Жоспар
Кіріспе.......................................................................................................................3
1 Ядролық энергетикалық кондырғылардың
түрлері……………………....…4
1.1 Жылу электр станциясы
……………………………………………………..4
1.2 Атом электр станциясы………………………………………………………7
2 Ядролық энергетикалық қондырғылардың
қоршаған ортаға әсері...............10
3 Ядролық энергетикалық қондырғылардың
қауіпсіздігіне қойылатын
талаптар..................................................................................................................15
Қорытынды............................................................................................................18
Пайдаланылған әдебиеттер...................................................................................19
Кіріспе
Ядролық энергия – ядроны құрайтын нуклондардың
қозғалысына және олардың өзара әсеріне
байланысты болатын атом ядросының ішкі энергиясы.
Энергетика бүгінде әлемдік өркениеттің
мыңызды қозғаушы күшіне айналып отыр.
Адамзаттың XXI ғасырдағы тұрақты әлеуметтік-экономикалық
дамуын қамтамасыз етуде және энергетикалық
сұраныстарын қанағаттандыруда ядролық
энергетика айтарлықтай үлес қосуға тиіс.
Ядролық энергетика– техниканың ядро
ішіндегі энергияны энергияның басқа
түріне (мысалы, жылулық, механикалық,
электрлік) түрлендіру және оны өнеркәсіптік,
тұрмыстық қажетке пайдалану мәселелерін
қарастыратын саласы.
Өнеркәсіптік
ядролық энергетикалық қондырғылардың
төмендегідей түрлері бар: жылулық атом
станциясы (тұрмыстық және өнеркәсіптік
мақсат үшін жылу өндіруге арналған), ядролық
күш қондырғысы (локомотив, кеме, ұшақты
қозғалысқа келтіру үшін ядролық энергияны
пайдаланатын), атом электр станциясы.
Ядролық
энергетикалық қондырғыда ядроның бөлінуі
кезінде түзілетін энергия түгелдей денеде
жұтылады және жылуға айналады. Бұл процесс
ядролық реакторда жүреді.
1.Ядролық энергетикалық
кондырғылардың түрлері
1.1 Жылу электр станциясы
Жылу
энергетикасы — жылудың энергияның басқа
түрлеріне (механикалық, электрлік, гидравликалық,
т.б.) түрленуін зерттейтін жылу техникасының
саласы. Жылуды электр энергиясына түрлендіру
жылу электр стансасында жүзеге асырылады.
Ол үшін бұларда отын жанғанда немесе
ядролық отын ыдырағанда бөлінетін энергия,
сондай-ақ, Жер қойнауының қызуы мен Күн
радиациясы энергиясы пайдаланылады.
Жылу энергиясынан механикалық жұмыс
алу үшін қолданылатын негізгі энергетикалық
агрегат – жылу қозғалтқышы.
Жылу электр
станциясы (ЖЭС) – органикалық отынды
жағу кезінде бөлініп шығатын жылу энергиясын
түрлендіру нәтижесінде электр энергиясын
өндіретін электр станциясы. ЖЭС пайдаланатын
отын түріне қарай – қатты, сұйық, газ
тәрізді және аралас типті отынмен жұмыс
істейтін станцияларға, жылу қозғалтқыштарының
түріне қарай – бу турбиналы, газ турбиналы
(ГТЭС) және іштен жану қозғалтқышты (дизельді)
станцияларға, өндірілетін энергия түріне
қарай – конденсациялық электр станциялары
(КЭС немесе МАЭС – Мемл. ауданаралық электр
ст-лары) және жылу электр станциялары
(жылу электр орталықтары – ЖЭО), қуат
беру графигі бойынша – базалық (жыл бойы
біркелкі жүктемемен жұмыс істейтін) және
пиктік (күрт өзгермелі жүктеме графигімен
жұмыс істейтін) станциялар болып бөлінеді.
Кейде ЖЭС-терге шартты түрде атом электр
станцияларын, күн электр станцияларын,
геотермиялық электр станцияларын да
жатқызуға болады. ЖЭС-тердің электрлік
жабдықтарына синхронды генераторлар,
генератор кернеуінің таратқыш құрылғылары,
жоғарылатқыш, бақылау, өлшеу және басқару
аспаптары мен қосалқы жабдықтары, т.б.
жатады. Қазіргі кезде Қазақстан Республикасындағы
жылуэнергетиканың қарқынды даму салаларында
жылулық және электрлік энергияны өндіру
мен оларды үздіксіз қолдану үшін қондырғылардың
жылулық сүлбелері мен жаңа түрлерін бейнелеу,
сонымен қатар жабдықтардың таңдалуы
мен электр станцияларының принципиалды
сүлбелерін есептеу әдістері қарастыру
маңызды болып табылады. .............................................................................
Электр энергиясының бар болуы тіршіліктегі
адамзат міндеттерінің негізгі бөлігі
болады. Заманның өркендеуі - электр энергиясын
өңдірудің барлық жаңа әдістері мен тәсілдерін
ойлап табумен және сонымен қатар жаңа
жылу көздерінің (дәстүрлі емес энергия
көздері) меңгерілуімен негізделеді.
Заманауи қоғамның талаптарына
сай әлемдегі энергетика - қоғамдық өндірістердің
алға ұмтылуын анықтайтын, өнеркәсіптік
базалық салалардың дамуы болып табылады.
Өндірістік кәсіпорындары дамыған барлық
мемлекеттерде энергиканың дамуы басқада
салаларға қарағанда алдынғы қатарда.
Тұрмыстық техникалардың қең қолданылуына
байланысты бүгінгі таңда электр энергиясын
қолдану күнен күнге артуда, сондықтанда
электр энергиясының үздіксіз және аз
шығынсыз өндірілуі кейінгі жылдары өзекті
мәселердің бірі болып отыр. Органикалық
отын (көмір, мұнай, газ) қорларының мол
болуына байланысты Қазақстанда салынған
электр станциялардың басым көпшілігі
(барлық электр станциялар қуатының 87,6%-ін
өндіреді) жылу электр станциялары болып
табылады.
Қазақстанның ЖЭС-терінің жиынтық қуаты
1999 ж. шамамен 16000 МВт-қа, оның ішінде КЭС-терде
8630 МВт-қа (ғ1 Екібастұз МАЭС-і – 4000 МВт,
Ақсу МАЭС-і – 2400 МВт, Жамбыл МАЭС-і – 1230
МВт, ғ2 Жамбыл МАЭС-і – 1000 МВт, Маңғыстау
энергокомбинатының ғ1, 2 ЖЭС-тері – әрқайсысының
қуаты 630 МВт-тан, ЖЭО-лардың қуаты 5694 МВт-қа,
ГТЭС-тердің қуаты 192 МВт-қа (Теңіз ГТЭС-і
– 144 МВт, Жаңажол ГТЭС-і – 48 МВт) жетті.
Қарағанды облысындағы жылулық
электр орталықтарында қолданылатын
құрал-жабдықтар мен қондырғылары
(ЖЭО) осыдан 40-45 жыл бұрын жобаланған.
Сондықтан, жылу электр орталығының
негізгі талаптары-сенімділік, қажетті
жүктеме жұмыстарға сәйкес жылулық және
электр энергиясының үздіксіз өндірілуі
болып табылады. Басқа өнеркәсіп салаларына
қарағанда, жылу электр орталықтарының
жоғары сенімділік шарттарының маңыздылығы
- өндірілген электр энергия бүрмедегі
қорға жиналмай, бірден қолдану объектілерінде
тұтынылуына негізделген.
Тұтынушылар жылумен үздіксіз
қамтамасыздандырылып отырылулары қажет.
Жылу электр станцияларының негізгі ерекшеліктерінің
бірі–үнемділік болып табылады. Егер
бу турбиналарының шығыны көп болса, онда
жылу электр станцияларындағы жұмыстық
процестердің тәртіптерін ортнату күрделенеді.
Сол сияқты өндірістегі шығының негізін
құрайтын отынның құны болып табылады.
Жалпы жылу энергетика кешенінің дамуы
мемлекеттің шикізат қорларымен тікелей
байланысты. Отын мен шығынның үнемділігі
қондырғының техникалық толық жетілдірілуімен
және олардың сұраныстарымен жоғары болуымен
байланысты...........................................
Еліміздің отындық балансында
облыстық жылу электр станциялары 15% құрайды,
ал өндірістік желіні есептегенде шамамен
25% құрайды. Одан үлкен отын көлемін, яғни
35% өндірістік орындар өндіріс жұмысы
үшін пайдаланады. Ал қалған 40% әр түрлі
транспорт пен коммуналді шаруашылыққа
жұмсалады. Егер су мен теміржол транспортында,
коммуналді шаруашылықта бу қуатты қондырғылар
барын есептесек, мемлекетімізде өндірілетін
отынның кем дегенде 55-60% түрлі пештерде
жанып бітетіні мәлім. Отын мен шығынның
үнемділігі техникалық толық жетілдіруімен
және олардың сұраныстарының жоғары болуымен
байланысты.
Бутурбиналарындағы пайдалы әсер коэффициентін
өсіру үшін турбиналардың алдын-ала жылулық
есептеулерін жүргізіп, қажетті тәртіп
параметрлерін анықтау өте маңызды болып
табылады.
1.2 Атом электр станциясы
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) қ-нда 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.Республикамыздағы атом электр
станциясы 1973 жылы Ақтау қаласында салынған.
Станция шапшаң нейтронмен жұмыс істейтін АЭС іске косылды.
Екібастүз МАЭС-1 үшін (4 млн кВт) жылына
200 мың вагон отын қажет, ал АЭС үшін —
небәрі 10 вагон жұмсалады. АЭС-ның тиімді
жақтары көп. Отынды аз пайдаланады, атомдық
отынды тасымалдау оңай болғандықтан
кез келген жерде салуға болады. Бірақ
АЭС салу үлкен сақтықты қажет етеді.
1986 жылы Чернобыль АЭС-
ында (Украина) болған апаттан кейін
көптеген елдер АЭС салудан
бас тартты, кей елдер мүлдем
жауып тастады.
АЭС — жоғары
технологиялық өндіріс байланысындағы
ауыр түйін. Оны атомдык отын циклі немесе
атом энергетикасы деп атайды. Атомдық
отын цикліне уран кенін өндіру мен өңдеу, АЭС-на
отын дайындау, оларға электр қуатын өндіру, атом қалдықтарын өңдеу және көму
жатады. СЭС-ы мен ЖЭС-ы арзан электр қуатын
береді. Ол дегеніміз айналасында электр
қуатын көп тұтынатын өнеркәсіптерді
шоғырландыруға мүмкіншілік береді. Арзан
отынның және су қуатының нәтижесінде
электр қуатын өндіру энергетиканы дамытудың
негізгі принципі. Электр стансалары мен
электр қуатын жеткізу желісі біріге отырып,
энергия жүйесін құрайды. Энергожүйе тоқтаусыз
ұдайы электр қуатын жеткізіп беруде шешуші
рөл атқарады.1997 жылы өте жоғары электр
тасымалдау желісі іске қосылып (ЭТЖ),
екі энергия жүйесін байланыстырды. Яғни
қазір жеке Қазақстандық энергия жуйесі
қалыптасты. Бірақ республикамыздың барлық
аумағын қамти қойған жок.
Республикамыздағы
энергия жүйесің дамыту әлі күнге дейін
жалғасуда. «Солтүстік-оңтүстік» ірі ЭЖТ
(электр желісімен тасымалдау) салынуда.
Сонымен бірге ЖЭС, СЭС құрылысын салу
көзделуде. Олар Шарын, Іле, Ертіс өзені бойында болса, Жоңғар
қақпасында жел электр стансасын салу
жоспарлануда. Сонымен, мемлекетіміздің
экономикасын нығайтуда жетекші орындардың
бірін отын-энергетика кешені алып отыр.
Оны көмір өнеркәсібі бастаса, электр
қуатын өндіру ісі жалғастырып отыр.
Қазақстанның
атом энергетикасын дамыту үшін барлық
алғышарттар бар. Біздің елімізде жоғары
дамыған уранды өндіру саласы бар, барлау
жасалған Отанымыздың қойнауында дүниежүзілік
уран қорының 19%, бұл елімізді ядролық
отынмен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Осыған қоса, БН-350 өнеркәсіп реакторын
пайдалануда мол тәжірибе жинақталған,
ол 30 жыл кідіріссіз жұмыстан кейін 1999
жылы ғана тоқтатылды және 3 зерттеулік
ядролық реактор әлі күнге дейін пайдаланылуда.
Сондай-ақ, Кеңес заманы зерттеу үшін ядролық
физика саласында «мұра» ретінде бірегей
ғылыми база қалдырды. Атап өтетін жайт,
бізде ядролық энергетика мен ядролық
физика саласында іргелі және қолданбалы
зерттеу жүргізу үшін дамыған инфрақұрылым
бар, соның ішінде атом энергетикасы қауіпсіздігінің
негіздемесі бойынша жұмыстарды орындауда,
ядролық реакторлар үшін келешек отынның
сынақтары бойынша, ядролық техника жобаларын
әзірлеуде. Бұл аспектілердің бәрі атомдық
энергоресурстарды бейбіт қолдану үшін
заңнамалық және нормативтік реттеу арқылы
жүзеге асырылуда. Атом энергетикасы
Қазақстанға импортқа тәуелді болмай,
толық энергетикалық тәуелсіздік алуға,
энергияға тұрақты тарифтерді белгілеуге
және еліміздің тұрақты әлеуметтік-экономикалық
дамуына мүмкіндік береді. Сөйтіп, елімізге
энергияны өндіру әртараптандыруы өте
қажет, әсіресе, бұл оның балансын бұзбайтын
экологиялық таза өндіріс екенін ескерсек.
Бұл АЭС үшін жабдықтар шығарушылардың
халықаралық кооперациясына өндірістік
кәсіпорындар интеграциясын тартады,
сондай-ақ, жоғары технологиялық өнім
– электр энергиясы мен реакторлық отын
үлесін ұлғайту бағытында экспорт құрылымын
өзгертеді, болашақта – жаңа АЭС-тің де.
Жоғарыда баяндалғанды
ескере отырып, осы саланың болашағы зор
деуге болады.
2 Ядролық энергетикалық қондырғылардың
қоршаған ортаға әсері
2007 жылы МАГАТЭ жанынан құрылған климаттық
өзгерістер жөніндегі Үкіметаралық топ
мақсаты жаһандық климаттық өзгерістерді
тануды жақсарту болып табылатын ғылыми
және саяси шаралардың бірқатарын аяқтады.
Өткізілген ғылыми шаралардың нәтижесінде
газ буларының шығарындыларға шартты
артып келе жатқан климаттық жүйелерге
антропогенді әсер етуді растайтын баяндама
жасалды. Газ буларының негізгі бөлігі
органикалық отынды жағу нәтижесінде
пайда болатыны белгілі. Баяндамада бұл
әсер етудің климаттың өзгеруіне, әсіресе
сезімтал экологиялық жүйелерге ықпалы
нақты көрсетілген, қоғам мен экожүйенің
климат өзгеруіне осалдығы талданды. Бейімделу
нұсқалары мен олардың шектері анықталды;
сонымен қатар климат өзгеруінің кейбір
шамалары артқан жағдайда бейімделу мүмкіндігі
төтенше қымбатқа соғады немесе мүлде
жойылып кетеді. Бұл булы газдардың шығарындыларын
(2050 жылға қарсы ауқымды есептегенде шамамен
50%-ға) дереу қысқартуды талап етеді және
ядролық энергетика сияқты төмен көміртекті
энергетикалық технологиялардың маңыздылығын
айтарлықтай арттырады. Энергетикалық
секторда, 2030 жылға дейінгі уақытша келешекте
ядролық энергетика орта әлеуметтік шығындар
барысында тастандыларды қысқарту тұрғысынан
зардаптарды азайту әлеуеті бар деген
тұжырым жасалды. Технологиялық бағалауды
зерттеуге бәрін қамтитын шолу жүргізу
нәтижесінде, ядролық энергетика (гидроэнергетика
және жел энергетикасымен қатар) өндірілген
электр энергия бірлігіне парниктік газдардың
шығарындысы соңғы уақытта аз орын алған
деген тұжырым жасалды.
Қазақстанда
электр энергиясын өндіру негізінен
көмір электр станцияларында
жүзеге асырылады, олар электр
энергиясының шамамен 70% шығарады. Бұл
ретте көмір жағатын электр
станциялары атмосфераны газ
тәріздес шығарындылар көп мөлшерде
ластайды, олардың құрамында ауыр
металдар мен радиоактивті заттектер
бар. Көмірді жаққан кезде көміртек,
азот және күкірт тотықтары, күкірт және
азот қостотықтары, сонымен қатар ыдырамайтын
канцерогендер, оның ішінде бериллий,
кадмий, никель және хром қосындылары
түзіледі. Күкірт және азот тотықтары
қышқылды жауындар мен қышқылды уланулар
туындатады. Бұдан басқа, көмірді жаққан
кезде атмосфераға табиғи радионуклидтер: 222Rn, 220Rn, 226Rn, 210Pb, 222Rn, 210Po, 230Th, 232Th,228Th, 40K шығарылады.
Қазіргі заманғы көмір жағатын ЖЭС-тегідей
түтін шығарындыларын күлден тазартудың
шынайы тиімділігін 98,5% тең деп қабылданған,
және бұл жағдайда халыққа ЖЭС шығарындыларындағы
табиғи радионуклидтермен байланысты
радиациялық әсер АЭС-тегі бірдей қуатқа
қарағанда 20 есе жоғары (екі жағдайда да
бұл табиғи ая әсерінен бірнеше есе аз).
Бұл 4000 МВт деп шартты түрде алынған, қуаты
бірдей ЖЭС мен АЭС-тегі зиянды шығарындылар
көлемі бойынша салыстырмалы деректермен
көрсетіледі.