Centrali nucleari della Russia. Prima centrale nucleare

La produzione di energia elettrica utilizzando una reazione a catena nucleare in Unione Sovietica si è verificata per la prima volta nella centrale nucleare di Obninsk. Rispetto ai giganti di oggi, la prima centrale nucleare aveva solo 5 MW di capacità e oggi la più grande centrale nucleare operativa del mondo, la Kashiwazaki-Kariva (Giappone), ha 8,212 MW.

Centrale di Obninsk: dallo start-up al museo

Gli scienziati sovietici, guidati da I. V. Kurchatov, alla fine dei programmi militari iniziarono immediatamente a costruire un reattore atomico per utilizzare l'energia termica per convertirla in elettricità. La prima centrale nucleare fu sviluppata da loro nel più breve tempo possibile e nel 1954 fu lanciato il reattore nucleare industriale.

Il rilascio di potenzialità, sia industriale che professionale, dopo la creazione e il collaudo di armi nucleari, permise a I. V. Kurchatov di affrontare il problema che gli era stato affidato per generare elettricità padroneggiando la generazione di calore durante una reazione nucleare controllata. Soluzioni tecniche da creare reattore nucleare furono dominati quando nel 1946 fu commissionato il primo reattore sperimentale di grafite-uranio F-1. Ha effettuato la prima reazione a catena nucleare, ha confermato quasi tutti gli sviluppi teorici negli ultimi tempi.

Per un reattore industriale, era necessario trovare soluzioni costruttive legate al funzionamento continuo dell'impianto, alla rimozione del calore e alla sua alimentazione al generatore, alla circolazione del liquido refrigerante e alla sua protezione dalla contaminazione radioattiva.

Il team del Laboratorio n. 2, guidato da I. V. Kurchatov, insieme a NIIkhimmash, sotto la guida di N. A. Dollezhal, ha elaborato tutte le sfumature della struttura. Fisica E. L. Feinberg è stato incaricato dello sviluppo teorico del processo.

Il lancio del reattore (raggiungimento di parametri critici) è stato effettuato il 9 maggio 1954, il 26 giugno dello stesso anno, la centrale nucleare è stata collegata alla rete e nel mese di dicembre è stata portata a capacità progettuale.

Dopo che la centrale nucleare di Obninsk ha funzionato senza guasti come centrale elettrica industriale per quasi 48 anni, è stata interrotta nell'aprile 2002. Nel settembre dello stesso anno fu completato lo scarico del combustibile nucleare.

Anche mentre lavoravano alla centrale nucleare, arrivarono molte escursioni, la stazione lavorò come un corso di formazione per i futuri scienziati nucleari. Oggi, alla sua base, è organizzato un museo memoriale dell'energia atomica.

Prima NPP straniera

Le centrali nucleari, seguendo l'esempio di Obninsk, non hanno subito, ma hanno cominciato a essere create all'estero. Negli Stati Uniti, la decisione di costruire la sua centrale nucleare fu presa solo nel settembre del 1954, e solo nel 1958 fu il lancio della NPP di Shippingport in Pennsylvania. La capacità della centrale nucleare "Shippingport" era di 68 MW. Esperti stranieri lo chiamano la prima centrale nucleare commerciale. La costruzione di centrali nucleari è piuttosto costosa, le centrali nucleari costano al Tesoro americano 72,5 milioni di dollari.

Dopo 24 anni, nel 1982, la stazione fu fermata, nel 1985 il combustibile fu scaricato e lo smantellamento di questa enorme struttura del peso di 956 tonnellate fu avviato per la successiva sepoltura.

Prerequisiti per la creazione di un atomo pacifico

Dopo la scoperta della fissione dei nuclei di uranio da parte degli scienziati tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann nel 1938 iniziò a condurre studi sulle reazioni a catena.

Fino a inizio della seconda guerra mondiale La ricerca dei fisici nucleari non fu nascosta dai governi, non furono creati laboratori chiusi, rapporti di conferenze e seminari furono pubblicati su riviste scientifiche e furono accessibili a tutti gli scienziati interessati. L'Unione Sovietica ha preso parte a tutte le conferenze internazionali, gli scienziati hanno viaggiato in altri paesi non solo con relazioni, ma anche per lavorare insieme.

I calcoli teorici delle reazioni a catena con la giustificazione dei due percorsi di sviluppo (esplosione e reazione controllata) sono stati fatti da Ya. B. Zeldovich e Yu. B. Khariton. Per ulteriori ricerche pratiche, è stato necessario ristrutturare (in alcuni casi, ricreare) l'industria.

La potenza di un piccolo ciclotrone situato all'interno delle mura dell'Istituto Radium di Leningrado non consentiva gli esperimenti necessari. Per studiare la vera fisica del nucleo, non erano necessarie solo riserve di minerale di uranio, ma anche il rilascio dell'isotopo dell'uranio-235. Ritardatori necessari per una reazione nucleare: grafite pura o acqua pesante.

I. V. Kurchatov, spinto da A. B. Ioffe, insieme a Yu. B. Khariton, ha compilato una nota al Presidium dell'Accademia di Scienze Nucleari e l'importanza del lavoro in questa direzione. I. V. Kurchatov lavorava all'epoca presso l'Istituto di fisica e tecnologia di Leningrado (Istituto tecnico-tecnico di Leningrado), diretto da A. B. Ioffe, sui problemi della fisica nucleare.

Nel novembre 1938, sulla base dei risultati dello studio del problema e dopo il discorso di I. V. Kurchatov al Plenum dell'Accademia delle scienze, una nota fu compilata al Presidium dell'Accademia delle scienze sull'organizzazione del lavoro nell'URSS sulla fisica nucleare. Traccia la logica per la generalizzazione di tutti i laboratori e istituti separati dell'URSS appartenenti a diversi ministeri e dipartimenti che si occupano, in sostanza, di un problema.

Sospensione della fisica nucleare

Alcuni di questi lavori organizzativi furono realizzati prima della Seconda Guerra Mondiale, ma i principali cambiamenti iniziarono a verificarsi solo dal 1943, quando I. V. Kurchatov fu proposto di dirigere il progetto atomico.

Dopo il 1 settembre 1939, una sorta di vuoto cominciò a formarsi gradualmente intorno all'URSS. Gli scienziati non lo sentirono immediatamente, sebbene gli agenti dei servizi segreti sovietici iniziarono immediatamente a mettere in guardia sulla classificazione forzando lo studio delle reazioni nucleari in Germania e in Gran Bretagna.

La grande guerra patriottica ha immediatamente apportato modifiche al lavoro di tutti gli scienziati del paese, compresi i fisici nucleari. Già nel luglio 1941 LFTI fu evacuato a Kazan. I. Kurchatov è stato coinvolto nel problema dello sminamento delle navi (protezione contro le mine marine). Per lavorare su questo argomento in condizioni di guerra (tre mesi sulle navi a Sebastopoli fino al novembre del 1941, quando la città era quasi completamente sotto assedio), per aver organizzato un servizio di smagnetizzazione a Poti (Georgia), gli fu assegnato il Premio Stalin.

Dopo un forte raffreddore, all'arrivo a Kazan solo verso la fine del 1942, I. V. Kurchatov è stato in grado di tornare sul tema della reazione nucleare.

Progetto nucleare sotto la guida di I. V. Kurchatov

Nel settembre del 1942, I. Kurchatov aveva solo 39 anni, all'età della scienza era un giovane scienziato accanto a Ioffe e Kapitsa. Fu in quel momento che Igor Vasilyevich fu nominato direttore di progetto. Tutte le centrali nucleari della Russia e i reattori al plutonio di questo periodo sono stati creati come parte del progetto atomico, che fino al 1960 era diretto da Kurchatov.

Dal punto di vista di oggi, è impossibile immaginare che fu quando il 60% dell'industria fu distrutta nei territori occupati, quando la popolazione principale del paese stava lavorando per il fronte, la leadership dell'URSS prese una decisione che predeterminò il futuro sviluppo dell'energia nucleare.

Dopo aver valutato i rapporti di intelligence sullo stato del lavoro sulla fisica nucleare in Germania, Gran Bretagna e Stati Uniti, Kurchatov è venuto a conoscenza dell'entità del ritardo. Ha iniziato a riunirsi nel paese e gli attuali fronti di scienziati che potrebbero essere coinvolti nella creazione del potenziale nucleare.

La mancanza di uranio, grafite, acqua pesante e l'assenza di un ciclotrone non ha fermato lo scienziato. I lavori, sia teorici che pratici, sono ripresi a Mosca. Un alto livello di segretezza è stato determinato dal Comitato di difesa dello stato (Comitato per la difesa dello stato). Per la produzione di plutonio per uso militare fu costruito un reattore (una "caldaia" nella terminologia dello stesso Kurchatov). Il lavoro era in corso per arricchire l'uranio.

L'arretrato dagli Stati Uniti nel periodo dal 1942 al 1949

Il 2 settembre 1942, una reazione nucleare controllata fu condotta negli Stati Uniti, al primo reattore nucleare del mondo. In URSS, ormai, a parte gli sviluppi teorici degli scienziati e dei dati di intelligence, non c'era praticamente nulla.

È diventato chiaro che il paese non è riuscito a raggiungere gli Stati Uniti in breve tempo. Preparare (risparmiare) personale, creare i presupposti per il rapido sviluppo dei processi di arricchimento dell'uranio, la creazione di un reattore nucleare per la produzione di plutonio per armi e la riabilitazione di piante per la produzione di grafite pura: questi sono i compiti che dovevano essere svolti nei periodi di guerra e del dopoguerra.

Il verificarsi di una reazione nucleare è associato al rilascio di quantità colossali di energia termica. Scienziati statunitensi: i primi creatori della bomba atomica lo usarono come ulteriore effetto d'impatto nell'esplosione.

Centrali nucleari del mondo

Oggi l'energia nucleare, sebbene produca un'enorme quantità di elettricità, è comune in un numero limitato di paesi. Ciò è dovuto agli enormi investimenti nella costruzione di centrali nucleari, a partire dall'esplorazione geologica, costruzione, creazione di protezione e termina con la formazione dei dipendenti. Il rimborso può avvenire in decine di anni, a condizione che la stazione continui a funzionare ininterrottamente.

La fattibilità della costruzione di una centrale nucleare è in genere determinata dai governi dei paesi (ovviamente, dopo aver considerato varie opzioni). Nelle condizioni di sviluppo del potenziale industriale, in assenza delle proprie riserve energetiche domestiche in grandi quantità o dei loro costi elevati, viene data preferenza alla costruzione di centrali nucleari.

Entro la fine del 2014, i reattori nucleari hanno funzionato in 31 paesi del mondo. La costruzione di centrali nucleari è iniziata in Bielorussia e negli Emirati Arabi Uniti.

Centrali nucleari della Russia

Ad oggi, dieci centrali nucleari operano nella Federazione Russa.

Oggi, le centrali nucleari in Russia fanno parte dello Stato Atomic Energy Corporation ROSATOM, che riunisce tutte le divisioni strutturali del settore, dall'estrazione e arricchimento dell'uranio e dalla produzione di combustibile nucleare per l'esercizio e la costruzione di centrali nucleari. In termini di potenza generata dalle centrali nucleari, la Russia è al secondo posto in Europa dopo la Francia.

Ingegneria dell'energia nucleare in Ucraina

Le centrali nucleari dell'Ucraina sono state costruite durante l'era sovietica. La capacità installata totale delle centrali nucleari ucraine è paragonabile a quella russa.

Fino a il crollo dell'URSS L'industria nucleare ucraina è stata integrata in un'unica industria. Nel periodo post-sovietico prima degli eventi del 2014, le imprese industriali operavano in Ucraina, producendo componenti per centrali nucleari russe. In relazione alla rottura delle relazioni industriali tra la Federazione russa e l'Ucraina, i lanci di unità di potenza in costruzione in Russia, programmati per il 2014 e il 2015, sono stati ritardati.

Le centrali nucleari dell'Ucraina operano su TVEL (elementi di combustibile con combustibile nucleare, dove avviene la reazione di fissione) fabbricati nella Federazione russa. Il desiderio dell'Ucraina di passare al carburante americano ha quasi portato nel 2012 a un incidente alla centrale nucleare ucraina meridionale.

Entro il 2015, il settore del combustibile nucleare di proprietà dello Stato, che comprende l'impianto per l'estrazione e l'estrazione dell'Est (miniere di uranio), non è ancora stato in grado di organizzare una soluzione al problema della produzione di propri elementi di combustibile.

Prospettive per l'energia nucleare

Dopo il 1986, quando si verificò l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl, le centrali nucleari furono chiuse in molti paesi. L'aumento del livello di sicurezza ha portato l'industria nucleare fuori dalla stagnazione. Fino al 2011, quando l'incidente si è verificato nella centrale nucleare giapponese "Fukushima-1" a causa di uno tsunami, l'energia nucleare si è sviluppata costantemente.

Ad oggi, gli incidenti permanenti (sia piccoli che grandi) nelle centrali nucleari rallenteranno le decisioni sulla costruzione o la riconsegna delle installazioni. atteggiamento popolazione mondiale Il problema di generare elettricità attraverso una reazione nucleare può essere definito cauto e pessimistico.