#атомная энергетика

Эксперты госкорпорации «Росатом» подвели итоги выполнения комплексной программы развития техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в России за 2023 год.

Ключевое положение «обычной» химии — на протяжении веков — предполагало, что свойства химических элементов неизменны. В начале XX века стало ясно: это не так, ведь радий (и не только) может превращаться в другие элементы. Так в 1910 году появился термин «радиохимия». Она с самого начала была сконцентрирована на изучении химической природы и свойств радиоэлементов, а также продуктов их распада. Не менее важным оказалось изучение радиационных эффектов, которые эти элементы вызывают в тех или иных средах.

Человечество хотело добыть и обуздать ядерную энергию — фундаментальные науки обеспечили для этого теоретическую базу. Потребовалось реализовать теорию «в железе» — это сделали с помощью прикладных дисциплин: инженерного дела и материаловедения. Россия — несомненный лидер в мировой атомной отрасли, и на отечественных примерах Naked Science рассказывает, с какими практическими трудностями сталкиваются инженеры, проектирующие реакторы, почему в атомной отрасли приходится постоянно создавать новые материалы и как современные студенты могут стать баснословно успешными, всего лишь выбрав правильное направление обучения в области экзотического материаловедения.

Предложенные тепловыделяющие элементы для атомных реакторов позволяют им работать без перегрузки топлива много лет подряд. Это крайне актуально для АЭС малой мощности, на Крайнем Севере или в любых других зонах, удаленных от единых энергосистем, включая тропические острова.

Задержка с запуском французского реактора составила всего 14 лет. За счет такой оперативности финнам удалось ввести новинку в строй даже быстрее, чем самой Франции, где аналогичный реактор еще далек от завершения.

Участники мероприятия узнают, как происходит термоядерный синтез и чем он отличается от атомного распада.

Доктор физико-математических наук Георий Тихомиров расскажет, как развивались ядерные технологии.

Как показывает практика, ядерное топливо можно многократно использовать, а самые опасные долгоживущие продукты деления — безопасно «сжигать». Все, что нужно — уникальные технологии и правильно организованный «жизненный цикл» топлива. Naked Science разбирается в том, что такое ОЯТЦ, ЗЯТЦ и СЯТЦ, и как именно Росатом собирается полностью перевести российскую ядерную энергетику на реакторы на быстрых нейтронах.

Москва предоставит Египту кредит на 25 миллиардов долларов и сама построит на эти деньги четыре самых продвинутых экспортных ядерных реактора в мире. Увы, то, что подходит для египтян, может оказаться не очень востребовано в большинстве стран мира. А это значит, что массовый экспорт подобных систем — по «египетскому прецеденту» — далеко не гарантирован. Naked Science попробует разобраться почему.

В конце прошлого года в Nature вышла статья, авторы которой попробовали выяснить: способны ли СЭС и ВЭС полностью обеспечить планету электроэнергией. Исследователи пришли к неожиданным выводам: солнечная энергия не сможет стать главной на планете ни в какой перспективе. Теоретически основную роль в добыче энергии могли бы взять на себя ветряки. Однако из мини-расследования Naked Science ясно, что на самом деле — не могут. Почему же углеводороды все еще способны на то, что не под силам более «продвинутым» источникам энергии?

Пока Германия закрывает свои последние реакторы, КНР планирует ввести 150 новых атомных энергоблоков в ближайшие 15 лет. И часть из них будет вырабатывать совсем не электричество, а нечто, многократно более востребованное нашей цивилизацией: тепло. На отопление человечество тратит намного больше энергии, чем на электроэнергетику, а отапливаться от солнечных батарей и ветряков не выйдет наверняка. Несколько процентов от выработки электроэнергетики и сегодня уходят на отопление — но более 90% нужды в тепле покрывает не она, а обособленная от нее теплоэнергетика, в виде котельных в жилых кварталах и газовых котлов в отдельно стоящих домах. Заменить эти источники одной электроэнергией невозможно: от нее тепло будет выходить в несколько раз дороже.

Тория на Земле много больше урана, но уран пока дешевле. А еще в ториевых реакторах требуется растворение топлива в экзотических прозрачных солях и ряд других необычных технологических решений. И все же Китай пробует свои силы в этой технологии. Причина — надежда на то, что она решит ключевую проблему ядерной энергетики, резко снизив цену ее киловатт-часа. Но, вне зависимости от технического итога эксперимента, ториевые реакторы не будут успешны. Попробуем разобраться почему.

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Специализированная рабочая группа Европейской комиссии пришла к выводу, что атомная энергетика не наносит существенного вреда окружающей среде. Такое заключение совсем не понравилось экологическим активистам, но чтобы его оспорить им придется опровергнуть слишком много взвешенных и объективных доводов.

Пятый энергоблок АЭС «Фуцин» подключили к электросети — это полноценный ввод в эксплуатацию первого китайского атомного реактора поколения III+ Hualong One полностью собственной разработки. По мнению местных экспертов, знаменательное событие позволяет надеяться на успех этого типа реакторов не только на внутреннем, но и на международном рынке.

Один из наиболее частых вопросов по безопасности атомных реакторов — что будет, если случится землетрясение, цунами или, например, упадет самолет? Как ни странно, почти ко всем этим маловероятным случаям проектировщики атомных электростанций готовились. И даже в случае таких внешних воздействий, к которым проектировщики не готовили свои реакторы, они оказались вполне безопасными для окружающих. Попробуем подробнее разобраться в том, как АЭС удается добиться таких результатов.

Евросоюз поставил цель снизить выбросы СО2 на 60% к 2030 году, а к середине века — на все 100%. Добиться этого без переворота в генерации тепла не выйдет: даже в Британии, где климат нельзя назвать суровым, потребление тепла в зимние месяцы вчетверо больше электричества. Это делает отопление за счет СЭС и ВЭС невозможным. Европейцы считают, что решением вопроса может стать водород, из… природного газа. В России полагают, что АЭС способны отопить города просто в качестве побочного продукта своей работы. В Китае тоже рассчитывают на атом в отоплении, но экспериментируют с городскими «атомными котельными», как в позднем СССР. Какой из этих подходов победит и почему? Попробуем разобраться.

Одни говорят, что в мире миллионы тонн ядерных отходов и что их никогда не удастся надежно захоронить, в связи с чем Гринпис перекрывает железные дороги, по которым везут ядерные материалы, и требует свернуть всю ядерную отрасль в одночасье. Другие утверждают, что реальные ядерные отходы от деятельности АЭС во всем мире помещаются в куб со стороной десять метров. Как понять, кто прав, а кто — нет? И почему то, что для одних — «отходы», другие рассматривают как ценную инвестицию в будущее? Попробуем разобраться.

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

Обычно возобновляемой энергетикой называют только солнечную, ветровую и им подобные. Их же принято считать самыми безопасными и эффективными в борьбе с глобальным потеплением. Однако, согласно ряду научных работ, уран также следует называть возобновляемым источником энергии. В случае использования реакторов на быстрых нейтронах они способны обеспечить нынешний уровень потребления энергии человечеством на миллиарды лет вперед. Попробуем с точки зрения науки разобраться, какая же энергетика, на самом деле, наиболее безопасная.