Надо отдать должное прозорливости древних греков. Ведь в греческой мифологии Уран ‒ сын богини земли Геи, отец титанов и сторуких исполинов.
История урана
Почти 190 лет назад, в 1789 г., берлинский химик М. Клапрот открыл в так называемой смоляной руде одного из саксонских месторождений (сейчас Яхимово, Чехия) новый для того времени элемент. Клапрот назвал его ураном (Uranium) в честь планеты Уран, незадолго до этого открытой астрономом В. Гершелем (1781 г.).
Клапрот выделил уран из природном желтом триоксиде урана UO3 восстановлением углем при высокой температуре: UO3 + С. Судя по описанию, он получил полуметаллическое вещество с металлическим блеском. В течение более 50 лет считалось, что Клапрот выделил чистое вещество ‒ элемент уран.
UO2 + С + 2Сl2 → UCl4 + СО2
UО2 + 2С + 2Сl2 → UCl4 + 2СО
Восстановлением тетрахлорида урана металлическим калием Пелиго затем удалось получить чистый металлический уран:
UCl4 + 4K → 4KCl + U
После работ Пелиго считали, что атомная масса урана 120, т.е. почти вдвое меньше, чем в действительности. Исправление этой ошибки путем удвоения величины атомной массы урана впервые было сделано Д.И. Менделеевым в первом издании «Основ химии» в 1871 г., потому что при атомной массе 120 урану не находилось места в периодической системе элементов.
Впоследствии при определении плотности паров UCl4, UBr4 и др. смелое предвидение Д.И. Менделеева полностью подтвердилось.
Позднее, в 1903 г., Д.И. Менделеев указывал на огромное значение урана как элемента с наивысшей атомной массой, сыгравшего исключительную роль в открытии радиоактивности. Он писал: «Убежденный в том, что исследование урана приведет еще ко многим новым открытиям, я смело рекомендую тем, кто ищет новых предметов для исследования, особо тщательно заниматься урановыми соединениями». Это высказывание Менделеева представляет собой как бы напутствие молодым поколениям химиков и подтверждает замечательную научную интуицию великого ученого. Менделеев проделал некоторые эксперименты и охарактеризовал оксиды, галогениды и некоторые другие соединения урана в свете периодического закона.
Следует отметить также большую роль и других русских ученых в развитии химии урана. В 1910 г. академиком В.И. Вернадским были начаты работы по обнаружению и изучению природных радиоактивных веществ, в частности урана, в нашей стране. Позднее эти исследования продолжили A.Е. Ферсман и К.А. Ненадкевич.
Академик В. И. Вернадский
Долгое время после открытия уран и урановые соединения имели довольно ограниченное практическое применение. Мало привлекал уран и внимание ученых. Несколько позднее его все же стали использовать, например для окраски стекол фонарей семафоров и светофоров в красный и зеленый цвет.
академик В.Г. Хлопин, крупнейший ученый-радиохимик, глава советской школы радиохимиков
Всего к этому времени в этих странах было построено около сотни заводов только по первичной переработке урановых руд. Их суммарная мощность достигала почти 48 000 т в год (по U3О8).
2. От 1841 г. до открытия Д.И. Менделеевым периодического закона и установления правильной атомной массы урана и его места в периодической системе элементов (1869-1871 гг.).
3. От 1871 г. до 40-х годов XX века, когда началось использование урана как источника ядерной энергии.
4. От начала 40-х годов XX века до наших дней. Этот последний период ‒ время бурного развития производства и применения урана.
Таким образом, уран, в течение всего XIX и первой половине XX века почти не привлекавший к себе внимания ученых, в последние время приобрел исключительно важное значение в связи с проблемой получения и использования атомной энергии.
История создания атомной промышленности России
1944 г. – получены первые в Евразии килограммы чистого урана.
Реакторный зал первой АЭС
Быстрый реактор БР-1
Схема реактора на быстрых нейтронах
Реакторный зал БН-350
Графитовая кладка реактора РБМК
В 1933 г. в Ленинграде была проведена I Всесоюзная конференция по ядерной физике. Она дала мощный толчок дальнейшим исследованиям. Годом позже А.И. Бродский впервые в СССР получил тяжелую воду. В 1935 г. И.В. Курчатов с группой сотрудников открыли явление ядерной изометрии. Двумя годами позже в Радиевом институте на первом в Европе циклотроне был получен первый пучок ускоренных протонов.
Я.Б. Зельдович
Ю.Б. Харитон
Ю.Б. Харитон
Благодаря огромным усилиям ученых работы продвигались быстрыми темпами. В 1946 г. впервые на континенте Евразия в реакторе Ф-1 под руководством Курчатова была осуществлена самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана. Эти работы позволили двумя годами позже запустить первый промышленный реактор по производству плутония. 29 августа 1949 г. на Семипалатинском полигоне был испытан первый советский ядерный заряд. Таким образом, был создан «ядерный щит» нашей страны.
И.В. Курчатов
А.П. Александров
Н.А. Доллежаль
Первая партия топлива для Обнинской АЭС в количестве 514 ТВЭЛов была изготовлена на Машиностроительном заводе в г. Обнинске.
В дальнейшем Курчатов выступил инициатором масштабного строительства мощных АЭС для нужд народного хозяйства. В 1964 г. был запущен первый блок Нововоронежской АЭС проектной мощностью 210 МВт. За ней последовала Ленинградская АЭС и другие. Было развернуто строительство АЭС в странах Восточной Европы.
При Е.П. Славском, стоявшем у руля отрасли с 1957 по 1986 гг., было построены крупные АЭС, значительное развитие получили работы по управляемому термоядерному синтезу. В 1967 г. в Институте физики высоких энергий был запущен крупнейший ускоритель протонов на энергию 70 миллиардов электронвольт. Его создание вывело нашу страну в лидеры исследований в области физики высоких энергий. Пять лет потребовалось Западу, чтобы преодолеть отставание. Между тем эти работы подготовили почву для следующего шага – разработки Международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, в создании которого активно участвует Россия.
А.П. Александров и Е.П. Славский
Атомный ледокол «Ямал»
Атомные ледоколы «Таймыр» и «Вайгач» строились по заказу СССР на судостроительной верфи компании «Вяртсиля» в Финляндии с 1985 по 1989 года. При этом использовались советские оборудование и сталь. «Таймыр» был принят в эксплуатацию 30 июня 1989 года, а «Вайгач» – 25 июля 1990 года.
Затем пришлось возрождать нарушенные производственно-экономические связи, создавать замещающие производства, вживаться в новые условия внутренней и внешней экономической деятельности. Работа отрасли была сосредоточена на основных приоритетных направлениях, было оптимизировано распределение финансовых ресурсов по выполняемым задачам. В результате отрасль сумела устоять, сохранить накопленный потенциал и человеческие ресурсы.
В феврале 2001 г. состоялся физический пуск энергоблока №1 Ростовской АЭС. А в марте 2004 года указом Президента РФ №314 было образовано Федеральное агентство по атомной энергии. Его руководителем был назначен Александр Юрьевич Румянцев.
В 2007 году, после 15-летнего перерыва на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге был достроен ледокол «50 лет Победы» мощностью 75 тыс. л.с. Он был введен в эксплуатацию в марте 2007 г. На сегодняшний день это крупнейший в мире атомный ледокол.
ледокол «50 лет Победы»
В декабре 2007 г. в соответствии с Указом Президента РФ была образована Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом». В том же году в Северодвинске было начато сооружение первой в мире плавучей АЭС.
24 июня 2008 г. был дан старт строительству Нововоронежской АЭС-2. 25 октября началось строительство Ленинградской АЭС-2. Обе эти атомные станции сооружаются по новому проекту «АЭС-2006».
26 марта 2008 г. Госкорпорации были переданы полномочия упраздненного Федерального агентства по атомной энергии. Генеральным директором был назначен С.В. Кириенко. В августе 2008 года Госкорпорации был передан ФГУП «Атомфлот».
Говоря об атомной отрасли, нужно учитывать, что при единой технологической платформе сама отрасль включает в себя элементы многих отраслей – строительство, электроэнергетика, добыча полезных ископаемых, инжиниринг, химия и т.д. Тем не менее, ядерные технологии настолько специфичны, что во всех странах, в том числе в России, их использование и развитие выделено в отдельный вид деятельности и, как правило, объединено в специальной структуре. В России такой структурой является государственная корпорация «Росатом».
Создание Госкорпорации «Росатом» призвано способствовать выполнению федеральной целевой программы развития атомной отрасли, создать новые условия для развития ядерной энергетики, усилить имеющиеся у России конкурентные преимущества на мировом рынке ядерных технологий.
2-ой энергоблок Ростовской АЭС
В декабре 2011 г. запущен в эксплуатацию 4-ый энергоблок Калининской АЭС. Этот энергоблок предназначен для поставки электроэнергии в 2-а самых крупных города России – Москву и С-Петербург.
На 4-ом энергоблоке Калининской АЭС начался физический пуск
Российская атомная отрасль является одной из передовых в мире по уровню научно-технических разработок в области проектирования реакторов, ядерного топлива, опыту эксплуатации атомных станций, квалификации персонала АЭС. Предприятиями отрасли накоплен огромный опыт в решении масштабных задач, таких, как создание первой в мире атомной электростанции и разработка топлива для нее. Россия обладает наиболее совершенными в мире технологиями обогащения урана.
Сегодня атомная отрасль России представляет собой мощный комплекс из более чем 270 предприятий и организаций, в которых занято свыше 190 тыс. человек. В структуре отрасли – четыре крупных научно-производственных комплекса: предприятия ядерно-топливного цикла, атомной энергетики, ядерно-оружейного комплекса и научно-исследовательские институты. Кроме того, после включения в состав Госкорпорации «Росатом» ФГУП «Атомфлот» сюда же можно включить самый мощный в мире ледокольный флот.
Принята и реализуется Программа деятельности Госкорпорации «Росатом» на долгосрочный период, утвержденная постановлением Правительства РФ от 20 сентября 2008 г. №705. Она предполагает государственное финансирование строительства АЭС в объеме 674,8 млрд. рублей. Реализуется Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 г. В соответствии с этим документом до 2020 г. планируется ввести 32,3 ГВт генерирующих мощностей. В результате установленная мощность АЭС России должна превысить 53 ГВт. По оценкам специалистов, выполнение программы позволит к 2020 г. увеличить долю производства электроэнергии на АЭС до 20-30 % в целом по стране и до 30-40 % в европейской части России.
В настоящее время в стадии строительства в России находятся 7 энергоблоков. Если до 2007 г. в РФ лишь достраивались энергоблоки, заложенные в советские времена, то в 2007 году началось строительство двух новых атомных станций – Ленинградской АЭС-2 и Нововоронежской АЭС-2, а также первой в мире плавучей АЭС «Академик Ломоносов».
Параллельно с ведением работ по строительству новых энергоблоков был реализован комплекс работ по повышению КИУМ атомных электростанций, который в 2006 и 2007 г.г. составил соответственно 76 % и 77,7 %, прогноз на 2008 г. – до 79 %. В результате проведенных мероприятий был также существенно повышен уровень безопасности энергоблоков.
Вовлечение отрасли в коммерческую деятельность, присутствие ее на мировом ядерном рынке позволило сохранить существование в России атомной промышленности и избежать остановки ее предприятий.
– развитие сбалансированного ядерного оружейного комплекса;
– комплексное решение задач обеспечения безопасности при использовании атомной энергии;
– развитие атомного энергопромышленного комплекса.
Атомный энергопромышленный комплекс рассматривается программой в качестве базового сегмента отрасли для решения следующих задач:
внутри страны – обеспечение гарантированного энергоснабжения экономики и населения;
за рубежом – укрепление позиций отечественных предприятий на мировом рынке.
Россия, создававшая свою атомную отрасль «за железным занавесом» сегодня уже не может оставаться в ядерной энергетике отдельным островом. Интернационализация атомной энергетики, интеграция с крупнейшими участниками этого рынка позволит России получить ноу-хау, инвестиции для отрасли и дополнительные возможности выхода на зарубежные рынки.
Остановимся сначала на преимуществах. Рентабельность атомной энергетики складывается из нескольких составляющих. Одна из них ‒ независимость от транспортировки топлива. Если для электростанции мощностью 1 млн. кВт требуется в год около 2 млн. тонн условного топлива (т.у.т.), то для блока ВВЭР-1000 понадобится доставить не более 30 т. обогащенного урана, что практически сводит к нулю расходы на перевозку топлива. Использование ядерного топлива для производства энергии не требует кислорода и не сопровождается постоянным выбросом продуктов сгорания, что, соответственно, не потребует строительства сооружений для очистки выбросов в атмосферу.
К недостаткам ядерной энергетики необходимо отнести потенциальную опасность радиоактивного заражения окружающей среды при тяжелых авариях типа Чернобыльской. Сейчас на АЭС, использующих реакторы типа Чернобыльского, приняты меры дополнительной безопасности, которые, по заключению МАГАТЭ, полностью исключают аварию подобной тяжести: по мере выработки проектного ресурса такие реакторы необходимо заменить реакторами нового поколения повышенной безопасности.
Учитывая все перечисленное выше, можно сделать вывод, что перспективы развития атомной энергетики в мире будут различны для разных регионов и отдельных стран, исходя из потребностей и электроэнергии, масштабов территории, наличия запасов органического топлива, возможности привлечения финансовых ресурсов для строительства и эксплуатации такой достаточно дорогой технологии, влияния общественного мнения в данной стране и ряда других причин.
Рассмотрим перспективы атомной энергетики в России. Созданный в России замкнутый научно-производственный комплекс технологически связанных предприятий охватывает все сферы, необходимые для функционирования атомной отрасли, включая добычу и переработку руды, металлургию, химию и радиохимию, машино- и приборостроение, строительный потенциал.
Дальнейшее развитие отрасли без возврата к ней доверия населения невозможно. Для этого нужно на базе открытости отрасли формировать позитивное общественное мнение и обеспечить возможность безопасного функционирования АЭС под контролем МАГАТЭ. Учитывая экономические трудности России, отрасль сосредоточится в ближайшее время на безопасной эксплуатации существующих мощностей с постепенной заменой отработавших блоков первого поколения наиболее совершенными российскими реакторами, а небольшой рост мощностей произойдет за счет завершения строительства уже начатых станций. На длительную перспективу в России вероятен рост мощностей с переходом на АЭС новых поколений, уровень безопасности и экономические показатели которых обеспечат устойчивое развитие отрасли на перспективу.
атомная отрасль включается в себя элементы многих отраслей – строительство, электроэнергетика, добыча полезных ископаемых, инжиниринг, химия и т.д.;
создание Госкорпорации «Росатом» способствует выполнению федеральной целевой программы развития атомной отрасли, созданию новых условий для развития ядерной энергетики;
особенность нынешнего периода развития атомной энергетики заключается в том, что обострилась конкуренция на рынке ядерных технологий;
перспективы развития атомной энергетики в мире будут различны для разных регионов и отдельных стран, исходя из потребностей в электроэнергии, масштабов территории, наличия запасов органического топлива, возможности привлечения финансовых ресурсов для строительства и эксплуатации такой достаточно дорогой технологии, влияния общественного мнения в данной стране и ряда других причин.
Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:
Email: Нажмите что бы посмотреть