Ядрена енергетика: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
м Премахнати редакции на 130.204.122.233 (б.), към версия на StanBot |
м превод на непреведено изр; форматиране: 26x тире, 10x тире-числа, 6x кавички, 3x нов ред, 9 интервала, параметър, число+г. (ползвайки Advisor) |
||
Ред 4:
[[Файл:Chapelcross Nuclear Power Station 2.jpg|мини|300п|АЕЦ „Чапълкрос“, Шотландия]]
'''Ядрената енергетика''' е клон на [[енергетика]]та, обхващащ генерирането на [[електрическа енергия|електрическа]] и [[топлинна енергия]] от [[ядрен реактор|ядрени реактори]]. През
<ref name="wna">{{Cite web|url=http://world-nuclear.org/info/Facts-and-Figures/World-Nuclear-Power-Reactors-and-Uranium-Requirements/#.Udg9Jqxc3YU|title=World Nuclear Power Reactors & Uranium Requirements|publisher=WNA|year=2013}}</ref>
Първите ядрени реактори са построени през 1940-те години. В началото на 1950-те този вид енергетика навлиза в разцвет заради икономическия и военно-технологичен подем след края на [[Втората световна война]]. До средата на 1980-те са построени стотици ядрени реактори в десетки държави по света, а към 2012 година десетки са в процес на изграждане. Най-големите производители на енергия от АЕЦ в световен мащаб са САЩ, Франция, Южна Корея, Великобритания, Русия, Канада и Китай. Някои държави планират изграждането на нови мощности, докато други големи производители планират закриване на мощности, а някои смятат да закрият всичките си АЕЦ като Германия (до 2022 г.)
<ref name="BBC News">{{Cite web|url=http://www.bbc.co.uk/news/world-europe-13592208|title=Germany: Nuclear power plants to close by 2022|publisher=BBC|year=2011}}</ref>, Белгия (до
Споровете около развитието ядрената енергетика са свързани главно с повишаващата се цена на АЕЦ, безопасността им и радиоактивните отпадъци. Дебатите за безопасността възникават след три значими аварии в атомни електрически централи (АЕЦ)
== История ==
Ред 18:
През 1932 [[Джеймс Чадуик]] открива неутрона. Две години по-късно групата на [[Енрико Ферми]] в [[Рим]] провежда експерименти по бомбардиране на уранови ядра с неутрони. Първият успешен експеримент за [[ядрено делене]] е проведен през 1938 в [[Берлин]] от немските физици [[Ото Хан]] и [[Фриц Щрасман]]. Експериментът се потвърждава от австрийските физици [[Лиза Майтнер]] и [[Ото Фриш]] в Швеция.
Първият реактор, [[Chicago Pile-1]], достига критичната точка на 2 декември 1942 като част от
За пръв път електричество е генерирано на [[20 декември]] [[1951]] в експерименталната станция [[EBR-I]] близо до [[Арко, Айдахо]], с начален капацитет от 100 кВ. Този реактор е и първият, който частично се разтопи през 1955.
Ред 24:
През 1952, проучването направено от Комисията Палей (Paley Commission) (''Президентска комисия за материалите'') за президента [[Хари Труман]] дава „относително песимистична“ оценка на атомната енергия, и препоръчва „проучванията в целия спектър на слънчевата енергетика“.<ref name="ieer">{{Cite web|url=http://www.ieer.org/reports/npd.html|title=The Nuclear Power Deception|accessdate=--|publisher=Institute for Energy and Environmental Research|year=1996|author=Makhijani, Arjun and Saleska, Scott}}</ref> През декември 1953 в своето обръщение президентът [[Дуайт Айзенхауер]], „Мирният атом“ (Atoms for Peace), постави началото на правителствената подкрепа в САЩ за използване на атомната енергия.
През 1954, [[Леви Щраус]](Lewis Strauss), тогава председател на [[Комисия по атомна енергия на САЩ|Комисията по атомна енергия на САЩ]](United States Atomic Energy Commission) (предтеча на [[Комисия по атомна енергия-САЩ]]/Nuclear Regulatory Commission/) говори за електричество ''прекалено евтино, за да се мери'' (
На [[27 юни]] [[1954]], първата в света атомна електроцентрала, свързана към [[национална електропреносна мрежа|националната електропреносна мрежа]] започва да работи в [[Обнинск]], [[Съюз на съветските социалистически републики|СССР]]. Реакторът произвежда 5 мегавата електричество, достатъчно за 2 000 домакинства.<ref name="IAEANews">{{cite web|title=From Obninsk Beyond: Nuclear Power Conference Looks to Future|work=International Atomic Energy Agency|url=http://www.iaea.org/NewsCenter/News/2004/obninsk.html|accessdate=June 27|accessyear=2006}}</ref><ref name="WNA">{{cite web|title=Nuclear Power in Russia|work=World Nuclear Association|url=http://world-nuclear.org/info/inf45.htm|accessdate=June 27|accessyear=2006}}</ref>
Ред 30:
През 1955 Първата Женевска конференция на [[Обединени нации|Обединените нации]] става най-голямото дотогава събиране на научни работници и инженери за дискутиране на технологията. През 1957 от [[Европейска икономическа общност]] (понастоящем [[Европейски съюз]]) е създадена организацията [[Евроатом]]. През същата година се създава и [[Международна Агенция по Атомна Енергия]] (МААЕ).
Първата комерсиална атомна електроцентрала е „Calder Hall“ в [[Селафийлд]] (Sellafield), [[Англия]], която е открита през [[1956]] с начален капацитет от 50 МВ (след това 200 МВ).<ref name="bbc17oct">{{Cite web|url=http://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/october/17/newsid_3147000/3147145.stm|title=On This Day: 17 October|accessdate=2006-11-09|publisher=BBC News}}</ref> Реакторът Shippingport
Една от първите организации, разработващи атомна енергия е Флотът на САЩ, където тя се използва за задвижване на [[подводница|подводници]] и [[самолетоносач]]и. Техните системи са много сигурни, благодарение на адмирал [[Хайман Риковер]] (Hyman G. Rickover), водеща фигура в разработките. Флотът на САЩ използва най-много ядрени реактори, повече дори и от [[Руския флот]], без публично известни инциденти. Първата атомно задвижвана подводница, [[Наутилус (SSN-571)|„Наутилус“]] (SSN-571), е пусната в експлоатация през [[1955]]. Две подводници [[USS Scorpion (SSN-589)|„Скорпиън“]] и [[USS Thresher (SSN-593)|„Трешър“]], са потънали, но не поради инциденти с техните реактори, а останките им са на такива места, че рискът от замърсяване се счита за нисък.
Ред 37:
== Приложение ==
[[Файл:EIA2007 f4.jpg|мини|250п|Историческо и прогнозно развитие на източниците на енергия в света, 1980
През 2004, атомната енергетика осигурява 6.5% от енергията и 15.7% от електричеството в света. [[Съединени американски щати|САЩ]], [[Франция]], и [[Япония]] заедно произвеждат 57% от това електричество.<ref name="iea_pdf">{{Cite web |url= http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/key_world_energy_stats-1.pdf |title=Key World Energy STATISTICS
"Друг фактор, оказващ негативно влияние върху енергийната сигурност на България, за който много се говори, е спирането на 3-ти и 4-ти блок на АЕЦ
Много военни и някои цивилни (например някои [[ледоразбивач]]и) кораби използват [[ядрено задвижване]].
На международно ниво се работи върху подобряване на безопасността. Например [[пасивна безопасност]] използване на термоядрена реакция и допълнително използване на произведената топлина
=== Разработване ===
Ред 51:
[[Файл:Nuclear Power Plant Cattenom a.png|мини|250п|Атомна електроцентрала]]
[[Петролна криза от 1973 година|Нефтената криза
Първоначално
[[Файл:Satsop Development Park 07780.JPG|мини|250п|Блокове на електроцентрала в Съединените щати, строителството на които е прекратено]]
Ред 59:
През 70-те и 80-те години на 20-ти век нарастващата икономическа стойност (свързана с повишеното време за построяване, най-вече заради законови промени и спорове) и намаляващата стойност на изкопаемите горива намалява значимостта на атомните централи в строеж. През 80-те (в САЩ) и 90-те (в Европа), линейното повишаване на потреблението и [[приватизация]]та на електроразпределението също допринася за намаляване на нуждата от нови мощности.
В края на 20-ти век се създава негативно отношение към атомната енергия, най-вече поради нарастващия страх от възможен ядрен инцидент и от страха от радиоактивността, а също и създаването, транспорта и съхранението на атомни отпадъци. Инцидентите през 1979 в „[[Инцидент на Тримилния остров|Three Mile Island]]“ и през [[1986]]
<!--Unlike the Three Mile Island accident, the much more serious Chernobyl accident did not increase regulations affecting Western reactors since the Chernobyl reactors were of the problematic [[RBMK]] design only used in the Soviet Union, for example lacking [[containment building]]s.<ref name="NRC">{{cite web|title=Backgrounder on Chernobyl Nuclear Power Plant Accident|work=[[Nuclear Regulatory Commission]]|url=http://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/chernobyl-bg.html|accessdate=June 28|accessyear=2006}}</ref> An international organization to promote safety awareness and professional development on operators in nuclear facilities was created: [[WANO]]; World Association of Nuclear Operators.
[[Austria]] (1978), [[Sweden]] (1980) and [[Italy]] (1987) (influenced by Chernobyl) voted in referendums to oppose or phase out nuclear power, while opposition in [[Republic of Ireland|Ireland]] prevented a nuclear program there.-->
=== Бъдещето ===
Бъдещето на ядрената енергетика е обект от отдавна на много дълги спорове и дискусии.
Според World Nuclear Association
[[Image:Nuclear power station.svg|thumb|650px|center|Състояние на ядрената енергетика по света:
Line 75 ⟶ 76:
<ref name="iaearuc">{{Cite web|url=http://www.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/UnderConstructionReactorsByCountry.aspx|
title=МААЕ
Строителството на реакторите във Франция закъснява и оскъпяването им достига вече до 3 пъти.<ref name="reuters0">{{Cite web|url=http://www.reuters.com/article/2012/12/03/us-edf-nuclear-flamanville-idUSBRE8B214620121203|title=EDF raises French EPR reactor cost to over $11 billion|publisher=Reuters|year=2012}}</ref>
Във WNA виждат бъдещето по-оптимистично и от настоящето. На базата на разговори с експерти от различни страни те са разработили дългосрочна прогноза, в която се пронозира, че мощностите на АЕЦ в света от 367ГВ в най-лошия случай ще се удвоят през
== Сигурност ==
Line 86 ⟶ 87:
В историята на ядрената енергетика са се случвали и сериозни инциденти. Най-големите аварии в АЕЦ се случват в Чернобил, Фукушима и Три Майл Айлънд. Други инциденти включват аварии в реакторите на съветските ядрени подводници [[Подводница К-19|К-19]], [[Подводница К-27|К-27]] и [[Подводница К-431|К-431]], и разпадане на атомната батерия на спътник [[NAVSAT]] при навлизане в атмосферата през 1960-те години. Продължава разработването на технологии за т.нар. „пасивна сигурност“ и на методи за [[ядрен синтез]].
Ядрената енергетика е предизвикала значително по-малко смъртни случаи при аварии от всички останали мащабни източници на електроенергия. Производството от въглища, природен газ и водноелектрически централи са причинили много повече смъртни случаи.<ref name="inference.phy.cam.ac.uk">{{Cite web |url= http://www.inference.phy.cam.ac.uk/withouthotair/c24/page_168.shtml |title=Dr. MacKay ''Sustainable Energy without the hot air'' |page= 168 |work= Data from studies by the Paul Scherrer Institute including non EU data |accessdate=15 September 2012}}</ref><ref name="Starfelt">{{citation |url=http://manhaz.cyf.gov.pl/manhaz/strona_konferencja_EAE-2001/15%20-%20Polenp~1.pdf |title=Economic Analysis of Various Options of Electricity Generation
== Сравнение с възобновяемите източници на енергия ==
Ядрената енергетика може да се разгледа като възобновяем източник на енергия поради липсата на емисии на парникови газове при производството на електроенергия.<ref>[http://www.world-nuclear.org/uploadedFiles/org/reference/pdf/comparison_of_lifecycle.pdf Comparison of Lifecycle Greenhouse Gas Emissions of Various Electricity Generation Sources]</ref> Основната инвестиция при реакторите и ветрогенераторите е тази за построяването им. За 2008 година разходите по поддръжка (на единица произведена енергия) за ядрените електроцентрали са малко по-високи от тези за вятърните централи според Администрацията по информация за енергетиката
Експлоатационният цикъл на АЕЦ е около 40 години, докато този на ветропарковете е около 25 години.<ref>[http://doria17-kk.lib.helsinki.fi/bitstream/handle/10024/39685/isbn9789522145888.pdf?sequence=1 Comparison of Electricity Generation Costs] Table 1 and page 24</ref> Ветрогенераторите обаче могат лесно да се подменят с нови, докато ядреният реактор трябва да бъде спрян при изтичане на неговия експлоатационен ресурс. Атомните електроцентрали се нуждаят също и от хранилища за отработеното гориво, а част от компонентите им трябва да се складират като радиоактивен отпадък.<ref>[http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=nuclear-waste-lethal-trash-or-renewable-energy-source Spent Nuclear Fuel: A Trash Heap Deadly for 250,000 Years or a Renewable Energy Source?]</ref><ref>{{cite web|url=http://www.unep.org/yearbook/2012/pdfs/UYB_2012_CH_3.pdf|title=Closing and Decommissioning Nuclear Power Plants|date=March 7, 2012}}</ref>
Разходите по построяването на атомна електроцентрала се покачват в последните години, докато тези за изграждането на ветрогенератори и фотоволтаични паркове спадат.<ref>{{cite web|url=http://phys.org/news200578033.html|title=Is solar power cheaper than nuclear power?|date=August 9, 2010|accessdate=2013-01-04}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.ncwarn.org/wp-content/uploads/2010/07/NCW-SolarReport_final1.pdf|title=Solar and Nuclear Costs
== Икономика ==
След [[Авария на АЕЦ Фукушима I|аварията във Фукушима]] през 2011 г. ядрената енергетика в света е изправена пред сериозни финансови затруднения.<ref name="оreh0">{{Cite web|url=http://www.usnews.com/news/articles/2012/03/30/expert-nuclear-power-is-on-its-deathbed|title=Expert: Nuclear Power Is On Its Deathbed|publisher=US News|year=2012}}</ref>
Старите реактори в повечето случаи нямат проблем да продават електроенергията си на печалба. Себестойността на тока от реактори присъединявани през 1985 г. когато в света са присъединявани по 33 реактора на година (8
След аварията във Фукушима бяха въведени много по-строги изисквания за сигурност и на много реактори се наложи да направят големи неочаквани инвестиции. Неподвижните части на един реактор имат живот над 60 години, но всички движещи се части и тръби трябва да се обновяват редовно и да са в изрядно състояние, което изисква също много средства. В САЩ, където цената на природния газ падна непредвидено към 5
Финансовите параметри на нов АЕЦ на теория се изисляват като първо се пресметнат конструктивните разходи (construction cost) при осчетоводяване на всички финансови потоци от текуща цена на реактора (overnight cost), лихви, оскъпяване, инфраструктура и т.н. до датата когато АЕЦ възвърне първия вложен лев. След това се прибавят всички оперативни разходи и се разпределят за да се изчисли себстойността на тока (levelized cost). Целият процес изисква доста допускания, като резултатът е особено чувствителен към точното определяне на датата на пуск и сконтовия процент (discount rate). При желание резултатът може лесно и да се манипулира, а за съжаление в Еврпа и Америка в момента почти не се строят АЕЦ за да се вземат просто статистически данни.
По последни данни, реакторът във Франция Flamanville 3 ще струва минимум 5151EUR/kW
<ref name="lemonde">{{Cite web|url=http://www.lemonde.fr/planete/article/2012/12/03/le-cout-de-l-epr-de-flamanville-encore-revu-a-la-hausse_1799417_3244.html|title=Le cout de l'EPR de Flamanville encore revu a la hausse|publisher=Le Monde|year=2012}}</ref>. В момента вече във Франция се присъединяват фотоволтаици с дългосрочни договори при цена на
title=UK nuclear debates|publisher=UK parliament|year=2013}}</ref> и сделката трудно би се осъществила <ref name="telegraph">{{Cite web|url=http://www.telegraph.co.uk/finance/newsbysector/energy/10004699/EDF-prepared-to-let-UK-nuclear-talks-fail.html|title=EDF prepared to let UK nuclear talks fail|publisher=The Telegraph|year=2013}}</ref>
Line 112 ⟶ 113:
== Проблеми, свързани с ядрената енергетика ==
=== Изтегляне от употреба ===
Поддръжката на ядрените реактори и съпътстващите ги инсталации продължава дълго, след като те са спрели да произвеждат електроенергия. Реакторите и станциите за обогатяване на уран (ако са налични) трябва да бъдат разглобени и обработени така, че оставащите помещения и оборудване да са безопасни. След известен период на охлаждане (който при някои типове реактори може да продължи десетилетия), реакторите се нарязват, опаковат и преработват. Този процес е много скъп, времеемък, крие опасности за служителите и околната среда, и увеличава риска от инцидент или саботаж.
Ред 122:
== Ефект върху околната среда ==
[[Image:Sovacool 2008 life-cycle study.png|thumb|400п|център|Мета-анализ от Бенджамин Совакуул на 103 различни изследвания. Според анализа емисиите на CO<sub>2</sub> от АЕЦ за целия ѝ жизнен цикъл възлизат на 66.08 g/kWh (грама на киловатчас). Резултатите от различни източници на [[възобновяема енергия]] показват емисии от порядъка на
Анализите на емисии на [[въглероден диоксид]] (CO<sub>2</sub>) при производството на електроенергия от ядрени реактори показват, че ядрената енергетика е сравнима с възобновяемите източници на енергия в това отношение. Отделянето на парникови газове е в пъти по-високо при енергията, произвеждана от полезни изкопаеми (въглища, газ, нефт).<ref name=sov>Benjamin K. Sovacool. [http://www.nirs.org/climate/background/sovacool_nuclear_ghg.pdf Valuing the greenhouse gas emissions from nuclear power: A critical survey]. ''Energy Policy'', Vol. 36, 2008, p. 2950.</ref><ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf100.html Energy Balances and CO2 Implications] World Nuclear Association November 2005</ref><ref>{{cite web |url= http://www.nei.org/keyissues/protectingtheenvironment/lifecycleemissionsanalysis/ |title=Life-cycle emissions analyses |publisher=Nei.org |date= |accessdate=2010-08-24}}</ref> При ядрената енергия обаче остават радиоактивни отпадъци.▼
▲Анализите на емисии на [[въглероден диоксид]] (CO<sub>2</sub>) при производството на електроенергия от ядрени реактори показват, че ядрената енергетика е сравнима с възобновяемите източници на енергия в това отношение. Отделянето на парникови газове е в пъти по-високо при енергията, произвеждана от полезни изкопаеми (въглища, газ, нефт).<ref name=sov>Benjamin K. Sovacool. [http://www.nirs.org/climate/background/sovacool_nuclear_ghg.pdf Valuing the greenhouse gas emissions from nuclear power: A critical survey]. ''Energy Policy'', Vol. 36, 2008, p. 2950.</ref><ref>[http://www.world-nuclear.org/info/inf100.html Energy Balances and CO2 Implications] World Nuclear Association November 2005</ref><ref>{{cite web |url= http://www.nei.org/keyissues/protectingtheenvironment/lifecycleemissionsanalysis/ |title=Life-cycle emissions analyses |publisher=Nei.org
Според Научната комисия по ефектите на атомната радиация към [[ООН]] (UNSCEAR), работата на атомни електроцентрали, включително операциите около горивния цикъл, отделят в околната среда радиоизотопи с облъчваща стойност от 0,0002 mSv (мили[[сиверт]]а) на година, в световен мащаб.<ref name=UNSCEAR_GA>{{cite web |url= http://www.unscear.org/docs/reports/2008/09-86753_Report_2008_GA_Report_corr2.pdf |title=UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly |publisher=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation |year=2008}}</ref> За сравнение, естственият световен радиационен фон възлиза на 2,4 mSv годишно, в зависимост от местоположението може да варира от 1 mSv до 13 mSv годишно.<ref name=UNSCEAR_GA/>. Остатъчната радиация от най-тежкия ядрен инцидент — този в Чернобил — към 2008 година възлиза на 0,002 mSv годишно в световен мащаб, като в годината на аварията (1986) е била 0,04 mSv на човек годишно за цялото [[Северно полукълбо]], и много по-висока сред ликвидаторите и райони в непосредствена близост до аварията.<ref name=UNSCEAR_GA/>▼
▲Според Научната комисия по ефектите на атомната радиация към [[ООН]] (UNSCEAR), работата на атомни електроцентрали, включително операциите около горивния цикъл, отделят в околната среда радиоизотопи с облъчваща стойност от 0,0002 mSv (мили[[сиверт]]а) на година, в световен мащаб.<ref name=UNSCEAR_GA>{{cite web |url= http://www.unscear.org/docs/reports/2008/09-86753_Report_2008_GA_Report_corr2.pdf |title=UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly |publisher=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation |year=2008}}</ref> За сравнение, естственият световен радиационен фон възлиза на 2,4 mSv годишно, в зависимост от местоположението може да варира от 1 mSv до 13 mSv годишно.<ref name=UNSCEAR_GA/>. Остатъчната радиация от най-тежкия ядрен инцидент
== Бележки ==
|