Ядерная физика, возникшая как наука после открытия в 1986 году явления радиоактивности учеными А. Беккерелем и М. Кюри, стала основой не только ядерного оружия, но и атомной промышленности.
Начало ядерных исследований в России
Уже в 1910 году была создана Радиевая комиссия в Петербурге, в состав которой вошли известные физики Н. Н. Бекетов, А. П. Карпинский, В. И. Вернадский.
Изучение процессов радиоактивности с выделением внутренней энергии проводилось на первом этапе развития атомной энергетики России, в период с 1921 по 1941 гг. Тогда была доказана возможность захвата нейтрона протонами, теоретически обоснована возможность ядерной реакции путем деления ядер урана.
Под руководством И. В. Курчатова сотрудники институтов разных ведомств проводили уже конкретные работы по осуществлению цепной реакции при делении урана.
Период создания атомного оружия в СССР
К 1940 году был накоплен огромный статистический и практический опыт, позволивший ученым предложить руководству страны технически использовать огромную внутриатомную энергию. В 1941 году в Москве был построен первый циклотрон, позволивший систематически исследовать возбуждение ядер ускоренными ионами. В начале войны оборудование перевезли в Уфу и Казань, следом отправились и сотрудники.
К 1943 году появилась спецлаборатория атомного ядра под руководством И. В. Курчатова, целью которой стало создание ядерной урановой бомбы или топлива.
Применение атомных бомб Соединенными Штатами в августе 1945 года в Хиросиме и Нагасаки создало прецедент монопольного владения этой страной супероружием и, соответственно, вынудило СССР ускорить работы по созданию собственной атомной бомбы.
Результатом организационных мероприятий стал запуск первого в России уран-графитового ядерного реактора в поселке Саров (Горьковская область) в 1946 году. На испытательном реакторе Ф-1 и была проведена первая ядерная управляемая реакция.
Промышленный реактор по обогащению плутония построили в 1948 г. в Челябинске. В 1949 г. было проведено испытание ядерного плутониевого заряда на полигоне в Семипалатинске.
Этот этап стал подготовительным в истории отечественной атомной энергетики. И уже в 1949 г. были начаты проектные работы по созданию ядерной электростанции.
В 1954 г. в Обнинске осуществили запуск первой в мире (демонстрационной) атомной установки сравнительно небольшой мощности (5 МВт).
Промышленный двухцелевой реактор, где помимо получения электроэнергии еще и нарабатывался оружейный плутоний, был пущен в Томской области (Северск) на Сибирском химическом комбинате.
Российская атомная энергетика: типы реакторов
Атомная электроэнергетика СССР изначально была ориентирована на использование реакторов большой мощности:
- Канальный реактор на тепловых нейтронах РБМК (реактор большой мощности канальный); топливо – слабообогащенный диоксид урана (2%), замедлитель реакции – графит, теплоноситель – кипящая вода, очищенная от дейтерия и трития (легкая вода).
- Реактор ВВЭР (водо-водяной энергетический реактор) на тепловых нейтронах, заключенный в корпус под давлением, топливо – диоксид урана с обогащеним 3-5%, замедлитель – вода, она же и теплоноситель.
- БН-600 – реактор на быстрых нейтронах, топливо – обогащенный уран, теплоноситель – натрий. Единственный в мире промышленный реактор такого типа. Установлен на Белоярской станции.
- ЭГП – реактор на тепловых нейтронах (энергетический гетерогенный петлевой), работает только на Билибинской АЭС. Отличается тем, что перегрев теплоносителя (воды) происходит в самом реакторе. Признан неперспективным.
В общей сложности в России на десяти АЭС сегодня в эксплуатации находятся 33 энергоблока общей мощностью более 2300 МВТ:
- с реакторами ВВЭР – 17 блоков;
- с реакторами РМБК – 11 блоков;
- с реакторами БН – 1 блок;
- с реакторами ЭГП – 4 блока.
Список АЭС России и союзных республик: период ввода с 1954 по 2001 гг.
- 1954 год, Обнинская, г. Обнинск Калужской области. Назначение – демонстрационно-промышленное. Тип реактора – АМ-1. Остановлена в 2002 г.
- 1958 год, Сибирская, г. Томск-7 (Северск) Томской обл. Назначение – выработка оружейного плутония, дополнительное тепло и горячая вода для Северска и Томска. Тип реакторов – ЭИ-2, АДЭ-3, АДЭ-4, АДЭ-5. Окончательно остановлена в 2008 году по соглашению с США.
- 1958 год, Красноярская, г. Красноярск-27 (Железногорск). Типы реакторов – АДЭ, АДЭ-1, АДЭ-2. Назначение – выработка оружейного плутония, тепла для Красноярского горнообогатительного комбината. Окончательная остановка произошла в 2010 году по соглашению с США.
- 1964 год, Белоярская АЭС, г. Заречный Свердловской обл. Типы реакторов – АМБ-100, АМБ-200, БН-600, БН-800. АМБ-100 остановлен в 1983 г., АМБ-200 – в 1990 г. Действующая.
- 1964 год, Нововоронежская АЭС. Тип реакторов – ВВЭР, пять блоков. Первый и второй остановлены. Статус – действующая.
- 1968 год, Димитровоградская, г. Мелекесс (Димитровоград с 1972 г.) Ульяновской обл. Типы установленных исследовательских реакторов – МИР, СМ, РБТ-6, БОР-60, РБТ-10/1, РБТ-10/2, ВК-50. Реакторы БОР-60 и ВК-50 вырабатывают дополнительно электричество. Постоянно продлевается срок остановки. Статус – единственная станция с исследовательскими реакторами. Предположительное закрытие – 2020 год.
- 1972 год, Шевченковская (Мангышлакская), г. Актау, Казахстан. Реактор БН, остановлен в 1990 году.
- 1973 год, Кольская АЭС, г. Полярные Зори Мурманской области. Четыре реактора ВВЭР. Статус – действующая.
- 1973 год, Ленинградская, Город Сосновый бор Ленинградской обл. Четыре реактора РМБК-1000 (такие же, как и на Чернобыльской АЭС). Статус – действующая.
- 1974 год. Билибинская АЭС, г. Билибино, Чукотский автномный край. Типы реакторов – АМБ (сейчас остановлен), БН и четыре ЭГП. Действующая.
- 1976 год. Курская, г. Курчатов Курской обл. Установлены четыре реактора РМБК-1000. Действующая.
- 1976 год. Армянская, г. Мецамор, Армянской ССР. Два блока ВВЭР, первый остановлен в 1989 году, второй действует.
- 1977 год. Чернобыльская, г. Чернобыль, Украина. Установлены четыре реактора РМБК-1000. Четвертый блок разрушен в 1986 г., второй блок остановлен в 1991 г., первый – в 1996 г., третий – в 2000 г.
- 1980 год. Ровенская, г. Кузнецовск, Ровенская обл., Украина. Три блока с реакторами ВВЭР. Действующая.
- 1982 год. Смоленская, г. Десногорск Смоленской области, два блока с реакторами РМБК-1000. Действующая.
- 1982 год. Южноукраинская АЭС, г. Южноукраинск, Николаевская обл., Украина. Три реактора ВВЭР. Действующая.
- 1983 год. Игналинская, г. Висагинас (ранее Игналинский р-н), Литва. Два реактора РМБК. Остановлена в 2009 году по требованию Евросоюза (при вступлении в ЕЭС).
- 1984 год. Калининская АЭС, г. Удомля Тверской обл. Два реактора ВВЭР. Действующая.
- 1984 год. Запорожская, г. Энергодар, Украина. Шесть блоков на реактора ВВЭР. Действующая.
- 1985 год. Балаковская, г. Балаково Саратовской обл. Четыре реактора ВВЭР. Действующая.
- 1987 год. Хмельницкая, г. Нетешин, Хмельницкой обл., Украина. Один реактор ВВЭР. Действующая.
- 2001 год. Ростовская (Волгодонская), г. Волгодонск Ростовской обл. К 2014 году работают два блока на реакторах ВВЭР. Два блока в стадии строительства.
Атомная энергетика после аварии на Чернобыльской АЭС
1986 год стал роковым для этой отрасли. Последствия техногенной катастрофы оказались настолько неожиданными для человечества, что естественным побуждением стало закрытие многих атомных станций. Количество АЭС во всем мире сократилось. Были остановлены строящиеся по проектам СССР не только отечественные станции, но и зарубежные.
- Горьковская АСТ (теплоцентраль);
- Крымская;
- Воронежская АСТ.
Список АЭС России, отмененных на этапе проектирования и подготовительных земляных работ:
- Архангельская;
- Волгоградская;
- Дальневосточная;
- Ивановская АСТ (теплоцентраль);
- Карельская АЭС и Карельская-2 АЭС;
- Краснодарская.
Заброшенные атомные электростанции России: причины
Нахождение площадки строительства на тектоническом разломе – эту причину указывали официальные источники при консервации строительства АЭС России. Карта сейсмически напряженных территорий страны вычленяет Крым-Кавказ-Копетдагскую зону, Байкальскую рифтовую, Алтайско-Саянскую, Дальневосточную и Приамурскую.
С этой точки зрения строительство Крымской станции (готовность первого блока – 80%) было начато действительно необоснованно. Реальной причиной консервации остальных энергообъектов как дорогостоящих стала неблагоприятная ситуация – экономический кризис в СССР. В тот период были законсервированы (буквально брошены для разворовывания) многие промышленные объекты, несмотря на высокую готовность.
Ростовская АЭС: возобновление строительства наперекор мнению общественности
Строительство станции было начато еще в 1981 г. А в 1990 г. под давлением активной общественности областной Совет принял решение о консервации стройки. Готовность первого блока на тот момент была уже 95%, а 2-го – 47%.
Через восемь лет, в 1998 году, был скорректирован первоначальный проект, количество блоков уменьшено до двух. В мае 2000 г. строительство было возобновлено, и уже в мае 2001 г. первый блок включили в энергосистему. Со следующего года возобновилось строительство второго. Окончательный пуск переносился несколько раз, и только в марте 2010 года состоялось его подключение в энергосистему РФ.
Ростовская АЭС: 3 блок
В 2009 году было принято решение о развитии Ростовской атомной электростанции с установкой на ней еще четырех блоков на базе реакторов ВВЭР.
С учетом сложившейся в настоящее время ситуации поставщиком электроэнергии на Крымский полуостров должна стать Ростовская АЭС. 3 блок в декабре 2014 года был подключен к энергосистеме РФ пока с минимальной мощностью. К середине 2015 г. планируется начало его промышленной эксплуатации (1011 МВт), что должно снизить опасность недопоставок электричества из Украины в Крым.
Атомная энергетика в современной РФ
К началу 2015 года все атомные станции России (действующие и строящиеся) являются филиалами концерна «Росэнергоатом». Кризисные явления в отрасли с трудностями и потерями были преодолены. К началу 2015 года в РФ работает 10 АЭС, в стадии строительства - 5 наземных и одна плавучая станция.
- Белоярская (начало эксплуатации – 1964 г.).
- Нововоронежская АЭС (1964 г.).
- Кольская АЭС (1973 г.).
- Ленинградская (1973 г.).
- Билибинская (1974 г.).
- Курская (1976 г.).
- Смоленская (1982 г.).
- Калининская АЭС (1984 г.).
- Балаковская (1985 г.).
- Ростовская (2001 г.).
Строящиеся российские АЭС
- Балтийская АЭС, г. Неман Калининградской области. Два блока на базе реакторов ВВЭР-1200. Строительство начато в 2012 году. Пуск – в 2017 г., выход на проектную мощность – в 2018 г.
Планируется, что Балтийская АЭС будет экспортировать электроэнергию в страны Европы: Швецию, Литву, Латвию. Продажа электричества в РФ будет производиться через литовскую энергосистему.
- Белоярская АЭС-2, г. Заречный Свердловской области, на действующей площадке. Один блок – на базе реактора БН-800. Первоначально планируемый на 2014 год пуск был сдвинут из-за недопоставок из Украины в связи с политическими событиями 2014 года.
- Ленинградская АЭС-2, г. Сосновый Бор Ленинградской области. Четырехблоковая станция на базе реакторов ВВЭР-1200. Будет замещающей для ЛАЭС (Ленинградской). Первый блок планируется ввести в 2015 году, последующие – в 2017, 2018, 2019 гг. соответственно.
- Нововоронежская АЭС-2 в г. Нововоронеж Воронежской области, неподалеку от действующей. Будет замещающей, планируется строительство четырех блоков, первых – на базе реакторов ВВЭР-1200, следующих – ВВЭР-1300. Начало выхода на проектную производительность – в 2015 году (по первому блоку).
- Ростовская (см. выше).
Мировая атомная энергетика: краткий обзор
В Европейской части страны построены почти все АЭС России. Карта планетарного расположения ядерных энергоустановок показывает сосредоточение объектов в четырех следующих районах: Европа, Дальний Восток (Япония, Китай, Корея), Ближний Восток, Центральная Америка. По данным МАГАТЭ, в 2014 году работали около 440 ядерных реакторов.
Атомные станции сосредоточены в следующих странах:
- в США АЭС вырабатывают 836,63 млрд. кВт·ч./год;
- во Франции – 439,73 млрд. кВт·час/год;
- в Японии – 263,83 млрд. кВт·час/год;
- в России – 160,04 млрд. кВт·час/год;
- в Корее – 142,94 млрд. кВт·час/год;
- в Германии – 140,53 млрд. кВт·час/год.
