А.Н. Базарова учитель СШ №16 г. Астаны

Annotation
Present paper investigates the role of atomic energy in power engineering structure in the foreseeable future as more and more specialists see nuclear energy as a way to solve the problem of reliable energy supply and to ensure a delivery of energy to consumers. The paper refers to the current state, shortcomings and various ways of transition to innovative technologies of atomic power engineering.

Открытие цепной реакции деления урана нейтронами подтолкнуло атомную науку и технику в сторону применения в военных целях. Для производства ядерного оружия были созданы индустриальный сектор, который включает в себя разведку и добычу урановой руды, извлечение урановых соединений, производство высокообогащенного урана и плутония.
Первая атомная электростанция была сдана в эксплуатацию 27 июня 1957 г. в Обнинске, в СССР, в 1956 г. Великобритания запустила свою первую АЭС, а в 1957 г. – США. В 1960-70-е гг. было запланировано строительство значительного количества АЭС, однако не все проекты были осуществлены. Аварии на АЭС в США и Чернобыле возродили опасения относительно безопасности атомной энергетики, привели к прекращению строительства АЭС и снижению их конкурентоспособности. В конце 1980-х гг. было остановлено строительство новых АЭС  в США и Европе. Однако чернобыльская катастрофа и изучение причин ее возникновения заставили специалистов уделить внимание проблеме стандартов в проектировании, строительстве и эксплуатации АЭС, подготовке высококвалифицированных кадров для атомной отрасли, а также культуре безопасности. Отсутствие крупных аварий в ядерной отрасли в течение многих лет восстановило доверие общественности. К тому же к концу XX  века в мире обострилась проблема производства энергии. Стремительный рост потребления электроэнергии, ограниченность и неравномерное распределение энергоресурсов заставили мировое общество искать альтернативные источники энергии. Следовательно многие государства решили развивать атомную энергетику ввиду ее преимуществ перед традиционными источниками энергии.
В настоящее время использование ядерной энергии обеспечивает примерно 14% мирового электроснабжения и примерно 6% общего мирового энергопотребления, сейчас в 30 странах эксплуатируется 441 реакторов: США (104), Франция (58), Япония (54), Россия (32), Южная Корея (21), Индия (19). В 2009 г. доля атомной энергетики в мировом производстве электроэнергии составила  14%. На разных стадиях строителства находится еще 61 атомный реактор. Согласно докладу МАГАТЭ о состоянии и перспективах атомной энергетики, 65 стран, ранее не имевших АЭС, проявляют интерес к атомной энергетике, 25 из них планируют начать использование атомной энергии к 2030 г., такие как Бангладеш, Беларусь, Казахстан, ОАЭ, Турция и т.д.
Доля ядерной энергетики в глобальном производстве электроэнергии немного снизилась в последние годы. Однако общий объем производства электроэнергии на АЭС увеличивается по мере того, как обеспечение эксплуатационной готовности станций, повышение их мощности и строительство новых станций компенсируют потери, обусловленные остановом станций старшего поколения.
Увеличивается как общий объем производимой энергии, так и объем энергопотребления в расчете на душу населения. Общие мировые потребности в энергии возросли за период с 1970 по 2006 год в 2,5 раза. В течение последних десятилетий возросла также доля электроэнергии в общем объеме производимой энергии.
За период 1990-2004 годов общее увеличение выработки электроэнергии на АЭС составило примерно 714 TВт/ч (приблизительно 40%) [2].
Среди преимуществ ядерной энергетики следует отметить низкие эксплуатационные издержки и низкую зависимость от конъюнктуры мирового рынка ядерного топлива: затраты на производство электроэнергии на АЭС относительно стабильны, поскольку стоимость топлива составляет небольшую долю общих производственных затрат; доля уранового сырья составляет приблизительно 5%, а уранового топлива после обработки - приблизительно 15% [1].  
Ряд некоторых ключевых недостатков современной ядерной энергетики:
•    Открытый ЯТЦ тепловых реакторов, что предопределяет ограниченный топливный ресурс и создаёт проблему обращения с ОЯТ и РАО;
•    Большие капитальные затраты на сооружение АЭС;
•    Низкая способность АЭС к маневру мощностью с несением преимущественно базовой нагрузки.
Современные АЭС используют в качестве топлива в основном изотоп U-235, содержание которого в природном уране менее 1%. Основной же изотоп U-238 пока практически не используется, фактически являясь производственным отвалом. Если рассматривать эволюцию энергопотребления в развитых и развивающихся странах, то можно сделать вывод, что  спрос на энергоресурсы к 2050 г.  увеличится в 3 раза. По сравнению с современным состоянием к середине столетия мировая добыча угля увеличится в 4 раза, использование биомассы и отходов - в 3 раза, гидроэнергетика - в 2 раза, различных источников возобновляемой энергии - в 9 раз, атомная энергетика - в 3 раза. Несмотря на такой значительное увеличение энергоресурсов, в недалёком будущем будет остро ощущаться дефицит энергии.
Анализ динамики мировой добычи нефти и газа показывает, что на рубеже 2010-2025 годов в мире будет пройден максимум добычи органического топлива [2].
На сегодняшний день рассматриваются долгосрочные перспективы развития ядерной энергетики, нацеленные на разработку усовершенствованных ядерных систем, включая реакторы и топливные циклы. Такие ядерные энергетические системы поколения IV должны отвечать следующим требованиям:
Устойчивость: обеспечение чистоты воздушной среды, долгосрочной работоспособности систем и эффективного использования топлива для производства энергии повсюду в мире; сведение к минимуму производства ядерных отходов и обеспечение надлежащего обращения с ними, а также сокращение сроков их хранения.
Экономическая эффективность: обеспечение более низких расходов в течение срока службы по сравнению с другими энергетическими системами и уровня финансовых рисков, сопоставимого с рисками других энергетических проектов.
Безопасность и надежность: обеспечение более высокого уровня безопасности и надежности по сравнению с другими системами; сведение к минимуму вероятности и степени повреждения активной зоны; исключение необходимости вмешательства со стороны в случае чрезвычайной ситуации.
Устойчивость в плане нераспространения и физической защиты: характеристики, затрудняющие или препятствующие утечке или хищению материалов, пригодных для оружейного использования, а также обеспечение повышенной физической защиты от террористических актов [3],[5].
Выводы и заключение
Перспективы роста и развития ядерной энергетики зависят от решения ряда проблем, которые включают:
• продолжение усердных усилий по обеспечению безопасности и надежности ядерных установок;
• повышение экономической конкурентоспособности;
• достижение и сохранение доверия населения к ядерной энергетике;
• сохранение и повышение компетентности кадровых ресурсов;
• продолжение успешного обращения с отработавшим топливом и радиоактивными отходами
• демонстрация успешных результатов окончательного захоронения отработавшего топлива и высокоактивных отходов;
• обращение с ядерным топливом и принятие его перевозки;
• поддержание доверия к ядерному нераспространению и физической ядерной безопасности;
• создание приемлемой инфраструктуры в странах, внедряющих ядерную энергетику;
• обеспечение разработки апробированных проектов реакторов, подходящих для конкретных стран;
• эффективное и устойчивое использование ресурсов в долгосрочной перспективе.
Использование ядерной энергетики в применениях, не связанных с производством электроэнергии, может расшириться в будущем в таких областях, как опреснение морской воды, централизованное теплоснабжение, применение технологического тепла в производственных целях и для ожижения угля, а также производство водорода.
В целом, можно выделить следующие перспективные направления исследований и сотрудничества:
•    Моделирование и системный анализ стратегии развития ядерного топливного цикла с учетом динамики изменения нуклидного состава топлива.
•    Оценка и оптимизация технико-экономических показателей перспективных АЭС с реакторами на быстрых и тепловых нейтронах.
•    Анализ радиационной и экологической безопасности при обращении с радиоактивными материалами в ядерной энергетике.
•    Анализ потенциальных возможностей реакторов различного типа по утилизации энергетического и оружейного плутония.
•    Разработка стратегии утилизации энергетического и оружейного плутония в ядерной энергетике.
•    Исследование характеристик реакторов различного типа с топливными композициями, содержащими торий и уран-233.
•    Разработка стратегии вовлечения тория и урана-233 в топливный цикл ядерной энергетики.
•    Технико-экономические исследования по ядерной энергетике и предприятиям ядерного топливного цикла совместно с другими институтами и предприятиями [4].

Список литературы:
[1]       Доклад МАГАТЭ «Международное состояние и перспективы
ядерной энергетики GOV/INF/2008/10-GC(52)/INF/6, 2008.
[2]     Статья « Ядерная энергетика: положение дел в мире», Алан   Макдональд. Бюллетень МАГАТЭ 49-2 , март 2008.
[3]     Доклад Генерального директора МАГАТЭ  «Развитие инновационных               ядерных технологий» GOV/2004/55-GC(48)/14 Date: 12 August 2004.
[4]     Nuclear technology review 2008 (IAEA).
[5]     Ежегодный доклад Генеральной конференции МАГАТЭ о делах агентства и обо всех проектах, утвержденных агентством за 2007 год.  www.iaea.org