Инструменты и расчетыПринципиально важное значение в РФ и за рубежом придается созданию
высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР). Широкое
применение реакторов этого типа связывают с разработкой и осуществлением
атомно-водородной концепции, предусматривающей крупномасштабное
производство водорода и электроэнергии с последующим их использованием в
народном хозяйстве.
В реакторе ВВЭР или РБМК герметичный металлический кожух твэлов (из
циркониевого сплава) препятствует выходу радиоактивных продуктов деления
из топлива в теплоноситель. Однако в процессе эксплуатации реактора в
отдельных твэлах вследствие коррозии возникают дефекты (как правило,
микротрещины), через которые из топлива в воду выходит часть
радиоактивных продуктов деления (в основном летучие вещества). Вместе с
продуктами коррозии конструкционных материалов, также радиоактивных, они
загрязняют воду первого контура, увеличивая ее радиоактивность.
Необходимость расширения областей применения ядерной энергии и
вовлечения новых видов ядерного топлива в энергопроизводство требует
создания реакторов нового типа. Важное значение в РФ и других странах
придается разработке и использованию в ядерной энергетике
реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, имеющих высокий
коэффициент конверсии. Как показывают теоретические и экспериментальные
исследования, в таких реакторах могут быть созданы условия для
расширенного воспроизводства ядерного топлива.
Для поиска альтернативных вариантов реакторов-размножителей исследуются
возможности применения газовых теплоносителей, в частности гелия, и
создания газовых реакторов на быстрых нейтронах (БГР). В реакторах этого
типа ожидается получить KB больший, чем в БН, что позволит уменьшить
время удвоения топлива. Для расширения области применения ядерной
энергии, в частности для теплофикации городов, разрабатываются атомные
ТЭЦ (АТЭЦ) и атомные станции теплоснабжения (ACT).
Ни по одному из воздействий ЯТЦ не уникален. Все они присущи также
энергетике на органическом топливе, в том числе и радиоактивное
загрязнение. Например, ТЭС, работающая на угле, может оказывать даже
большее радиационное воздействие па население, чем АЭС равной мощности в
нормальном режиме работы. По первым трем видам воздействия между
ядерным и неядерным топливными циклами имеется большое сходство.
Около 30% достаточно подтвержденных и почти 50% расчетных дополнительных
мировых ресурсов стоимостью до 130 долл/кг U обнаружено в США. На
основе изучения геологической структуры районов мира с известными
урановыми ресурсами и природы образования урановых месторождений нельзя
объяснить тот факт, что США, территория которых составляет лишь 6%
территории всей суши Земли, имеют около 40% мировых разведанных ресурсов
урана.
Наиболее полная систематизированная оценка мировых ресурсов урана,
подготовленная МАГАТЭ совместно с Агентством по ядерной энергии
рассмотрены далее. К «достаточно подтвержденным» ресурсам отнесены
детально разведанные и опробованные ресурсы урана в конкретных
месторождениях, количественно установленные геологической разведкой и
выявленные горными выработками. Эти ресурсы могут быть извлечены при
затратах на добычу в диапазоне цен, указанных в таблице.
При планируемых темпах развития ядерной энергетики достаточно
подтвержденные запасы урана стоимостью до 80 долл/кг будут исчерпаны
уже к концу этого столетия, а суммарные достаточно подтвержденные и
расчетные дополнительные — в первом десятилетии следующего столетия.
Использование запасов урана стоимостью до 130 долл/кг незначительно
отодвигает сроки их исчерпания.
В РФ и других странах мира промышленностью освоены в основном
энергетические реакторы на тепловых нейтронах со слабообогащенным или
природным ураном в качестве топлива. Развитие отечественного
энергетического реакторостроения шло по пути конструирования,
строительства и совершенствования двух типов реакторов на тепловых
нейтронах — водоводяного энергетического реактора (ВВЭР), в котором вода
является одновременно и замедлителем, и теплоносителем, и канального
энергетического реактора с графитовым замедлителем и водой в качестве
теплоносителя.
В соответствии с двумя способами осуществления цепной реакции деления
все реакторы подразделяются па две широкие категории — реакторы на
тепловых нейтронах и реакторы на быстрых нейтронах (быстрые реакторы).
Основная часть любого ядерного реактора — активная зона, образуемая
загруженным ядерным топливом в виде тепловыделяющих элементов (твэлов).
|
|||