Реферат: Исследование аспектов применения атомной энергии для решения проблем энергоснабжения районов Крайнего Севера
По этой статистике наибольшую мощность дают солнечные коллекторы, которые тем не менее не подходят для постоянного использования, как основного источника. В условиях, когда половину году составляет полярная ночь, они будут требовать затрат на обслуживание, не давая при этом никакого вклада в энергетику. Потому мы не будем подробно останавливаться на фотоэлектрических и солнечных станциях. Которые не смотря на прочие достоинства не всегда актуальны в рассматриваемых условиях, а потому не смогут обеспечить районы бесперебойным электроснабжением.
Наиболее серьезно из станций использующих «нетрадиционные» источники в конструкторских бюро рассматриваются приливные станции (высота приливов в некоторых местах побережья Северного Ледовитого океана достигает нескольких метров) и геотермальные для западных районов (преимущественно Камчатки).
Но согласно всем этим, довольно оптимистичным подсчетам, с учетом солнечных коллекторов и фотоэлектрических станций, возобновляемые источники энергии могут составить в энергообеспечении Севера лишь небольшую долю.
(слайд 4)
Выше было показано, что подвоз к удаленным ТЭС топлива весьма дорог и сложен. Может возникнуть вопрос, возможна ли организация местных тепловых станций на местном же топливе: известно что северный шельф богат горючими углеводородами. На самом деле да, возможна. Такие проекты существуют, однако далеки от завершения. В настоящий момент сложно говорить о преимуществах таких проектов, или недостатках. В рамках этого обзора стоит сказать о главных проблемах, стоящих перед разработчиками. В первую очередь это обеспечение постоянного подводного автоматического обслуживания станции вне зависимости от сезонной смены толщины льда. Не второстепенным по важности и сложности является процесс перекачивания сырья и обеспечение надежности этой системы. В истории человечества уже было достаточно примеров не позволяющих недооценить опасность утечек нефти.
В приведенной таблице видно, что станции с альтернативным источником энергии способны обеспечивать лишь необходимый минимум для поддержания жизни и производства. В таких условиях логично прибегнуть к использованию атомной энергетики. Уже известно, что она может удовлетворить самых разнообразных потребителей при этом поможет существенно снизить объемы северного завоза топлива, обеспечивая потребности населения в тепле и электроэнергии.
Атомные энергетические установки являются наиболее перспективными для удаленных регионов со значительными промышленными и бытовыми потребителями энергии. Это безопасные, надежные и экологически чистые источники энергии, одним из важных преимуществ которых перед традиционными станет замещение труднодоступного органического топлива в топливном балансе региона. Их размещение в удаленных районах приведет к исключению сложной схемы доставки органического топлива и затрат на его приобретение и транспортировку, что станет одним из важных способов решения социально-экономических проблем. Разработчики проектов утверждают, что предлагаемые решения экологически чисты и не несут в себе фатальной опасности.
2. Возможные проекты станций. Аспекты их деятельности.
В настоящее время наиболее реалистичны следующие проекты АЭС:
2.1. АЭС с реактором естественной безопасности БРЕСТ.
(слайд 5)
Данная разработка предлагает создание АЭС с пристанционным топливным циклом и комплексом по переработке радиоактивных отходов. Создание реактора основывается на философии естественной безопасности. Т.е. безопасность обеспечивается не увеличением инженерных барьеров и систем, а использованием фундаментальных физических и химических свойств и закономерностей, присущих топливу, теплоносителю и другим компонентам реактора. Использование свинца в качестве теплоносителя исключает аварии, связанные с кипением, проявлением пустотного эффекта реактивности (связанного с возможной неоднородностью жидких теплоносителей, не исключающих пузырей с паром), потерей охлаждения активной зоны, пожарами и взрывами. Такая АЭС обеспечивает:
- «сжигание» радиоактивных отходов и их захоронение без нарушения природного радиационного баланса;
- создание на плутонии, накапливаемом в топливе АЭС первого этапа энергетики большого масштаба, не имеющей ограничений по ресурсам дешевого топлива;
- исключение из ядерной энергетики из ядерной энергетики технологий обогащения урана и извлечения плутония, наиболее опасных для распространения ядерного оружия.
АЭС типа БРЕСТ спроектированы на мощность 300 МВт и 1200 МВт. Они предусматривают значительный объем капитального строительства и их создание в необжитых районах не всегда целесообразно и достаточно проблематично,
2.2. Блочно-транспортабельная атомная станция «Унитерм».
(слайд 6)
Данная установка обеспечивает производство электрической и тепловой энергии (до 6 МВт и 17 Гкал/час соответственно) при очень невысокой ее себестоимости. Транспортабельная станция предельно проста в эксплуатации, не требует обслуживания при работе и способна работать без перегрузки топлива до 20 лет.
2.3. Плавучая атомная электростанция.
(слайд 7)
Совсем недавно Минатом России утвердил технический проект плавучей атомной станции малой мощности на базе освоенных судовых технологий с двумя реакторными установками КЛТ-40С. В данном проект электрическая мощность плавучего энергоблока составляет 77 МВт, мощность теплофикации – 84 Гкал/час. Строительство плавучего энергоблока возможно на «Севмашпредприятии» (г. Северодвинск). Размещение таких станций должно решить проблемы энергетики во многих северных районах. В частности для размещения атомных станций малой мощности в настоящее время разработаны площадки в городах Северодвинск (Архангельская обл.), Дудинка (Долгано-Ненецкий АО, Красноярский край), Вилючинск (Камчатская обл.), Певек (Чукотский АО). Сооружение АТЭС ММ на базе плавучего энергоблока с реакторными установками КЛТ-40С в г. Северодвинск включено в Федеральную целевую программу «Энергоэффективная экономика».
ПАЭС рассчитаны на использование ядерных установок АБВ-67 и КЛТ-40, воплотивших опыт эксплуатации и технологию изготовления морских реакторов. КЛТ-47 уже далеко не новый реактор, успевший подтвердить свои характеристики и надежность в течение более чем 25 лет при эксплуатации на атомных ледоколах. При этом последние современные модификации, коснувшиеся в частности охладительной системы повысили её безопасность.
3. Биологические и экологические аспекты использования атомной энергии
Стоит рассмотреть аргументы, приводимые ими в опровержение традиционных обвинений экологов. В первую очередь сомнения природозащитников основаны на влиянии штатных радиоактивных выбросов на хрупкую экосистему крайнего севера.
3.1. Радиационная ситуация Северных районов
Сначала надо дать хотя бы краткую характеристику радиоактивной ситуации в Северных районах. При этом отметим, что Арктический регион России в силу своих географических и социологических особенностей в значительной степени подвержен опасности радиоактивного загрязнения и степень этой опасности постоянно возрастает. Это во многом связано с наличием в регионе большого количества военных объектов связанных с ядерным оружием и ядерным топливом. В настоящее время отдельные территории Арктического региона России относятся к числу экологически неблагоприятных. Можно выделить следующие источники потенциальной опасности радиоактивного загрязнения окружающей среды на примере региона Кольского полуострова:
(слайд 8)
— атомный ледокольный флот;
— Северный флот, оснащенный подводными и надводными кораблями с ядерными энергетическими установками и несущий ядерное оружие; (В результате эксплуатации военного и гражданского атомных флотов, базирующихся в Мурманской и Архангельской областях, ежегодно образуется до тысячи кубических метров твердых и 5000 м3 жидких радиоактивных отходов.)
— судоремонтные и судостроительные заводы как гражданского, так и военного профиля и предприятия, занимающиеся переработкой и утилизацией радиоактивных отходов и списанных подводных лодок (Суда «Лотта», «Серебрянка», «Лепсе», «Володарский» и «Имандра», использующиеся для хранения радиоактивных отходов и отработанного ядерного топлива);
— пункты захоронения радиоактивных отходов (на Кольском полуострове, находится пять мест для утилизации ядерных отходов);
— испытания ядерного оружия на Новой Земле; (уже проведено 132 ядерных взрыва, из них 86 — в атмосфере и 8 — в Баренцевом и Карском морях.)