Атом энергиясын қолдану

Атом энергиясы – адам өмірінде маңызды орын алады. Энергия жеткілікті болғанда қоғамның дамуы қарыштап алға басады. Оған жиырмасыншы ғасыр дәлел. Бүгінгі күнгі негізгі энергия қоры болып саналатын – көмір, мұнай, газ бір кезде өзінің шегіне жетуі мүмкін. Соны болжай білген ғалымдар энергия көзін ашты. Бұл – атом энергиясы. Атом энергиясы адам өмірінде кең қолданылатын энергия түріне айналып келеді. Бұл энергия түрімен жұмыс істегенде, оның адам ағзасына тигізетін әсерін және соған байланысты физиологиялық өзгерістерді біліп, денсаулықты сақтау маңызды мәселе болып табылады.

Халықаралық энергетикалық агенттіктің есебі бойынша, 2030 жылға дейін әлем елдері атом энергетикасын дамытуға 200 миллиард доллардан артық қаражат жұмсайды. Бүгінгі таңда әлемдегі электр энергиясын өндіру құрылымында көмір – 40%, газ - шамамен 20%, мұнай – шамамен 10% үлес салмағына ие. Ал атом энергетикасы тұрақты түрде 17% межеде келеді.

Қазіргі таңда барлық «ядролық» энергетиканың 50%-дан астамы – АҚШ-та шоғырланған, әрі қарай Франция мен Жапония. Атом энергетикасы Қытайда, Үндістанда, Ресейде қарқынды дамып келеді. Атом энергетикасын дамыту жөніндегі ниеттері туралы Польша, Вьетнам, Белоруссия мәлім етті. Қазіргі таңда әлемдік ядролық энергетика бір миллиардтан астам адамды энергиямен қамтамасыз етіп отыр.

Қазақстан – ядролық мүмкіндігі аса жоғары елдер санатында. Әлемнің дәл осы бөлігінде, яғни Қазақстан аумағында уранның аса жоғары қоры шоғырланған. Ал бұл дегеніңіз МАГАТЭ есебі бойынша әлемдік қордың 25 пайызы, ТМД елдері қорының 47 пайызы. Қазақстанда қазірдің өзінде уран өнеркәсібінің кәсіпорындары жұмыс істейді, олар уранмен қатар бериллий өндіреді.

Энергетикалық бәсекелестер арасында атом энергетикасы өз ерекшеліктеріне, бұлтартпас артықшылықтарына ие. Ядролық отыннан электр энергиясын алуға кететін шығын дәстүрлі отындарға кететін шығынға қарағанда аз. Атом энергетикасы жөніндегі халықаралық агенттіктің мәліметтері бойынша атом отынынан 1МВт электр энергиясын өндіруге орташа алғанда шамамен 30 доллар кетеді, көмірден 40 доллар, ал газдан 50 доллар шығын шығады.

Қазақстанда бұл мәселе өте қызу талқыланып жатыр, соңғы бірнеше жылдары зерттеулер жүргізіліп келеді. Мысалы, бұл тектес зерттеулерді ұлттық ядролық орталық жүргізеді. Жалпы алғанда Қазақстанда атом электр станцияларын салуға мүмкіндік бар, оларды орналастыруға 5 алаң іріктеліп алынды. Олар Ақтау, Балқаш, Курчатов, Қостанай және Тараз қалаларында орналаспақ. Осындай алдын ала сараптамалар жүргізіліп жатыр. Қазақстанға қажетті қуат жөнінде айтатын болсақ, біздің елде электр желілері бойынша белгілі бір ерекшеліктердің қалыптасқанын ескере отырып, қуаттылығы 300-ден 1000 МВт-ке дейінгі реакторлар барынша қолайлы деп танылды.

Атом энергетикасы отынды тасымалдауды қажет етпейді. Мысалы, көмірді тасымалдау үшін аса көп мөлшерде эшелондар қажет – бұның орнына бірнеше келі уранды тасымалдауға болады. Энергия өндіру үшін ядролық отынды пайдалану - оттегіні қажет етпейді, жанып кеткен өнімдердің сыртқа шығып, ауаны ластауына жол жоқ, ал бұл өз кезегінде атмосфераны тазалауға арналған құрылымдарды салу қажеттілігін жоққа шығарады.

Дегенмен АЭС ірі ГЭС секілді проблемалар тудырады. Олар - өндірістің ауқымды шығыны, ақшалай шығындар, қауіпсіз пайдалану және қалдықтарды көму мәселелері.

Ірі апаттардың орын алуы да болып тұрады. Бұл жерде Чернобыль мен Фукусиманы еске түсірсек те жеткілікті, ол жердегі жағдайлар күллі әлемдегі атом энергетикасының дамуына кері әсер етті. Қазіргі әлемде атом энергетикасы туралы пікірдің екіге жарылғанына куә боламыз. Франция, Ресей, Қытай, Үндістан секілді елдер мысалы атом энергетикасын пайдалануды жақтайды. Сонымен қатар өздерінің энергобаланстарында атом энергетикасының үлесін азайтуды қолдап, тіпті талап етіп отырған елдер де бар. Олардың қатарында Германия, Бельгия, Швейцарияны атауға болады. Жапония да осы бағытта пікір білдіре бастады. Ал Италия, Австрия секілді елдер болса, атом стансасын ешқашан пайдаланған емес және болашаққа ондай жоспары жоқ.

20 ғасырдың айтулы табыстарының қатарында атом энергиясын ойлап табу – айрықша жетістік саналады. Адамзат аса қомақты және ықтимал қауіптілігі жоғары энергия көзіне қол жеткізді, оны қайта жабуға, ол туралы ұмытып кетуге болмайды, оны адамзатқа зиянын тигізбей, тиімді пайдаланып үйрену керек.

Атом электр станциясы (АЭС)

Атом электр станциясы (АЭС), ядролық электр станциясы — атом ядросының энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғы. АЭС ядроның нейтрондармен әсерлесуінен туатын энергия көмегімен жұмыс істейді. Ядролық реакторда жылу шығарғыш элемент — цилиндр немесе пластинка түріндегі ядролық отын, нейтрондарды баяулатқыш және бөлінген жылуды тасушы (су, газ, сұйық металдар) заттар орналасады. Реакторда бөлінген жылу жылуалмастыру қондырғысына беріледі. Соңғы екі қондырғы АЭС-ның ішкі тұйық контурын құрайды. Жылуалмастырғыш арқылы жылу сыртқы контурға бу түрінде беріледі. Бу турбинаны қозғап, электр генераторын жұмысқа келтіреді.

Осы заманғы АЭС-ларындағы турбиналар аса қыздырылған бумен жұмыс істейді. Ядролық отын ретінде уран (233U, 235U, 238U), плутоний (239Pu ), торий (232Th) изотоптары пайдаланылады. Бұлардың жылу шығарғыштық қабілеті өзара бірдей, ал кәдімгі отыннан (көмір, мұнай, газ) бірнеше млн. есе артық. Мыс., 1 кг уран 2.1010 ккал энергия береді. Бөліну реакциясының үздіксіз жүріп отыруына қажет ядролық отынның ең аз мөлшері кризистік масса деп аталады. Реактордың типіне, конструкциясы мен отынның түріне қарай кризистік масса 1 кг-нан бірнеше тоннаға дейін жетеді. Дүние жүзіндегі ең алғашқы АЭС 1954 ж. Обнинск (КСРО) қаласында салынды. Оның қуаты 5Мвт болды. Кейін Колдерохоллда (Англия) қуаты 60 Мвт, Шиппингпортта (Америка) АЭС-тары жұмыс істей бастады. Америкада тұтынуға қажетті барлық электр энергиясының 23е-ін, Францияда 75--ін, Жапонияда 48--ін АЭС береді.

Кейбір елдерде жедел нейтронмен жұмыс істейтін тиімді реакторлар іске қосылған. Оның ең алғашқыларының бірі Қазақстанда салынған. Ол Ақтау қаласын тұщы сумен, электр энергиясымен қамтамасыз етеді (қ. Энергия комбинаты). 20 ғ-дың ақырында дүние жүзіндегі АЭС-тердің жалпы қуаты 500 000 Мвт жетті. Ядро энергиясынан электр тогын тікелей (турбинасыз, электргенераторсыз) алу жолдары да зерттелуде. Әсіресе, термоядролық энергияны игеру ісіне халықар. қауымдастықтар ат салысуда. Ондай АЭС-тер адам баласының тұтынуына қажет энергия мәселесін түпкілікті шешетін болады.