1. Ядерная энергетика — один из способов производства энергии с низкими углеродными выбросами в атмосферу. Количество выбрасываемого СО2 на производство 1 киловатт-часа для солнечной, ветряной и водной энергии составляет 10—40 граммов, а для атомной энергии — 90—140 граммов. Хоть это и больше, чем у «безотходных» типов производства энергии, это всё равно существенно меньше, чем для энергии, производимой с помощью нефти, газа или угля (200 для природного газа, 280 для нефти и 340 для угля).
2. Всего в мире на данный момент запущено 450 ядерных установок, которые генерируют 11 % всей мировой электроэнергии (по данным на 2019 год). Несмотря на то, что АЭС есть только в 30 странах, от атомной энергии зависят и другие страны, которые её импортируют. Например, Италия и Дания получают 10 % от всего потребляемого ими объёма электроэнергии от заграничных АЭС.
3. Среди продуктов деления ОЯТ содержатся радионуклиды (радиоактивные изотопы), которые можно с успехом применять в промышленности, медицине, а также в научных исследованиях. Ещё из отработанного ядерного топлива можно делать бомбы.
4. Отработанное ядерное топливо можно не хранить, а перерабатывать. Например, преобразовывать уран и плутоний в форму смешанного оксида (в таком виде его можно повторно использовать в энергетике). Для этого существуют специальные установки. Например, производственное объединение «Маяк» согласно проектной мощности обеспечивает переработку до 400 тонн отработанного ядерного топлива в год.
Самые-самые
5. Первый экспериментальный ядерный реактор, «Чикагская поленница-1» (Chicago pile, CP-1), был построен в 1942 году в Чикаго. Для создания атомной бомбы США требовалась наработка плутония-239, выполняемая путём переработки урана-238. Этот процесс планировалось реализовать с помощью самоподдерживающейся управляемой цепной ядерной реакции. Для проверки возможности осуществления такой реакции и был построен этот реактор. Руководил постройкой «поленницы» итальянский физик Энрико Ферми (Enrico Fermi).
Казалось бы, этот реактор имеет довольно опосредованное отношение к энергетике, так как создавался для других целей. Но без него атомную энергетику сложно было бы помыслить: именно на нём впервые проверялась сама возможность управления цепной реакцией, в частности совершались различные манипуляции с управляющими стержнями, поглощающими нейтроны.
6. Первый случай использования электроэнергии, полученной с помощью атомного реактора — «запитывание» четырёх лампочек по 200 Вт, а на следующий день и целого помещения, реактором EBR-I (Experimental Breeder Reactor) в декабре 1951 года в штате Айдахо, США. Паровых турбин у этого реактора не было, первые паровые реакторы были созданы позже и назывались BORAX, (boiling water nuclear reactors), а в этом использовался жидкометаллический теплоноситель. Над реактором работали учёные из Аргоннской национальной лаборатории (Argonne National Laboratory). Фактически реактор был предназначен не для практического использования, а для тестирования концепции реактора-размножителя (бридера), увеличивающего количество ядерного топлива.
Есть и другие версии. Например, что первое «атомное» электричество побежало по проводам 3 сентября 1948 года и было произведено реактором X-1 (также X-10 Graphite Reactor, Clinton Pile, Клинтонская поленница). Как было на самом деле, сказать трудно, потому что большинство экспериментов в рамках ядерных программ США и СССР, особенно в первые годы этих программ, происходили в обстановке повышенной секретности и о некоторых экспериментальных ядерных объектах до сих пор не все подробности известны широкой публике. О каких-то, возможно, никогда и не станут известны.
7. Первая атомная электростанция, обеспечившая энергией потребительскую электросеть — это АЭС в Обнинске. Научным руководителем работ по её созданию был «отец» советской атомной бомбы Игорь Курчатов, а главным конструктором реактора — инженер-энергетик, доктор технических наук Николай Доллежаль. Реактор станции был запущен 9 мая 1954 года, пар на турбины подан 26 июня. Около трёх месяцев станцию тестировали и аккуратно выводили на проектные параметры, и в октябре 1954 года первый ток, выработанный АЭС, пошёл внешним потребителям — в сеть «Мосэнерго». Сейчас электростанция превращена в музей.
8. Самая большая АЭС — электростанция Касивадзаки-Карива в префектуре Ниигата, Япония, содержит семь энергоблоков и имеет мощность в 8212 МВт. Первый энергоблок был запущен в 1980 году, последний — в 1994. Станция принадлежит компании Токийской энергетической компании (яп. 東京電力株式会社, англ. Tokyo Electric Power Company, Incorporated, TEPCO) и может обеспечить энергией 16 миллионов домохозяйств.
Электростанция пострадала от землетрясения 2007 года (другое, в 2004-м, она перенесла неплохо), от последствий которого она оправлялась примерно два года и была перезапущена в 2009-м.
Следующие по величине две электростанции — это АЭС Брюс (Bruce Nuclear Generating Station) в Канаде мощностью 6797 МВт и АЭС Ханул (кор. 한울 원자력 발전소) в Южной Корее, 5881 МВт.
9. Третья по величине катастрофа в атомной энергетике — авария на втором энергоблоке АЭС Три-Майл-Айленд в 1979 году в Пенсильвании, США, 5-го уровня по Международной шкале ядерных событий (INES) (её обгоняют только аварии в Чернобыле, СССР, и на АЭС Фукусима-1 в Японии — у обеих рейтинг 7 по INES).
Утечка теплоносителя (воды) не была обнаружена вовремя, а, значит, топливо нагрелось до недопустимой температуры. В итоге было расплавлено более 50 % активной зоны реактора. Помещения подверглись значительному ядерному загрязнению, но не затронули окрестных жителей.
Кстати, более серьёзная катастрофа, с уровнем 6 по INES, известная как «Кыштымская авария», произошла на производственном объединении «Маяк» в Челябинской области. Но так как тот реактор имел отношение к «военке», а не к «энергетике», мы не можем этот случай относить к катастрофам ядерной энергетики.
Атомная энергетика в культуре
10. Речь президента США Эйзенхауэра «Атомы за мир» (Atoms for peace), положила начало концепции «мирного атома». Речь, прочитанная в 1953 году, была частью механизмов пропаганды США, и предназначалась для того, чтобы увеличить лояльность граждан к атомным разработкам. Атомные военные разработки можно вести и в мирных целях — такова была ключевая идея речи. Донеся это до публики, можно было менее критично настроить людей по отношению к работе над ядерным вооружением, необходимым, как считалось, в рамках «Холодной войны» и «Политики сдерживания».
11. Атомная энергия была увековечена песнями о ней. У Аллы Пугачёвой есть песня «Что не может сделать атом», полемизирующая с популярной в конце 1970-х годов идеей о «всемогуществе» атомной энергии. «Сила атома сама / будет строить нам дома», «может сильным и богатым / человека сделать атом», — поёт Пугачёва в 1979-м, но атом «приласкать тебя не может, сжать в объятиях не может». Песня Пугачёвой — это перевод песни Вуди Гатри (Woody Guthrie) Atom Dance.
Но, в основном, как можно догадаться, песни про атом — это песни против ядерного оружия.
12. На ВДНХ в Москве был павильон, посвящённый атомной энергетике как гордости страны. Павильон №71 был построен в 1952—1954 годах, и изначально там размещалась экспозиция о достижениях в разных отраслях народного хозяйства РСФСР, в 1959-м году фокус сделали на промышленности, а в 63-м — на атомной энергетике. До этого павильон атомной энергии был в некоторых других помещениях. До 1962 года центральным экспонатом павильона был действующий ядерный реактор мощностью 100 кВт, погруженный в шестиметровый бассейн с водой, диаметром 4 метра. Специально обученный человек производил с реактором различные манипуляции — на потеху публике.
Из-за низкой осведомлённости о степени опасности радиации, подобные показы были распространены — например, в 1955 году на Первой женевской конференции о мирном использовании ядерной энергии делегация США также представила публике работающий реактор.
13. Недавно был согласован проект нового павильона, который будет представлять достижения «Росатома» и располагаться на месте бывшего павильона №19 (который, судя по всему, был построен в поздние годы СССР и особой архитектурной ценности не имел). Новый павильон планируют ввести в эксплуатацию в 2019 году. Его площадь — почти 25000 м2, вместительность — 2100 человек. В павильоне будут проводиться выставки и лекции.
14. В обществе распространён страх перед радиацией, «исходящей» от АЭС. Некоторые люди боятся жить рядом со станциями. Негативный образ атомной энергии в культуре, возникший из-за громких катастроф, заставляет их думать о такой энергии как об опасной. Как следствие, например, жильё, построенное рядом с университетским ядерным реактором, многим покажется опасным и неблагоприятным для проживания.
В 1970-х прошёл ряд протестов, оспаривавших место ядерной энергетики в общечеловеческом будущем. С 1975 по 1977 во Франции десять раз люди выходили на улицы, чтобы выразить несогласие с использованием ядерной энергии. С 1975 по 1979 в Западной Германии прошло семь демонстраций, в которых участвовало порядка 280 000 человек. Протесты в разных странах возобновились после Чернобыля, потом затихли, чтобы с новой силой развернуться в 2011 после аварии на Фукусиме.
Вразрез с представлением об атомной энергетике как об опасной идёт статистика — по количеству смертей на тераватт/час этот способ производства энергии приближается к солнечной и ветряной энергии.
Атомная энергетика сейчас
15. В настоящее время строятся несколько хранилищ отработанного ядерного топлива в глубоких геологических фракциях. Это хранилище ОЯТ в Онкало близ АЭС Олкилуото, на западном побережье Финляндии, и репозиторий Юкка-Маунтин в штате Невада, США. Особенность этих хранилищ — это способность долгого безопасного хранения ОЯТ (с учётом последствий возможных землетрясений, извержений вулканов, изменения климата и коррозии контейнеров) — для Онкало это до 100 000 лет, а для Юкка-Маунтин — до 1 000 000 лет.
16. На Фукусиме сейчас запущено снятие с эксплуатации и очистка территории. Планируется дезактивировать почву, выделяющую более 1 миллизиверта радиации в год (примерно четырёх зивертов достаточно, чтобы убить человека).
Извлечение топлива из трёх пострадавших реакторов начнётся в 2021 году. Также предполагается построить саркофаг, подобный таковому на ЧАЭС.
17. В ноябре 2015 года в промышленную эксплуатацию на Белоярской АЭС был сдан новый атомный энергоблок с реактором на быстрых нейтронах «БН-800». Это один из двух действующих промышленных реакторов такого типа в мире (второй, БН-600, также работает на Белоярской АЭС). Особенность реактора на быстрых нейтронах — способность работать на MOX-топливе, то есть на смеси оксидов нескольких различных делящихся материалов, что расширяет топливную базу. В частности в топливной зоне «БН-800» используется как традиционное урановое, так и MOX-топливо. Кроме того, считается, что реакторам типа БН присуща очень высокая степень безопасности by design — технологические процессы и состояния, приведшие к известным авариям на атомных объектах, в таких реакторах попросту отсутствуют — в них нет высокого давления, практически нет риска потери теплоносителя по причине выкипания, нет риска пароциркониевой реакции, ставшей одной из причин взрывов на Фукусимской АЭС.
18. Германия планирует вывести из эксплуатации все свои АЭС к 2022 году. Италия в 2011 проголосовала за прекращение разработки новых АЭС. При всём этом, Германия, известная амбициями в области борьбы с глобальными климатическими изменениями, всё ещё в результате сжигания традиционного углеводородного топлива выбрасывает огромное количество CO2 в атмосферу (для 2011 года это — 731 миллионов тонн CO2, для 2015 — 730 миллионов тонн). На 2015-й год страна была шестой по количеству выбросов CO2 в мире.
19. В 2012-м году был провал в производстве атомной энергии, а потом нарастающий тренд вернулся. Провал связан, прежде всего, с катастрофой на Фукусиме и резко возросшими опасениями широкой публики. Из-за таких трендов ядерная энергетика теряет престиж, и кадры стареют. По оценкам Института ядерной энергии (Nuclear Energy Institute), почти 62 % тех, кто работал в отрасли на 2015 год, вполне вероятно до 2025 уйдут на пенсию.
20. Многие верят, что чтобы предотвратить глобальное потепление, необходимо больше опираться на атомную энергию, чем на получаемую в результате сжигания ископаемого топлива. Условно безотходные методы производства энергии тоже хороши, но они значительно менее эффективны, чем АЭС, и, тем более, не везде возможно их использование. Однако по данному вопросу пока не существует доминирующего мнения: другие, как уже говорилось выше, считают, что ядерная энергия слишком опасна, и что ядерные отходы наносят огромный вред природе, который нужно адекватно оценивать.
