РБМК ВВР Задачи по физике ядра Испытания ядерного оружия Атомные батареи Физика ядерного реактора Курсовые по энергетике Термоядерный синтез Термоядерный реактор Атомные реакторы на быстрых нейтронах

Безопасность установок УТС

Достоверная оценка безопасности термоядерного реактора получена пока только в рамках проекта ИТЭР. В этом реакторе практически вся радиоактивность сосредоточена в твердых отходах (конструкционных материалах, бридере (бланкете) топлива и бериллии, если он есть в реакторе). Единственным радиоактивным газом является тритий, величины предельно допустимых концентрации которого на несколько порядков ниже, чем для большинства остальных радиоактивных материалов реактора. В инженерном проекте ИТЭР приведен детальный анализ аварийных ситуаций с оценкой возможных выбросов радиоактивности. Максимально возможный аварийный выброс не превосходит примерно 50 г по тритию, 25 г по продуктам коррозии и 40-100 г по пыли, образующейся в плазменной камере. При аварии суммарные дозы облучения на границе площадки станции оказываются в 2-10 раз ниже допустимой для населения дозы, так что его эвакуации не потребуется.

Пассивная безопасность реактора заложена в физике: температура плазмы падает из-за радиационного охлаждения в случае попадания в нее материалов первой стенки, если эта стенка плавится или испаряется. Низкая энергонапряженность и большая тепловая инерция обеспечивают пассивное охлаждение конструкций в случае аварийных ситуаций, связанных с потерей теплоносителя или ограничения его циркуляции. Максимальные температуры конструкционного материала не превысят 600-700°С, а общая структурная устойчивость конструкции и барьеры безопасности сохранятся. Причина высокой аварийности систем теплоснабжения в Советском районе г. Омска Основным производителем теплоносителя в Советском районе является ТЭЦ‑3, затем теплоноситель предприятием «Тепловые сети» передается посредникам города: ПТСК «Теплокомунэнерго» и жилищным управлениям (ЖКУ).

Малый выброс радиоактивности из термоядерного реактора при любой аварии, размещение систем очистки и хранения трития в отдельных зданиях, а отработавших элементов реактора (в первую очередь бланкета) - в изолированных зданиях систем выдержки, хранения и рефабрикации делают довольно бессмысленной попытку проведения террористических акций на площадке термоядерной электростанции с целью нанесения ущерба населению. Если пассивная безопасность обеспечена, а выбросы радиоактивных продуктов за пределы площадки термоядерной электростанции минимальны, то их можно строить в густонаселенных районах и окрестностях больших городов.

Отсутствие реакций деления ядерного топлива в термоядерном реакторе существенно изменяет характер радиоактивных отходов: нет трансурановых элементов, продуктов деления и радиоактивных газов, кроме трития. Тритий нарабатывается в замкнутом цикле станции, поэтому его транспортировка к станции, исключая начальную загрузку, не требуется. Анализ показал, что отсутствие радиоактивных газов и относительно низкая удельная радиоактивность отработавших срок элементов конструкций позволяют хранить отходы на территории станции, причем подавляющее большинство из них может размещаться на открытой площадке. Возможна ручная или дистанционная переработка до 60% материалов отслуживших срок конструкций, а еще 20-25% могут быть переработаны после 100 лет выдержки. Завод по переработке может находиться рядом с термоядерной электростанцией, что снимет проблему перевозки многотонных радиоактивных элементов реактора.

Несмотря на эти достоинства, экономику будущей термоядерной энергетической станции сегодня, когда еще не реализован УТС, оценить непросто. Очевидно, что на нынешнем этапе из-за сложности технологии и низкой энергонапряженности термоядерная электростанция будет проигрывать энергетике деления, энергетике угля, газа и нефти. Однако исчерпание невозобновляемых ресурсов, в том числе и урана для АЭС на тепловых нейтронах, рано или поздно вынудит обратиться к термоядерным электростанциям как экологичным и безопасным. Термоядерная энергетика в первую очередь могла бы развиваться там, где в силу разных причин нельзя строить АЭС.

Доступность топлива для термоядерной электростанции - важный фактор для большинства стран мира. Равнораспределенность топлива смягчит многие мировые конфликты, возникающие из-за крайне неоднородного распределения на земном шаре природных запасов нефти, газа и даже угля. Проведенный в Европе анализ свидетельствует, что если человечество решится возвратиться к выбросам СО2 на уровне 50-х годов прошлого столетия, термоядерные электростанции могут занять значительную долю (около 20%) в мировом производстве электроэнергии.

Экологичность термоядерной энергетики основана, в частности, на отсутствии выбросов СО2. Нарастающее поступление СО2 в атмосферу от традиционной энергетики - важная проблема в связи с возможным потеплением климата. Только Китай, при выходе на европейский уровень энергопотребления на душу населения должен сжигать ежегодно 2-3 т/чел, угля, что при численности населения 1.5 млрд. человек увеличит количество сжигаемого на земном шаре угля на 100%. В мире нет технологий очистки отходящих газов от СО2 - основного продукта горения. Проблема экологически приемлемой энергетики Китая и других развивающихся стран, по сути, является общемировой. В ее решении термоядерные электростанции могут сыграть важную роль.


На главную