Первый в мире энергетический пуск атомной станции — Обнинской АЭС — состоялся 26 июня 1954 года в 17:45. На следующий день ее официально подключили к сети. По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), на конец 2023 года действующих реакторов было 413 в 31 стране мира с общей мощностью около 372 ГВт. Все они дают около 9% мировой электроэнергии. Давайте разберемся, как это все работает и насколько атомные станции безопасны, ведь в белорусах все еще живет страх из-за Чернобыльской трагедии .
Как работает АЭС — в деталях, но по-человечески
В основе работы одного из современных атомных изобретений — водоводяной реактор (PWR, Reactorized Water Reactor). В нем используется обогащенный уран-235 в виде топливных таблеток, собранных в тепловыделяющих сборках. При цепной реакции деления атомов урана высвобождается огромное количество тепловой энергии.
Этот теплонагреватель нагревает воду в первом контуре (это такой отдельный "кровоток" станции) до температуры выше 300 °C. Чтобы вода не закипала, ее держатель при таком давлении — более 150 атмосфер. Эта вода не соприкасается с турбиной: она циркулирует по замкнутому контуру через теплообменник (парогенератор), где передает тепло второму — чистому — водяному контуру.
Во втором контуре вода превращается в пар высокого давления, который вращает турбогенератор — огромную турбину, соединенную с генератором электроэнергии. После этого пар охлаждается в конденсаторе и снова превращается в воду, чтобы повторить цикл заново.
Таким образом:
-
первый контур — радиоактивный, но герметичный;
-
второй — "чистый", механически связанный с турбиной;
-
третий контур (если есть) — отвечает за охлаждение, например, с помощью воды из реки, градирни или моря.
Все это работает в режиме контроля с резервными цепями защиты: если где-то давление падает или температура растет — реактор мгновенно глушится.
Куда девается топливо?
Ядерное топливо эффективно работает около трех лет, затем его извлекают и перемещают в специальные охлаждающие бассейны. Через несколько лет его можно отправить на переработку. Либо — при отсутствии технологий — хранить как высокоактивные отходы в специальных бетонных контейнерах, устойчивых к пожарам, ударам, затоплению и времени (десятки тысяч лет).
Безопасность и экология
Современные АЭС проектируются по принципу "глубокоэшелонированной защиты". Вот что это значит на разных этапах...
Матрица топлива — это урановые таблетки, заключенные в циркониевые условия, которые герметично удерживают большую часть радионуклидов.
Топливные сборки — собраны в прочные кассеты, устойчивые к деформации.
Реакторная установка — внутри герметичного корпуса из стали толщиной до 20 см.
Контайн (купол, саркофаг) — массивная бетонная оболочка, выдерживающая взрывы, удары самолета и давление при аварии.
Системы аварийного охлаждения — активные и пассивные, работают даже при отключении энергии.
Операторы и автоматизация — круглосуточный мониторинг, многократное резервирование, обучение по ЧС.
Реакторы нового поколения (например, ВВЭР‑1200, как в Беларуси) могут остыть и остановиться самостоятельно, если всё остальное откажет — так называемая "некоторая пассивная безопасность".
Радиоактивный фон — меньше, чем кажется
Рядом с АЭС уровень радиации обычно меньше, чем радиационный фон в горах или при авиаперелете. Объясним.
1 мЗв в год — это максимум, который предусматривают нормы (МАГАТЭ, МАГР, ВОЗ) от искусственных источников: например, от работы АЭС, рентгена и т.д.
2,5 мЗв в год, которые получают белорусы — это естественное облучение:
-
— около 1,5–2 мЗв от радона в доме;
-
— остальное — от еды, космоса и земли;
- — плюс медицинские процедуры (можно добавить от 0,1 до нескольких мЗв).
Такой фон считается нормальным и безопасным.
Перевозка топлива и отходов — под контролем
Миф об "опасных грузовиках с ураном" давно опровергнут. За более чем 60 лет в мире было свыше 20 миллионов транспортных ядерных перевозок. При этом не было зафиксировано серьезных утечек излучения с последствиями для здоровья или окружающей среды.
Кстати, контейнеры по стандарту МАГАТЭ могут выдержать удар поезда, пожар, падение с высоты.
Да, случаются происшествия. Но…
Аварии на АЭС редки, но они высокорисковые, поэтому к ним относятся с предельным вниманием. Из наиболее известных:
-
Три-Майл-Айленд (США, 1979 г.) — частичное расплавление топлива, но без открытия. Это послужило урок для всей ядерной отрасли.
- Чернобыль (СССР, 1986 г.) — грубейшее нарушение техники безопасности и проектных решений привезло к катастрофе. На АЭС был устаревший реактор РБМК без защитного купола. Если бы такой саркофаг был, он мог бы предотвратить выброс.
- Фукусима (Япония, 2011 г.) — авария была вызвана цунами и отключением питания. Это спровоцировало переоценки рисков возникновения катастрофы.
Сегодня все АЭС прогнозируют даже маловероятные сценарии, включая теракты, падение самолета и одновременный отказ всех систем.
Кстати, белорусская АЭС имеет двойной купол — это стандарт для реакторов поколения III+ (например, ВВЭР-1200).
Мифы и правда
Миф 1: "Реактор может взорваться, как бомба". Не может — в реакторе нет необходимого обогащения урана.
Миф 2: "Ядерная энергия — главный источник радиации". Нет, это природный источник; АЭС дают лишь десятую часть годовой процентной доли излучения.
Миф 3: "Радиоактивные отходы неконтролируемые". Сегодняшние малообъемные, надежные контейнеры (типа МАГАТЭ "Б") не протекают даже при серьезных авариях.
Миф 4: "Атом — угроза экологии". Атомный энергобум — источник чистого электричества без СО₂.
Миф 5: "Безопасность враг прогресса". Это убеждение (чаще всего эмоциональное), что из-за чрезмерных требований к безопасности атомной энергетики новые станции строятся слишком долго, дорого и редко.
Мол, если бы не придирались к каждой гайке — давно бы уже весь мир жил на "мирном атоме". Но ведь это как жаловаться, что ремень безопасности мешает быстро доехать. На самом деле безопасность не мешает — она просто делает прогресс более медленным, но устойчивым. И даже помогает: доверие общества — главный топливный элемент атомной энергетики. Так что прогресс с тормозами — не враг, а гарантия того, что "мы доедем".
Делаем вывод: спустя 71 год после практического начала атомной энергетики АЭС остается зрелым, низкоуглеродным и относительно безопасным способом производства энергии. Технологии не без риска, но эти риски регулируются техническими нормами.
