А́томна електроста́нція (АЕС) — електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється на електричну. Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, котре виділяється в реакторі внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких елементів, потім так само як і на звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетвориться на електроенергію. На відміну від теплоелектростанцій, що працюють на органічному паливі, АЕС працює на ядерному паливі (переважно , , )
Унаслідок роботи АЕС утворюються радіоактивні відходи та відпрацьоване ядерне паливо. Вони є небезпечними для людини й довкілля, тож для знешкодження вимагають переробки та тривалого зберігання.
Історія
20 грудня 1951 року ядерний реактор вперше в історії людства виробив придатну для використання кількість електроенергії — в нинішній Національній Лабораторії INEEL Департаменту енергії США. Реактор виробив достатню потужність, щоби запалити простий ланцюжок з чотирьох лампочок 100 Вт. Після другого експерименту, проведеного наступного дня, 16 учених і інженерів, що брали участь в ньому, «увічнили» своє історичне досягнення, написавши крейдою власні імена на бетонній стіні генератора.
Того ж дня дослідний реактор-брідер EBR-1, що розміщувався в маленькій будівлі, котра і сьогодні, як і раніше, самотньо стоїть на відкритій рівнині в південно-східному Айдахо, підвищив виробок до 100 кіловатів, чого було достатньо для живлення всього його електроустаткування. Перша дослідницька мета EBR-1 полягала в розробленні й перевірці концепції реактора-брідера. 4 червня 1953 року Комісія з атомної енергії США оголосила, що реактор EBR-1 став першим реактором у світі, який продемонстрував брідінг плутонію й урану.
У 1962 році він став першим у світі реактором з плутонієвою активною зоною, який виробив електроенергію. Протягом всього наступного року він був джерелом цінних даних по брідінгу в реакторі з плутонієвим паливом і допомагав науковцям краще зрозуміти поведінку плутонію в реакторі, що діяв. 30 грудня 1963 року реактор був офіційно зупинений. 26 серпня 1966 року його оголошено національним історичним пам'ятником. (За матеріалами Національної лабораторії Айдахо, США).
1972 року на розроблюваному з 1958 року родовищі урану «Окло» в Габоні виявлено сліди ланцюгової реакції. Подальші дослідження підтвердили, що тут приблизно 2,0-1,8 мільярда років тому діяв єдиний відомий на 2011 рік природний реактор The natural nuclear reactor at Oklo: A comparison with modern nuclear reactors, Radiation Information Network, April 2005 .
Атомні електростанції у світі Перша у світі атомна електростанція потужністю 5 МВт, Обнінська АЕС, була запущена в СРСР 27 червня 1954 року в місті Обнінську, розташованому в Калузькій області.
У 1958 році введено в експлуатацію першу чергу Сибірської АЕС (місто Томськ-7, Томська область) потужністю 100 МВт (повна проєктна потужність 600 МВт). Того ж року розгорнулося будівництво промислової Білоярської АЕС (місто Зарічний, Свердловська область), а 26 квітня 1964 року генератор першої черги дав струм споживачам. У вересні 1964 року пущений 1-й блок Нововоронезької АЕС потужністю 210 МВт. Другий блок потужністю 350 МВт запущений в грудні 1969 року. У 1973 році почала працювати Ленінградська АЕС.
За межами СРСР перша АЕС промислового призначення потужністю 46 МВт введена в експлуатацію в 1956 році в Колдер-Голі (Велика Британія). За рік почала виробляти електроенергію АЕС потужністю 60 МВт в Шиппінгпорті (США).
Світовими лідерами у виробництві ядерної електроенергії є: США (788,6 млрд кВт·год/рік), Франція (426,8 млрд кВт·год/рік), Японія (273,8 млрд кВт·год/рік) і Німеччина (158,4 млрд кВт·год/рік)дані World Nuclear Association на 2004 рік.
Наприкінці червня 2008 року заступник голови Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ) Юрій Соколов наголошував, що, на його думку, до 2030 року атомні електростанції лишатимуться основним джерелом електроенергії та кількісно збільшаться на 60 %«Україна Молода», за 27 червня 2008.
Станом на квітень 2018 року у світі працювало 449 енергоблоків АЕС. Усі вони зосереджені в 45 країнах світу, зокрема: — 99 блоків АЕС; — 58 блоків АЕС; — 48 блоків АЕС; — 42 діє, із них тільки 8 працюють (роботу більшості АЕС було призупинено після Фукусімської аварії); — 37 блоків АЕС; — 19 блоків, ЧАЕС не працює після чорнобильської аварії.
Найбільша АЕС в Європі — Запорізька атомна електростанція в місті Енергодарі (Запорізька область), будівництво якої розпочато 1980 року і на середину 2008 року тут працювало 6 атомних енергоблоків (6-й введено в дію після відновлення проголошення незалежності — 19 жовтня 1995 року).
Найбільша АЕС у світі Касівадзакі-Каріва за встановленою потужністю (на 2008 рік) розташована в японському місті Касівадзакі префектури Ніїгата — в роботі перебувають п'ять киплячих ядерних реакторів (BWR) і два розширених киплячих ядерних реактори (ABWR), загальна потужність яких становить 8,212 ГВт.
На 2015 рік будувалося ще 65 атомних реакторівАтомна футурологія: яке майбутнє чекає енергетику України , 4 березня 2016, зокрема в країнах, які розвиваються. Передбачається, що до 2030 року ще вісім країн почнуть використовувати атомну енергетику, а три (Німеччина, Вірменія та Бельгія) відмовляться від атомних електростанцій, тож загалом це складе 35 країн, які використовуватимуть АЕС. Найбільше блоків АЕС, що тимчасово не працюють, — в Японії (через Фукусімську аварію).
2020 року в Об'єднаних Арабських Еміратах ввели в експлуатацію першу в арабських країнах атомну електростанцію БаракаВ ОАЕ ЗАПУСТИЛИ ПЕРШУ АТОМНУ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЮ . Підготовчі роботи тривали на АЕС протягом п'яти місяців.
На початку грудня 2023 року, як повідомили урядові ЗМІ Китаю з посиланням на заяву Національного управління енергетики, у китайській провінції Шаньдун офіційно запущено в комерційну експлуатацію першу у світі атомну електростанцію четвертого покоління. На АЕС Шидаован встановлено два високотемпературні газоохолоджувальні реактори (HTGR) потужністю 250 МВт коженWorld's 1st 4th-generation nuclear power plant goes into commercial operation in China. // Xinhua. Updated: 2023-12-06, 15:16Перша у світі АЕС четвертого покоління: Китай запустив в експлуатацію найбезпечнішу станцію. // Автор: Діденко Сергій. 06.12.2023, 20:23.
Українські АЕС
В Україні розташовані п'ять АЕС: Чорнобильська атомна електростанція (ЧАЕС) — у місті Прип'ять (Київська область); на ній у квітні 1986 року сталась одна з найбільших в історії людства техногенних катастроф (Чорнобильська аварія), внаслідок чого тривали й тривають досі значні трудомісткі й капіталомісткі аварійні роботи, заходи з відновлення стану постраждалих територій (так звана Чорнобильська зона) і населення, яке на них мешкало і проживає. Аварія на ЧАЕС спонукала людство переглянути райдужні перспективи зростання частки «мирного атому» у загальному видобутку електроенергії у світі; на більшості АЕС світу було вжито додаткових заходів і введені в дію додаткові системи захисту і безпеки, а в самій Україні до 22 жовтня 1993 року діяв мораторій на будівництво нових АЕСОфіційний сайт Запорізької АЕС . Понад 20 років ЧАЕС лишалась робочою АЕС, а її закриття стало однією з вимог до України з боку ЄС, а також передумовою для вступу України до СОТ. 21 липня 2007 року президент України Віктор Ющенко підписав указ про закриття ЧАЕС, яка, проте, і надалі працює й виконує завдання з перерозподілу електроенергії від інших електростанцій, поводження з радіоактивними відходами, відпрацьованим ядерним паливом тощо. Південноукраїнська атомна електростанція — у місті Південноукраїнськ (Миколаївська область); три атомних енергоблоки. Хмельницька атомна електростанція — у місті Нетішин (Хмельницька область); два атомних енергоблоки. Запорізька атомна електростанція — у місті Енергодар (Запорізька область); найбільша в Україні (і в Європі); шість атомних енергоблоків. Рівненська атомна електростанція — у місті Вараш; чотири атомних енергоблоки. На наявних українських АЕС встановлено 15 енергоблоків спільною потужністю 13 888 МВт, які виробляють приблизно 40-50 % від загального обсягу електроенергії в Україні.
2010 року частка АЕС у виробленні електроенергії по Україні складала 47,4 %.
Час від часу є повідомлення ЗМІ про позаштатні ситуації на українських (і не тільки) АЕС, в тому числі з аварійними вимкненнями окремих енергоблоків. Всі енергоблоки разом в Україні майже ніколи не працюютьНа Південно-Українській АЕС зупинили реактор, інфо «Кореспондент.нет» за 31-01-2001На українських АЕС працюють 12 з 15 енергоблоків, інформація ДК ядерного регулювання за 11-04-2005 .
Спосіб дії
Майбутнє Прогнози Світової енергетичної ради щодо можливих варіантів розвитку ПЕК засвідчують, що до 2100 року головними джерелами енергопостачання стануть АЕС та поновлювані джерела енергії, а частки електростанцій на нафті, природному газі (ТЕС, ТЕЦ) та особливо вугіллі будуть суттєво меншими.
Водночас багато досліджень MIT, Black & Veatch та DOE передбачають, що на природний газ та поновлювані джерела у майбутньому буде припадати більша частина виробництва електроенергії та тепла.
Застосування мікрореакторів В 2024 році Міністерство оборони США розпочало будівництво першої в країні атомної електростанції з мікрореактором IV покоління. Це проєкт Pele компанії BWXT Advanced Technologies, який реалізовуватимуть в Національній лабораторії Айдахо (INL). Метою проєкту є створення ядерного мікрореактора для забезпечення потреб військових об'єктів стабільним живленням електроенергією. Майбутній реактор матиме можливість працювати протягом трьох днів після його доставки на місце виконання завдання і забезпечуватиме свій демонтаж протягом семи днів після завершення експлуатації. Розробник створив високотемпературну установку з газовим охолодженням, що працює на триструктурно-ізотропному (Triso) низькозбагаченому урані (Haleu) з високим вмістом ізотопів. Вона може транспортуватися у звичайних морських контейнерах і матиме встановлену потужність 1-5 МВтУ США розпочалося будівництво першої атомної електростанції з мікрореактором. 29.09.2024, 14:51.
Примітки
Див. також Радіоактивне зараження Атомна енергія Атомна енергетика Чорнобильська аварія Список АЕС світу Ядерна установка Ядерна аварія Дискусія про атомну енергію
Джерела та література
Запорізька АЕС, офіційний сайт Довідник з ядерної енергетики на сайті «BBC»
Посилання