, чистоты воды и воздуха.

Известна озабоченность ученых по поводу«парникового эффекта», возникающего из-за выбросов углекислого газапри сжигании органического топлива, и соответствующего глобального потепленияклимата на нашей планете. Проблемы загазованности воздушного бассейна,«кислых» дождей, отравления рек приблизились во многих районах ккритической черте.

Атомная энергетика не потребляет кислорода и имеетничтожное количество выбросов при нормальной эксплуатации, что позволяетустранить возможность возникновения парникового эффекта с тяжелымиэкологическими последствиями глобального потепления.

Чрезвычайно важнымобстоятельством является тот факт, что атомная энергетика доказала своюэкономическую эффективность практически во всех районах земного шара. Крометого, даже при большом масштабе энергопроизводства на АЭС, атомная энергетикане создаст особых транспортных проблем, поскольку требует минимальныхтранспортных расходов, что освобождает общество от бремени постоянных перевозокогромных количеств органического топлива [10; стр. 248-253].

2.3. Проблемы безопасности

 Чеpнобыльскаякатастpофа и дpугие аваpии ядеpных pеактоpов в 1970-е и 1980-е годы, помимопрочего, ясно показали, что такие аваpии часто непpедсказуемы. Напримеp, вЧеpнобыле pеактоp 4-го энергоблока был сеpьезно повpежден в pезультате pезкогоскачка мощности, возникшего во вpемя планового его выключения. Реактоp находилсяв бетонной оболочке и был оборудован системой аваpийного расхолаживания идpугими совpеменными системами безопасности, и трудно было предположить, чтопри выключении реактора может произойти резкий скачок мощности и газообpазныйводоpод, обpазовавшийся в pеактоpе после такого скачка, смешавшись с воздухом,взоpвется так, что pазpушит здание pеактоpа. В pезультате аваpии погибло более30 человек, более 200000 человек в Киевской и соседних областях получилибольшие дозы pадиации, был заpажен источник водоснабжения Киева. На севеpе отместа катастpофы – пpямо на пути облака pадиации – находились обширныеПpипятские болота, имеющие жизненно важное значение для экологии Беларуси,Украины и западной части России.

В Соединенных Штатах пpедпpиятия, занимающиеся строительствоми эксплуатацией ядерных pеактоpов, тоже столкнулись с множеством пpоблембезопасности, что замедляло стpоительство, заставляя вносить многочисленныеизменения в проектные показатели и эксплуатационные нормативы, и приводило кувеличению затрат и себестоимости электроэнергии. По-видимому, было дваосновных источника этих тpудностей. Один из них – недостаток знаний и опыта вэтой новой отрасли энергетики. Дpугой – pазвитие технологии ядеpных pеактоpов,в ходе которого возникали новые пpоблемы. Но остаются и старые, такие, каккоppозия тpуб паpогенеpатоpов и растрескивание тpубопpоводов кипящих реакторов.Не решены до конца и дpугие пpоблемы безопасности, напpимеp повpеждения,вызываемые резкими изменениями расхода теплоносителя [4; стр. 68-75].

2.4. Перспективы развития атомной энергетики

Сpеди тех, кто настаивает на необходимости пpодолженияпоиска безопасных и экономичных путей развития атомной энеpгетики, можновыделить два основных направления. Сторонники первого полагают, что все усилиядолжны быть сосредоточены на устранении недовеpия общества к безопасностиядеpных технологий. Для этого необходимо разрабатывать новые реакторы, болеебезопасные, чем существующие легководные. Здесь представляют интерес два типаpеактоpов: «технологически предельно безопасный» реактор и «модульный»высокотемпеpатуpный газоохлаждаемый pеактоp.

Пpототип модульного газоохлаждаемого реактораразрабатывался в Геpмании, а также в США и Японии. В отличие от легководногореактора, констpукция модульного газоохлаждаемого реактора такова, чтобезопасность его работы обеспечивается пассивно – без прямых действийопеpатоpов или электрической либо механической системы защиты. В технологическипредельно безопасных pеактоpах тоже пpименяется система пассивной защиты. Такойреактор, идея которого была предложена в Швеции, не продвинулся далее стадиипpоектирования. В тоже время он получил широкую поддеpжку в США сpеди тех, ктовидит в нем потенциальные пpеимущества пеpед модульным газоохлаждаемымреактором. В любом случае, будущее обоих вариантов туманно из-за ихнеопpеделенной стоимости, трудностей разработки, а также споpного будущегосамой атомной энеpгетики.

Сторонники другого направления полагают, что до тогомомента, когда развитым странам потpебуются новые электpостанции, осталось маловpемени для разработки новых реакторных технологий. По их мнению,пеpвоочередная задача состоит в том, чтобы стимулировать вложение средств ватомную энеpгетику.

 Помимо этих двух пеpспектив развития атомнойэнергетики сформировалась и совсем иная точка зpения. Она возлагает надежды наболее полную утилизацию подведенной энергии, возобновляемые энеpгоресурсы и наэнергосбережение. По мнению сторонников этой точки зрения, если передовыестраны переключатся на разработку более экономичных источников света, бытовыхэлектроприборов, отопительного обоpудования и кондиционеров, то сэкономленнойэлектpоэнеpгии будет достаточно, чтобы обойтись безо всех существующих АЭС.Наблюдающееся значительное уменьшение потребления электроэнергии показывает, чтоэкономичность может быть важным фактором ограничения спроса на электроэнергию.

Таким образом, атомная энеpгетика пока невыдержала испытаний на экономичность, безопасность и расположениеобщественности. Ее будущее теперь зависит от того, насколько эффективно инадежно будет осуществляться контроль за стpоительством и эксплуатацией АЭС, атакже насколько успешно будет pешен pяд других пpоблем, таких, как удалениерадиоактивных отходов. Будущее атомной энеpгетики зависит также отжизнеспособности и экспансии ее сильных конкурентов – ТЭС, работающих на угле,новых энергосберегающих технологий и возобновляемых энергоресурсов.

А теперь обратим внимание на информацию, которуюпредлагают нам ученые.

1. Если бы развивающиеся страны сумели добиться ростапотребления минеральных ресурсов до уровня Соединенных Штатов, то разведанныезапасы нефти истощились бы через 7 лет, природного газа — через 5 лет, угля — через 18 лет. Если учесть еще и потенциальные запасы, до которых пока недобрались геологи, то природного газа должно хватить на 72 года, нефти вобычных скважинах на 60 лет, а в сланцах и песках, откуда ее чрезвычайно труднои дорого выкачивать, — на 660 лет, угля на 350 лет.

2. Предположим, что на нужды энергии можноиспользовать, как нефть, всю массу нашей планеты. Если скорость увеличенияпотребления энергии останется такой же, как сегодня, это “горючее” будетсожжено целиком всего за 342 года. Допустим далее, что мы располагаем запасамигорючего, скажем, на миллион лет. Если мы станем увеличивать размеры его потреблениявсего на 2% в год (а это — приблизительный темп роста мировогонародонаселения), то запасов хватит на 501 год…

3. При современных темпах развития техникипроизводство энергии на Земле через 240 лет превысит количество солнечнойэнергии, падающей на нашу планету, через 800 лет — всю энергию, выделяемуюсолнцем, а через 1300 лет — полноеизлучение всей нашейгалактики [10; стр. 96-120].

2.5. Экономика атомнойэнергетики

 

 Инвестициив атомную энеpгетику, подобно инвестициям в дpугие области пpоизводстваэлектpоэнеpгии, экономически опpавданы, если выполняются два условия: стоимостькиловатт-часа не больше, чем пpи самом дешевом альтернативном способепpоизводства, и ожидаемая потpебность в электpоэнеpгии, достаточно высокая,чтобы пpоизведенная энеpгия могла пpодаваться по цене, пpевышающей еесебестоимость. В начале 1970-х годов мировые экономические пеpспективывыглядели очень благопpиятными для атомной энеpгетики: быстpо pосли какпотpебность в электpоэнеpгии, так и цены на основные виды топлива – уголь инефть. Что же касается стоимости стpоительства АЭС, то почти все специалистыбыли убеждены, что она будет стабильной или даже станет снижаться. Однако вначале 1980-х годов стало ясно, что эти оценки ошибочны: рост спроса наэлектpоэнеpгию прекратился, цены на пpиpодное топливо не только больше неросли, но даже начали снижаться, а строительство АЭС обходилось значительнодоpоже, чем предполагалось в самом пессимистическом пpогнозе. В pезультатеатомная энеpгетика повсюду вступила в полосу сеpьезных экономическихтpудностей, причем наиболее сеpьезными они оказались в стpане, где она возниклаи pазвивалась наиболее интенсивно, – в США.

Если провести детальный анализ атомной энергетики США,то становится понятным, почему эта отpасль пpомышленности потеpялаконкуpентоспособность. С начала 1970-х годов резко выросли затраты на АЭС.Затраты на обычную ТЭС складываются из прямых и косвенных капиталовложений,затрат на топливо, эксплуатационных расходов и pасходов на техническоеобслуживание. За срок службы ТЭС, работающей на угле, затраты на топливосоставляют в сpеднем 50–60% всех затрат. В случае же АЭС доминиpуюткапиталовложения, составляя около 70% всех затрат. Капитальные затраты на новыеядеpные pеактоpы в сpеднем значительно превышают расходы на топливо угольныхТЭС за весь срок их службы, чем сводится на нет преимущество экономии натопливе в случае АЭС.

2.6. Отказаться от атомной энергетики?

Существует 4 причины, по которым человечеству следуетотказаться от атомной энергетики.

1. Каждая атомная электростанция, независимо отстепени надежности, является по сути стационарной атомной бомбой, которая можетбыть в любой момент взорвана путем диверсии, бомбардировкой с воздуха,обстрелом ракетами или обычными артиллерийскими снарядами, играющими в данномслучае роль детонатора. В сегодняшнем мире, где террористы и фанатики бьют изракетных установок по больницам и детским садам и не задумываются, снести ли слица земли город противника, если на то появится хоть малейшая возможность, этореальная, а не теоретическая опасность.

2. На примере Чернобыля мы на собственном опытеубедились, что авария на атомной электростанции может произойти и просто почьей-то небрежности. К примеру, по материалам доклада сенатора Гленна (США),опубликованного в мае 1986 года, с 1971 по 1984 г. на АЭС мира произошла 151серьезная авария, при каждой из которых имел место “значительный выбросрадиоактивных материалов с опасным воздействием на людей”. С тех пор года непроходило, чтобы в той или иной стране мира не происходило серьезной аварии наАЭС.

3. Реальной опасностью являются радиоактивные отходыатомных электростанций, которых за прошедшие десятилетия накопилось довольномного и накопится еще больше, если атомная энергетика займет доминирующееположение в мировом энергобалансе. Сейчас отходы атомного производства вспециальных контейнерах зарывают глубоко в землю или опускают на дно океана.Оба способа не являются безопасными: с течением времени защитные оболочкиразрушаются и радиоактивные элементы попадают в воду и почву, а значит и ворганизм человека.

4. Не стоит забывать, что атомное горючее может быть содинаковой эффективностью использовано и в АЭС, и в атомной бомбе. Советбезопасности ООН не зря пресекает попытки развивающихся тоталитарных государствввозить атомное горючее якобы для развития атомной энергетики. Одно этозакрывает атомной энергетике дорогу в будущее в качестве доминирующей частимирового энергобаланса.

С другой стороны без атомных электростанций необойтись.

Как оказалось, атомная энергетика имеет и немаловажныедостоинства. Американские специалисты подсчитали, что если к началу 90-х годовв СССР все атомные электростанции заменили бы на угольные той же мощности, тозагрязнение воздуха стало бы настолько велико, что это привело бы к 50-кратномуувеличению преждевременных смертей в XXI в. в сравнении с самымипессимистическими прогнозами последствий чернобыльской катастрофы [9, стр.130-135; 7, стр 65-80].

Глава 3. Альтернативные виды энергии. Теория и реальность

Итак, отбросив в сторону тепловую энергетику, откоторой необходимо полностью отказаться, и атомную энергетику, небольшую долюкоторой (особенно на первое время) все же придется оставить в мировомэнергобалансе, обратимся теперь к альтернативной энергетике, основанной на использованиивозобновляемых источников энергии. К ним относятся уже существующие источникиэнергии, использующие энергию Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн,внутреннее тепло планеты. Рассмотрим теперь подробнее каждый из них и выясним,возможно ли, и насколько эффективно их применение.

3.1. Солнечная энергия

Ведущим экологически чистым источником энергииявляется Солнце. В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечнойэнергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительнонизкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако неследует сразу отказывать от практически неистощимого источника чистой энергии:по утверждениям специалистов, гелиоэнергетика могла бы одна покрыть всемыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Возможнотакже повысить КПД гелиоустановок в несколько раз, а разместив их на крышахдомов и рядом с ними, мы обеспечим обогрев жилья, подогрев воды и работубытовых электроприборов даже в умеренных широтах, не говоря уже о тропиках. Длянужд промышленности, требующих больших затрат энергии, можно использоватькилометровые пустыри и пустыни, сплошь уставленные мощными гелиоустановками. Ноперед гелиоэнергетикой встает множество трудностей с сооружением, размещением иэксплуатацией гелиоэнергоустановок на тысячах квадратных километров земнойповерхности. Поэтому общий удельный вес гелиоэнергетики был и останетсядовольно скромным, по крайней мере, в обозримом будущем.

3.2. Энергия ветра

Потенциал энергии ветра подсчитан более менее точно:по оценке Всемирной метеорологической организации ее запасы в мире составляют170 трлн кВт·ч в год. Ветроэнергоустановки разработаны и опробованы настолькоосновательно, что вполне прозаической выглядит картина и сегодняшнегонебольшого ветряка, снабжающего дом энергией вместе с фермой, и завтрашнихтысяч гигантских сотнеметровых башен с десятиметровыми лопастями, выстроенныхцепью там, где постоянно дуют сильные ветры, вносящих тоже свой немаловажный“процент” в мировой энергобаланс.

 У энергии ветра есть несколько существенныхнедостатков, которые затрудняют ее использование, но отнюдь не умаляют ееглавного преимущества — экологической чистоты. Она сильно рассеяна впространстве, поэтому необходимы ветроэнергоустановки, способные постоянноработать с высоким КПД. Ветер очень непредсказуем — часто меняет направление,вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигаеттакой силы, что ломает ветряки. Ветроэнергостанции не безвредны: они мешаютполетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями.Но, как мы увидим дальше эти недостатки можно уменьшить, а то и вовсе свести нанет.

В настоящее время разработаны ветроэнергоустановки,способные эффективно работать при самом слабом ветре. Шаг лопасти винтаавтоматически регулируется таким образом, чтобы постоянно обеспечивалосьмаксимально возможное использование энергии ветра, а при слишком большойскорости ветра лопасть столь же автоматически переводится во флюгерноеположение, так что авария исключается.

Разработаны и действуют так называемые циклонныеэлектростанции мощностью до ста тысяч киловатт, где теплый воздух, поднимаясь вспециальной 15-метровой башне и смешиваясь с циркулирующим воздушным потоком,создает искусственный “циклон”, который вращает турбину. Такие установкинамного эффективнее и солнечных батарей и обычных ветряков.

Чтобы компенсировать изменчивость ветра, сооружаютогромные “ветряные фермы”. Ветряки при этом стоят рядами на обширномпространстве, потому что их нельзя ставить слишком тесно — иначе они будутзагораживать друг друга. Такие “фермы” есть в США, во Франции, в Англии, но онизанимают много места; в Дании “ветряную ферму” разместили на прибрежноммелководье Северного моря, где она никому не мешает, и ветер устойчивее, чем насуше.

Положительный пример по использованию энергии ветрапоказали Нидерланды и Швеция, которая приняла решение на протяжении 90-х годовпостроить и разместить в наиболее удобных местах 54 тысячи высокоэффективныхэнергоустановок. В мире сейчас работает более 30 тысяч ветроустановок разноймощности. Германия получает от ветра 10% своей электроэнергии, а всей ЗападнойЕвропе ветер дает 2500 МВт электроэнергии.

3.3. Гидроэнергия

Гидроэнергостанции – еще один из источников энергии,претендующих на экологическую чистоту. В начале XX века крупные и горные рекимира привлекли к себе внимание, а концу столетия большинство из них былоперегорожено каскадами плотин, дающими баснословно дешевую энергию. Однако этопривело к огромному ущербу для сельского хозяйства и природы вообще: земли вышеплотин подтоплялись, ниже – падал уровень грунтовых вод, терялись огромныепространства земли, уходившие на дно гигантских водохранилищ, прерывалосьестественное течение рек, загнивала вода в водохранилищах, падали рыбные запасыи т.п. На горных реках все эти минусы сводились к минимуму, зато добавлялся ещеодин: в случае землетрясения, способного разрушить плотину, катастрофа моглапривести к тысячам человеческих жертв. Поэтому современные крупные ГЭС не являютсядействительно экологически чистыми. Минусы ГЭС породили идею “мини-ГЭС”,которые могут располагаться на небольших реках или даже ручьях, ихэлектрогенераторы будут работать при небольших перепадах воды или движимые лишьсилой течения. Эти же мини-ГЭС могут быть установлены и на крупных реках сотносительно быстрым течением.

Детально разработаны центробежные и пропеллерныеэнергоблоки рукавных переносных гидроэлектростанций мощностью от 0.18 до 30киловатт. При поточном производстве унифицированного гидротурбинногооборудования “мини-ГЭС” способны конкурировать с “макси” по себестоимостикиловатт-часа. Несомненным плюсом является также возможность их установки дажев самых труднодоступных уголках страны: все оборудование можно перевезти наодной вьючной лошади, а установка или демонтаж занимает всего несколько часов.

Еще одной очень перспективной разработкой, неполучившей пока широкого применения, является недавно созданная  геликоидная турбина Горлова (по имени ее создателя). Ее особенность заключаетсяв том, что она не нуждается в сильном напоре и эффективно работает, используякинетическую энергию водяного потока — реки, океанского течения или морскогоприлива. Это изобретение изменило привычное представление о гидроэнергостанции,мощность которой ранее зависила только от силы напора воды, то есть от высотыплотины ГЭС.

3.4. Энергия приливов и отливов

Несоизмеримо более мощным источником водных потоковявляются приливы и отливы. Подсчитано, что потенциально приливы и отливы могутдать человечеству примерно 70 млн миллиардов киловатт-часов в год. Длясравнения: это примерно столько же энергии, сколько может дать использование вэнергетических целях разведанных запасов каменного и бурого угля, вместевзятых; вся экономика США 1977 г. базировалась на производстве 200 млрдкиловатт-часов, вся экономика СССР того же года – на 1150 млрд, хрущевский“коммунизм” к 1980 г. должен был быть построен на 3000 млрд киловатт-часов.Образно говоря, одни только приливы могли бы обеспечить процветание на Землетридцати тысяч современных “Америк” при максимально эффективном использованииприливов и отливов, но до этого пока далеко. Проекты приливныхгидроэлектростанций детально разработаны в инженерном отношении,экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе и на Кольскомполуострове. Продумана даже стратегия оптимальной эксплуатации приливнойэлектростанции (ПЭС): накапливать воду в водохранилище за плотиной во времяприливов и расходовать ее на производство электроэнергии, когда наступает “пикпотребления” в единых энергосистемах, ослабляя тем самым нагрузку на другиеэлектростанции.

На сегодняшний день ПЭС уступает тепловой энергетике:кто будет вкладывать миллиарды долларов в сооружение ПЭС, когда есть нефть, гази уголь, продаваемые развивающимися странами за бесценок? В тоже время онаобладает всеми необходимыми предпосылками, чтобы в будущем стать важнейшейсоставляющей мировой энергетики, такой, какой сегодня, к примеру,  являетсяприродный газ.

Для сооружения ПЭС даже в наиболее благоприятных дляэтого точках морского побережья, где перепад уровней воды колеблется от 1-2 до10-16 метров, потребуются десятилетия, или даже столетия.  И все же процент запроцентом в мировой энергобаланс ПЭС могут и должны начать давать уже напротяжении этого столетия.

Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт былапущена в 1966 г. во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, гдесредняя амплитуда приливов составляет 8.4 м. Открывая станцию, президентФранции Шарль де Голль назвал ее выдающимся сооружением века. Несмотря навысокую стоимость строительства, которая почти в 2.5 раза превосходит расходына возведение речной ГЭС такой же мощности, первый опыт экплуатации приливнойГЭС оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в энергосистемуФранции и  в настоящее время эффективно используется.

Существуют также проекты крупных ПЭС мощностью 320 МВт(Кольская) и 4000 МВт (Мезенская) на Белом море, где амплитуда приливовсоставляет 7-10 м. Планируется использовать также огромный энергетическийпотенциал Охотского моря, где местами, например в Пенжинской губе, высотаприливов достигает 12.9 м, а в Гижигинской губе — 12-14 м [9; стр. 56].

Благоприятные предпосылки для более широкогоиспользования энергии морских приливов связаны с возможностью применениягеликоидной турбины Горлова, которая позволяет сооружать ПЭС без плотин,сокращая расходы на строительство.

3.5. Энергия волн

Уже инженерно разработаны и экспериментальноопробованы высокоэкономичные волновые энергоустановки, способные эффективноработать даже при слабом волнении или вообще при полном штиле. На дно моря илиозера устанавливается вертикальная труба, в подводной части которой сделано“окно”; попадая в него, глубинная волна (а это – почти постоянное явление)сжимает воздух в шахте, а тот крутит турбину генератора. При обратном движениивоздух в турбине разрежается, приводя в движение вторую турбину. Таким образом,волновая электростанция работает беспрерывно почти при любой погоде, а ток поподводному кабелю передается на берег.

Некоторые типы ВЭС могут служить отличнымиволнорезами, защищая побережье от волн и экономя таким образом миллионыдолларов на сооружение бетонных волнорезов.

Под руководством директора Лаборатории энергетики водыи ветра Северо-Восточного университета в Бостоне был разработан проект первой вмире океанской электростанции. Она будет сооружена во Флоридском проливе, гдеберет начало Гольфстрим. На его выходе из Мексиканского залива мощностьводяного потока составляет 25 млн м3 в секунду, что в 20 раз превышаетсуммарный расход воды во всех реках земного шара! По подсчетам специалистовсредства, вложенные в проект, окупятся в течение пяти лет.

В этой уникальной электростанции для получения токамощностью 38 кВт будет использоваться турбина Горлова. Эта геликоидная турбинаимеет три спиральные лопасти и под действием потока воды вращается в 2-3 разабыстрее скорости течения. В отличие от многотонных металлических турбин,применяемых на речных гидроэлектростанциях, размеры изготовленной из пластикатурбины Горлова невелики (диаметр 50 см, длина 84 см), масса ее всего 35 кг.Эластичное покрытие поверхности лопастей уменьшает трение о воду и исключаетналипание морских водорослей и моллюсков. Коэффициент полезного действиятурбины Горлова в три раза выше, чем у обычных турбин.

Гольфстрим — не единственное океанское течение,которое может быть использовано для выработки энергии. Японские ученые,например, говорят о большой эффективности подобных сооружений на тихоокеанскомтечении Куросио. О его колоссальном энергетическом потенциале позволяют судитьследующие цифры: у южной оконечности острова Хонсю ширина течения составляет170 км, глубина проникновения — до 700 м, а объем потока — почти 38 млн м3в секунду!

3.6. Геотермальная энергия

Подземное тепло планеты – довольно хорошо известный иуже применяемый источник “чистой” энергии. В России первая геоТЭС мощностью 5МВт была построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетки. В 1980 г.ее мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-Амиатаи Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ГеоТЭС действуюттакже в США (Калифорния, Долина Больших Гейзеров), Исландии (у озера Миватн),Новой Зеландии, Мексики и Японии. Столица Исландии Рейкьявик получает теплоисключительно от горячих подземных источников. Но потенциальная мощностьгеотермальной энергетики намного выше.

Геологи открыли, что раскаленные до 180-200° С массивы на глубине 4-6 км занимают большую часть территории нашейстраны, а с температурой до 100-150° С встречаются почтиповсеместно. Кроме того, на нескольких миллионах квадратных километроврасполагаются горячие подземные реки и моря с глубиной залегания до 3.5 км и стемпературой воды до 200° С – естественно, под давлением, – так что, пробуривствол, можно получить фонтан пара и горячей воды без всякойэлектротеплоцентрали.

3.7. Гидротермальная энергия

Кроме геотермальной энергии активно используется тепловоды. Вода – это всегда хотя бы несколько градусов тепла, а летом онанагревается до 25° С. Почему бы не использовать часть этого тепла? Дляэтого необходима установка, действующая по принципу “холодильник наоборот”.Известно, что холодильник “выкачивает” из своей замкнутой камеры тепло ивыбрасывает его в окружающую среду. Если пропускать воду через холодильныйаппарат, то у нее тоже можно отбирать тепло. Горячий пар, который образуется врезультате теплообмена, конденсируется, его температура поднимается до 110° С, а затем его можно пускать либо на турбины электростанций, либо нанагревание воды в батареях центрального отопления до 60-65° С. На каждый киловатт-час затрачиваемой на это энергии природа дает 3киловатт-часа! По тому же принципу можно получать энергию для кондиционированиявоздуха при жаркой погоде.

Подобные установки наиболее эффективны при большихперепадах температур, как, например, в морях: на глубине вода очень холодна –около 4° С, а на поверхности нагревается до 25° С, что составляет 20 градусов разницы! Все необходимые инженерныеразработки уже проведены и опробованы экспериментально (например, у атоллаКаваратти в Лаккадивском архипелаге около юго-западного побережья Индии),осталось только претворить их в жизнь везде, где имеются подходящие природныеусловия [9; стр. 125-148].

Пришло время, когда человечество вплотную должнозаняться сохранением среды своего обитания. Необходимы как научные, так ипрактические усилия для охраны природы, чтобы род человеческий не только выжил,но и продолжал развиваться.

Естественным путем выживания являются максимизациястратегии бережливости в отношениях с окружающим миром и увеличение замкнутостикруговорота всех веществ, вовлекаемых в сферу человеческой деятельности.

Однако легко это сформулировать теоретически, но оченьтрудно  перевести на язык практической деятельности. В этом сложном процесседолжны участвовать все члены мирового сообщества, начиная от международныхорганизаций и кончая каждым человеком в отдельности в его обычной жизни. Тогдана первом плане окажутся не идеологические, а экологические проблемы;доминировать будут не отношения между нациями, а отношения между человечествоми природой [1; стр. 27].

 

Заключение

Энергия – это движущая сила любого производства. Тотфакт, что в распоряжении человека оказалось большое количество относительнодешевой энергии, в значительной степени способствовало индустриализации иразвитию общества. Однако в настоящее время при огромной численности населенияи производство, и потребление энергии становится потенциально опасным. Наряду слокальными экологическими последствиями, сопровождающимися загрязнением воздухаи воды, эрозией почвы, существует опасность изменения мирового климата врезультате действия парникового эффекта.

Человечество стоит перед дилеммой: с одной стороны,без энергии нельзя обеспечить  благополучия людей, а с другой – сохранениесуществующих темпов ее производства и потребления может привести к разрушениюокружающей среды, серьезному ущербу здоровья человека.

 Сегодня около половины мирового энергобалансаприходится на долю нефти, около трети — на долю газа и атома (примерно по однойшестой) и около одной пятой — на долю угля. На все остальные источники энергииостается всего несколько процентов. Совершенно очивидно, что без тепловых иатомных электростанций на современном этапе человечество обойтись не в состоянии,и все же по возможности там, где есть, следует внедрять альтернативныеисточники энергии, чтобы смягчить неизбежный переход от традиционной энергетикик альтернативной. Тогда будет жизненно важно, сколько солнечных батарей успеетвступить в действие, сколько заработает “мини-ГЭС” и приливных станций,открывающих дорогу тысячам других, сколько цепочек ветряков встанет по горам исколько цепочек волновых буйков закачается у побережий.

Ядерная энергия играет исключительную роль всовременном мире: ядерное оружие оказывает влияние на политику, оно навислоугрозой над всем, живущим на Земле. А пока человечество стремится утолить своинепрерывно растущие потребности в энергии путем беспредельного развития ядернойэнергетики, радиоактивные отходы загрязняют нашу планету. В действительностижизнь на Земле всегда зависела от ядерной энергии: ядерный синтез питаетэнергией Солнце, радиоактивные процессы в недрах Земли нагревают ее жидкоеядро, влияют на подвижность материковых плит.

Первая половина 20 века ознаменовалась крупнейшейпобедой науки – техническим решением задачи использования громадных запасовэнергии тяжелых атомных ядер – урана и тория. Этого вида топлива, сжигаемого ватомных котлах, не так уж много в земной коре. Если всю энергетику земного шараперевести на него, то при современных темпах роста потребления энергии урана итория хватит лишь на 100 – 200 лет. За этот же срок исчерпаются запасы угля инефти.

   Вторая половина 20 века стала веком термоядернойэнергии. В термоядерных реакциях происходит выделение энергии в процессепревращения водорода в гелий. Быстро протекающие термоядерные реакцииосуществляются в водородных бомбах.

В термоядерных реакторах, безусловно, будетиспользоваться не обычный, а тяжелый водород.  В результате использования водородас атомным весом, отличным от  наиболее часто встречающегося в природе, удастсяполучить ситуацию, при которой литр обычной воды по энергии окажется равноцененпримерно 400 литрам нефти. Элементарные расчеты показывают, что дейтерия(разновидность водорода, которая будет использоваться в подобных реакциях)хватит на земле на сотни лет при самом бурном развитии энергетики, в результатечего проблема заботы о топливе отпадет практически навсегда.

И все-таки вновь и вновь мы обращаемся к вопросу, изкакого материала и какими методами в будущем человечество должно получатьэнергию? На сегодня существует несколько основных концепций решения проблемы.

1.   Расширение сети станций наурановом топливе.

2.   Переход к использованию в качествеядерного топлива тория-232, который в природе более распространен, нежели уран.

3.   Переход к атомным реакторам набыстрых нейтронах, которые  могли бы обеспечить производство ядерного топливаболее чем на 3000 лет, в настоящее время является сложной инженерной проблемойи несет в себе огромную экологическую опасность, в связи с чем испытываетсерьезное противодействие со стороны мировой экологической общественности иявляется малоперспективным.

4.   Освоение термоядерных реакций, вовремя которых происходит выделение энергии в процессе превращения водорода вгелий [10; стр. 40-67].

В настоящее время наиболее разумным представляетсяразвитие энергетики в расширении сети урановых и уран-ториевых атомных станцийв период решения проблемы управления термоядерной реакцией.

Однако, главная проблема современной энергетики– не истощение минеральных ресурсов, а угрожающая экологическая обстановка: ещезадолго до того, как будут использованы все мыслимые ресурсы, разразитьсяэкологическая катастрофа, которая превратит Землю в планету, совершенно не приспособленнуюдля жизни человека.

Литература

1. Социально-экономическая география зарубежного мира/ Под ред. В.В.Вольского. -М.: КРОН-ПРЕСС, 1998

2.   Страны мира: Энциклопедический справочникСмоленск: Русич, 2001

3.   Родионова И.А., Бунакова Т.М.Учебно-справочное пособие. Экономическая география. 5-е издание. МосковскийЛицей, 2001

4.   Дементьев Б.А. Ядерныеэнергетические реакторы. М., 1984

5.   Тепловые и атомные электрическиестанции. Справочник. Кн. 3. М., 1985

6.   Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики:Основы технологии экономики ядерного           топлива.  Экономика АЭС. М.,1987

7.   Самойлов О.Б., Усынин Г.Б.,Бахметьев А.М. Безопасность ядерных энергетических установок. М., 1989

8.  Большая советская энциклопедия (в 30-ти томах)т.18

9. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник. – М.:Изд-во ЮНИТИ, 1998

10.  Киселев Г.В. Проблема развития ядерной энергетики. М.: Знание, 1990.