Атомная энергетика берет свое начало в середине XX века, когда человечество открыло возможности мирного использования атома. Первой в мире атомной электростанцией (АЭС) стала Обнинская АЭС в СССР, запущенная в 1954 году. Эта электростанция служила демонстрацией практической возможности производства электроэнергии с помощью атомных реакторов. Вслед за СССР атомные электростанции начали строить и другие страны, включая США, Великобританию, Францию и Японию.

В Казахстане мирный атом уже давно служит нуждам человека, и, по сути, атомная энергетика далеко не чуждый «зверь» для нашей страны, как может казаться многим соотечественникам. В 1968 году в Шевченко (ныне - Актау) был запущен знаменитый реактор на быстрых нейтронах БН-350. Он знаменит прежде всего тем, что именно в Актау впервые человечество додумалось использовать атомную энергию для опреснения морской воды. Кстати, опреснение на Мангистауском атомном энергокомбинате до сих пор производится и снабжает город на Каспии питьевой водой.

В последующие десятилетия атомная энергетика развивалась быстрыми темпами. В 1970-1980-х годах наблюдался пик строительства АЭС по всему миру. Однако аварии, как Чернобыльская в 1986 году, вызвали серьезные сомнения в безопасности атомной энергетики. В XXI веке, несмотря на катастрофу на АЭС «Фукусима» в 2011 году, интерес к атомной энергии остается высоким, особенно в связи с необходимостью сокращения выбросов углекислого газа.

Основу работы атомной электростанции составляет ядерный реактор, где происходит управляемая цепная реакция деления атомных ядер, чаще всего урана или плутония. В процессе деления высвобождается огромное количество тепловой энергии, которая используется для нагрева воды и превращения ее в пар. Пар приводит в движение турбины, соединенные с электрическими генераторами, которые и вырабатывают электроэнергию.

Для регулирования скорости ядерной реакции в реакторе используют специальные стержни, поглощающие нейтроны. Важная часть АЭС - системы охлаждения и защиты, которые обеспечивают безопасную работу реактора и предотвращают его перегрев.

Крупнейшие страны по количеству атомных электростанций - США, Франция, Китай, Россия и Япония. Франция, например, производит около 70% своей электроэнергии на атомных электростанциях. Это обусловлено политикой энергетической независимости, принятой после нефтяных кризисов 1970-х годов.

В США работает крупнейший парк АЭС в мире - 92 реактора, обеспечивающие около 19% электроэнергии страны. Однако рост строительства новых АЭС здесь замедлился после аварии на АЭС «Три-Майл-Айленд» в 1979 году. В последнее время интерес к атомной энергетике в США возобновляется, особенно в связи с развитием технологий малых модульных реакторов.

Китай стремительно наращивает свои атомные мощности, строя новые реакторы и внедряя современные технологии. В России работает большое количество атомных станций как на территории страны, так и за рубежом, в том числе в Индии и Турции, благодаря экспорту российских технологий. Северный сосед также выступает крупным оператором по строительству таковых. «Росатом» строит в Турции АЭС «Аккую» в одной из самых густонаселенных провинций страны, которая будет покрывать десять процентов энергопотребности республики.

Одно из главных преимуществ атомной энергетики - ее низкий углеродный след. АЭС практически не выбрасывают углекислый газ в атмосферу, что делает их важным инструментом в борьбе с изменением климата. Более того, атомные электростанции обладают высокой производительностью и могут обеспечивать стабильное энергоснабжение в течение длительного времени.

Однако эксплуатация АЭС связана с рядом рисков. Один из них - возможность аварий, которые, как показали Чернобыль и Фукусима, могут иметь серьёзные последствия для окружающей среды и здоровья человека. 

АЭС Три-Майл-Айленд

Мы уже писали о том, что в США работает крупнейший парк АЭС в мире - 92 реактора, обеспечивающие около 19% электроэнергии страны. Первая серьезная авария на атомной электростанции тоже случилась на американской земле.

В 1979 году на станции на АЭС Три-Майл-Айленд в штате Пенсильвания произошла утечка теплоносителя, после которой расплавилось около 50% активной зоны реактора, энергоблок так и не восстановили. Помещения АЭС подверглись значительному радиоактивному загрязнению, распространение радиации удалось локализовать, и последствия для населения и окружающей среды оказались несущественными. 

Несмотря на то, что радиационные выбросы были ограниченными, это стало серьезным предупреждением для индустрии.

После этой аварии учёные приняли меры:

- усовершенствовали системы управления и контроля. Внедрили более продвинутые системы автоматического управления реакторами для раннего обнаружения отклонений;

- повысили качество подготовки персонала. Большое внимание стали уделять обучению операторов в условиях стрессовых ситуаций, а также улучшению тренажеров;

- разработали и усилили стандарты безопасности. Международные и национальные организации, такие как МАГАТЭ, пересмотрели и ужесточили свои стандарты по безопасности АЭС.

Чернобыльская АЭС

Самая разрушительная авария в истории атомной энергетики случилась в СССР. В 1986 году на Чернобыльской АЭС был разрушен четвертый энергоблок, приведя к огромным выбросам радиации и массовым эвакуациям.

Меры после аварии:

- модернизация реакторов. После аварии специалисты внесли изменения в конструкции и системы управления реакторов этого типа для предотвращения подобных ситуаций;

- повышение прозрачности и международного сотрудничества. Авария показала необходимость глобального обмена информацией о безопасности и авариях на АЭС. Были созданы международные соглашения по аварийной готовности и оповещению;

- ужесточение норм и стандартов. Международные агентства, как МАГАТЭ, пересмотрели свои требования к безопасности, а страны-эксплуатанты начали проводить более строгие проверки на своих станциях. 

АЭС «Фукусима-1»

В 2011 году цунами, вызванное мощным землетрясением, привело к аварии на АЭС «Фукусима-1» в Японии, что вызвало утечку радиации и значительные разрушения. По данным Всемирной ядерной ассоциации, погибших или сильно пострадавших из-за радиоактивности не было, причиной смерти 19 500 человек стало цунами.

Меры после аварии:

- укрепление защиты от внешних угроз. Специалисты пересмотрели и ужесточили требования по защите АЭС от землетрясений, наводнений и других природных катастроф. Усилили меры по предотвращению наводнений и затоплений систем охлаждения;

- повышение уровня готовности к авариям. Разработали улучшенные аварийные процедуры, включающие сценарии множественных сбоев оборудования;

- развитие систем пассивной безопасности. Внедрение технологий, которые позволяют реакторам автоматически останавливаться и охлаждаться без вмешательства оператора;

- ужесточение регуляторных требований. После аварии пересмотрели и ужесточили национальные и международные нормы для атомных станций. В частности, создали Японское агентство по атомной безопасности для обеспечения строгого контроля за АЭС;

- международное сотрудничество. Были усилены глобальные инициативы по обмену опытом и совместной разработке новых стандартов безопасности.

Во всех авариях ключевым фактором была неспособность эффективно охлаждать реактор. Поэтому учёные внедрили дублирующие системы безопасности и дополнительные источники энергии для обеспечения работы систем охлаждения. После Фукусимы на всех АЭС мира начали проводить стресс-тесты для оценки их готовности к экстремальным ситуациям. Эти меры направлены на значительное повышение безопасности атомных электростанций и минимизацию рисков аварий в будущем. В целом после каждого инцидента уровень безопасности на АЭС всего мира совершенствовался.

В 2010 году в своём отчёте Международное агентство по атомной энергетике (МАГАТЭ) просчитало вероятный выброс радиации при теоретической аварии. По их данным, в таком случае у реакторов нового поколения 3+ выброс был бы в 1600 раз ниже, чем у первого поколения. Во Всемирной ядерной ассоциации добавляют, что промышленные реакторы не могут взорваться как ядерная бомба, ведь топливо для них не обогащают выше 5%.

Развивать инфраструктуру ядерной энергетики в разных странах помогает Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) с 1957 года. Его создавали в первую очередь для аудита ядерной безопасности в мире. Организация разрабатывает стандарты, консультирует, проводит тренинги. Специалисты инспектируют каждую АЭС.

Основные требования и рекомендации по обеспечению ядерной безопасности изложены в «Нормах безопасности». Положения включают создание физических барьеров на станциях, кроме того, стандарты учитывают человеческий фактор.

Генеральный директор международного Агентства по атомной энергии Рафаэль Гросси рассказывал, что с момента принятия решения о строительстве АЭС страны проходят 19 этапов программы «Milestones». Они включают в себя и политические, и технические решения. Такие шаги прошли и Объединённые Арабские Эмираты, хотя у страны не было опыта в атомной энергетике. Меньше чем за десять лет государство построило четыре АЭС. У Казахстана, напротив, опыт есть и есть технологическая база с опытными специалистами, подчеркнул Рафаэль Гросси.

Продолжение следует.

 Фото сгенерировано нейросетью