ядерная энергетика

я́дерная энерге́тика

одна из отраслей топливно-энергетического комплекса, использующая ядерную энергию для получения тепла и электричества; область науки и техники, занимающаяся изучением способов и методов преобразования ядерной энергии в другие виды энергии. Основу ядерной энергетики составляют атомные электростанции (АЭС) с установленными на них ядерными реакторами, вырабатывающими тепловую энергию, которая затем преобразуется в электрическую на паросиловых установках. Ядерная энергетика развивается темпами, которые примерно в 10 раз превышают темпы развития тепло – и гидроэнергетики. Стремительное развитие ядерной энергетики определяется прежде всего всё возрастающей дефицитностью и, соответственно, повышением стоимости добычи и транспортировки органического топлива, сжигаемого на тепловых электростанциях. По мнению многих специалистов, ядерная энергетика может снять угрозу топливной недостаточности и гарантирует интенсивное развитие энергетики в перспективе. Прогнозируемые запасы основного ядерного топлива АЭС – урана, доступные для извлечения из недр Земли, оцениваются примерно в 66 млн. т, а растворённые в воде морей и океанов – в 4 млрд. т. В целом мировые запасы ядерного топлива примерно в 2000 раз превышают общие запасы органического топлива. По предварительным подсчётам, природного ядерного топлива с учётом его воспроизводства хватит человечеству на столетия, а возможно, и на тысячелетия.

Практическая возможность высвобождения ядерной энергии стала очевидной после открытия в 1939 г. реакции деления урана-235 под действием нейтронов. В России развитие ядерной энергетики предопределили начатые в 1930-х гг. И. В. Курчатовым и другими учёными фундаментальные исследования в области физики атомного ядра. В 40—50-х гг. были созданы научная база и технические средства ядерной энергетики, организованы промышленные предприятия по добыче и переработке урана, введён в эксплуатацию (1946) первый в Европе ядерный ураново-графитовый реактор. В 1954 г. состоялся пуск первой в мире опытно-промышленной АЭС с энергетическим реактором, рассчитанным на 30 МВт тепловой и 5 МВт электрической мощности. К нач. 21 в. в мире работало св. тысячи энергетических реакторов общей мощностью в несколько десятков тысяч мегаватт.

Одна из важнейших проблем ядерной энергетики – разработка экономичных и надёжных способов захоронения жидких и твёрдых радиоактивных отходов, образующихся в процессе эксплуатации АЭС (примерно 0.5–1.5 мі жидких отходов в год на 1 МВт электрической мощности реактора). К жидким отходам относятся: теплоноситель (при его замене), вода бассейнов, где хранятся тепловыделяющие элементы, дезактивационные растворы, получаемые при удалении радиоактивных загрязнений, и т. п.; к твёрдым отходам – в основном отработавшие детали и узлы реакторного оборудования. Жидкие отходы, как правило, перерабатываются непосредственно на АЭС, полученные концентраты вместе с твёрдыми отходами помещают в специальные хранилища, т. н. ядерные могильники.

Перспективное развитие ядерной энергетики связано с использованием управляемого термоядерного синтеза (соединения) ядер лёгких элементов (напр., водорода) с образованием другого вещества (в данном случае – гелия). При этом выделяется громадное количество энергии. С созданием термоядерного энергетического реактора решаются все проблемы сбора и захоронения радиоактивных отходов, поскольку их просто не будет; кроме того, такой реактор становится практически неисчерпаемым источником энергии. Широкие исследования термоядерного синтеза ведутся во многих странах: России, США, Великобритании и др. Созданы мощные экспериментальные термоядерные установки, в т. ч. с тороидальными камерами (напр., «Токамак» в России).

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.