Атомна електростанція

А́томна електроста́нція (АЕС) — електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється на електричну. Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, котре виділяється в реакторі внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких елементів, потім так само як і на звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетвориться на електроенергію. На відміну від теплоелектростанцій, що працюють на органічному паливі, АЕС працює на ядерному паливі (переважно 232U, 235U, 239Pu)^[1]

Унаслідок роботи АЕС утворюються радіоактивні відходи та відпрацьоване ядерне паливо. Вони є небезпечними для людини й довкілля, тож для знешкодження вимагають переробки та тривалого зберігання.

.

20 грудня 1951 року ядерний реактор вперше в історії людства виробив придатну для використання кількість електроенергії — в нинішній Національній Лабораторії INEEL Департаменту енергії США. Реактор виробив достатню потужність, щоби запалити простий ланцюжок з чотирьох лампочок 100 Вт. Після другого експерименту, проведеного наступного дня, 16 учених і інженерів, що брали участь в ньому, «увічнили» своє історичне досягнення, написавши крейдою власні імена на бетонній стіні генератора.

Того ж дня, дослідний реактор-брідер EBR-1, що розміщувався в маленькій будівлі, котра і сьогодні як і раніше самотньо стоїть на відкритій всім вітрам рівнині в південно-східному Айдахо, підвищив виробок до 100 кіловатів, чого було достатньо для живлення всього його електроустаткування. Перша дослідницька мета EBR-1 полягала в розробленні й перевірці концепції реактора-брідера. 4 червня 1953 року, Комісія з атомної енергії США оголосила, що реактор EBR-1 став першим реактором у світі, який продемонстрував брідінг плутонію й урану.

У 1962 році він став першим у світі реактором з плутонієвою активною зоною, який виробив електроенергію. Протягом всього наступного року, він був джерелом цінних даних по брідінгу в реакторі з плутонієвим паливом і допомагав науковцям краще зрозуміти поведінку плутонію в реакторі, що діяв. 30 грудня 1963 року, реактор був офіційно зупинений. 26 серпня 1966 його оголошено національним історичним пам'ятником. (За матеріалами Національної лабораторії Айдахо, США).

1972 року, на розроблюваному з 1958 родовищі урану «Окло» в Габоні, виявлено сліди ланцюгової реакції. Подальші дослідження підтвердили, що тут приблизно 2.0-1.8 мільярдів років тому, діяв єдиний відомий на 2011 природний реактор^[2][3].

Перша у світі атомна електростанція потужністю 5 МВт, Обнінська АЕС, була запущена в колишньому СРСР 27 червня 1954 року, в м. Обнінську, розташованому в Калузькій області.

У 1958 введено в експлуатацію 1-у чергу Сибірської АЕС (м. Томськ-7, Томська область) потужністю 100 МВт (повна проєктна потужність 600 МВт). Того ж року розгорнулося будівництво промислової Білоярської АЕС (м. Зарічний, Свердловська область), а 26 квітня 1964 генератор 1-ї черги дав струм споживачам. У вересні 1964 пущений 1-й блок Нововоронезької АЕС потужністю 210 МВт. Другий блок потужністю 350 МВт запущений в грудні 1969. У 1973 почала працювати Ленінградська АЕС.

За межами СРСР перша АЕС промислового призначення потужністю 46 МВт введена в експлуатацію в 1956 в Колдер-Голі (Велика Британія). За рік, почала виробляти електроенергію АЕС потужністю 60 МВт в Шиппінгпорті (США).

Світовими лідерами у виробництві ядерної електроенергії є: США (788,6 млрд кВт·год/рік), Франція (426,8 млрд кВт·год/рік), Японія (273,8 млрд кВт·год/рік) і Німеччина (158,4 млрд кВт·год/рік)^[4].

Наприкінці червня 2008 року, заступник голови Міжнародного агентства з атомної енергії (МАГАТЕ) Юрій Соколов наголошував, що на його думку, до 2030-го, атомні електростанції лишатимуться основним джерелом електроенергії, та кількісно збільшаться на 60 %^[5].

Станом на квітень 2018 року у світі працювало 449 енергоблоків АЕС. Усі вони зосереджені в 45 країнах світу, зокрема:

•  США — 99 блоків АЕС;
•  Франція — 58 блоків АЕС;
•  КНР — 48 блоків АЕС;
• Японія — 42 діє, із них тільки 8 працюють (роботу більшості АЕС було призупинено після Фукусімської аварії);
•  Росія — 37 блоків АЕС;
•  Україна — 19 блоків, ЧАЕС не працює після чорнобильської аварії.

Найбільша АЕС в Європі — Запорізька атомна електростанція^[6] в місті Енергодарі (Запорізька область), будівництво якої розпочато 1980 року і на середину 2008-го, тут працювало 6 атомних енергоблоків (6-й введено в дію після відновлення незалежності — 19 жовтня 1995).

Найбільша АЕС у світі Касівадзакі-Каріва за встановленою потужністю (на 2008) розташована в японському місті Касівадзакі префектури Ніїгата — в роботі перебувають 5 киплячих ядерних реакторів (BWR) і 2 розширених киплячих ядерних реактори (ABWR), загальна потужність яких становить 8,212 ГВт.

На 2015 рік, будувалося ще 65 атомних реакторів^[7], зокрема в країнах, які розвиваються. Передбачається, що до 2030 року, ще 8 країн почнуть використовувати атомну енергетику, а 3 — (Німеччина, Вірменія та Бельгія) відмовляться від атомних електростанцій, тож загалом це складе 35 країн, які використовуватимуть АЕС^[7]. Найбільше блоків АЕС, що тимчасово не працюють — в Японії (через Фукусімську аварію).

2020 року, в Об'єднаних Арабських Еміратах ввели в експлуатацію першу в арабських країнах атомну електростанцію Барака [Архівовано 10 травня 2021 у Wayback Machine.]^[8]. Підготовчі роботи тривали на АЕС протягом п'яти місяців.

На початку грудня 2023 року, як повідомили урядові ЗМІ Китаю з посиланням на заяву Національного управління енергетики, у китайській провінції Шаньдун офіційно запущено в комерційну експлуатацію першу у світі атомну електростанцію четвертого покоління. На АЕС Шидаован встановлено два високотемпературні газоохолоджувальні реактори (HTGR) потужністю 250 МВт кожен^[9][10].

В Україні розташовані 5 АЕС і Чигиринська АЕС, на якій немає енергоблоків, а 2 будується:

• Чорнобильська атомна електростанція (ЧАЕС) — у м. Прип'ять (Київська обл.); на ній у квітні 1986 сталась одна з найбільших в історії людства техногенних катастроф (Чорнобильська аварія), внаслідок чого тривали й тривають досі значні трудомісткі й капіталомісткі аварійні роботи, заходи з відновлення стану постраждалих територій (так звана Чорнобильська зона) і населення, яке на них мешкало і проживає. Аварія на ЧАЕС спонукала людство переглянути райдужні перспективи зростання частки «мирного атому» у загальному видобутку електроенергії у світі; на більшості АЕС світу було вжито додаткових заходів і введені в дію додаткові системи захисту і безпеки, а в самій Україні до 22 жовтня 1993 року, діяв мораторій на будівництво нових АЕС^[11]. Понад 20 років ЧАЕС лишалась робочою АЕС, а її закриття стало однією з вимог до України з боку ЄС, а також передумовою для вступу України до СОТ. 21 липня 2007 президент України Віктор Ющенко підписав указ про закриття ЧАЕС^[12], яка проте, і надалі працює й виконує завдання з перерозподілу електроенергії від інших електростанцій, поводження з радіоактивними відходами, відпрацьованим ядерним паливом тощо.
• Південноукраїнська атомна електростанція — у м. Южноукраїнськ (Миколаївська обл.); 3 атомних енергоблоки.
• Хмельницька атомна електростанція — у м. Нетішин на Хмельниччині; 2 атомних енергоблоки.
• Запорізька атомна електростанція — у м. Енергодар (Запорізька область); найбільша в Україні (і в Європі); 6 атомних енергоблоків.
• Рівненська атомна електростанція — у м. Вараш 4 атомних енергоблоки.

На наявних українських АЕС встановлено 15 енергоблоків спільною потужністю 13 888 МВт, які виробляють приблизно 40~50 % від загального обсягу електроенергії в Україні.

2010 року, частка АЕС у виробленні електроенергії по Україні складала 47,4 %.

Час від часу, є повідомлення ЗМІ про позаштатні ситуації на українських (і не тільки) АЕС, в тому числі, з аварійними вимкненнями окремих енергоблоків, отже всі енергоблоки разом, в Україні майже ніколи не працюють^[13][14][15]. Однак, АЕС лишається надійним джерелом електроенергії, і в Україні будуються ще декілька нових енергоблоків.

• 
  Хмельницька атомна електростанція, Нетішин, 2013
• 
  Південноукраїнська атомна електростанція, Южноукраїнськ
• 
  Рівненська атомна електростанція, Вараш
• 
  Запорізька атомна електростанція, Енергодар

Прогнози Світової енергетичної ради щодо можливих варіантів розвитку ПЕК засвідчують, що до 2100 року головними джерелами енергопостачання стануть АЕС та поновлювані джерела енергії, а частки електростанцій на нафті, природному газі (ТЕС, ТЕЦ) та особливо вугіллі будуть суттєво меншими.

Водночас, багато досліджень MIT, Black & Veatch та DOE передбачають, що на природний газ та поновлювані джерела, у майбутньому буде припадати більша частина виробництва електроенергії та тепла^[16][17].

В 2024 році Міністерство оборони США розпочало будівництво першої в країні атомної електростанції з мікрореактором IV покоління. Це проєкт Pele, компанії BWXT Advanced Technologies, який реалізовуватимуть в Національній лабораторії Айдахо (INL). Метою проєкту є створення ядерного мікрореактора для забезпечення потреб військових об'єктів стабільним живленням електроенергією. Майбутній реактор матиме можливість працювати протягом 3 днів після його доставки на місце виконання завдання і забезпечуватиме свій демонтаж протягом 7 днів після завершення експлуатації. Розробник створив високотемпературну установку з газовим охолодженням, що працює на триструктурно-ізотропному (Triso) низькозбагаченому урані (Haleu) з високим вмістом ізотопів. Вона може транспортуватися у звичайних морських контейнерах і матиме встановлену потужність 1-5 МВт^[18].

В історії людства, відбулося вже кілька надзвичайних подій та ядерних аварій/катастроф (найвідоміші: Трі-Майл-Айленд—1979 в США, Чорнобиль—1986 в Україні і Фукусіма—2011 в Японії).

Якщо ви живете біля атомної електростанції (у радіусі 10 км), потрібно вжити кілька негайних заходів:

• Звернутися до вашої влади за інформаційними брошурами чи настановами. Вони надають дані про сигнали тривоги та перераховують усі поради, яких треба дотримуватися під час аварії.
• Отримати або купити таблетки йоду в аптеках-партнерах.
• Зібрати в одному місці усі необхідні речі: ксерокопії документів, що засвідчують особу, ліки, аптечку, змінний одяг, їжу та воду в маленьких закупорених пляшках.
• Забезпечити себе переносним радіоприймачем та запасними батарейками^[19].

Що робити у разі ядерної аварії:

• Сховатися в будівлі з твердими стінами. Якщо ви перебуваєте в транспортному засобі, треба якомога швидше дістатися укриття (будинку, місця проживання тощо).
• Зачинити двері та вікна, вимкнути та перекрити зовнішню вентиляцію.
• Приймати йодид калію лише за вказівкою влади та за умови, що для цього немає медичних протипоказань. Якщо на мить аварії у вас вдома не було таких таблеток, швидке розповсюдження можуть організувати у громадських центрах, визначених мером/головою адміністрації. Переважно, це стосується вагітних жінок та дітей до 18 років.
• Підготуватися до можливої ​​евакуації та, якщо потрібно, дотримуватися інструкцій щодо виїзду з відповідних районів.
• Мати з собою набір швидкої допомоги, зокрема всі необхідні речі^[19].

Дотримуватися «належних відомих практик за надзвичайних становищ»:

• Не намагатися одразу піти і забрати своїх дітей. Про них може подбати педагогічний колектив і служби з надзвичайних ситуацій у шкільних та позакласних умовах.
• Уникати використання телефону, щоби залишити телефонні мережі доступними для нагальних служб.
• Не торкатися жодних предметів зовні.
• Якщо падає дощ, лишити на вулиці все, що могло намокнути (парасоль, взуття, пальто, куртку тощо).

У будь-якому разі, треба слухати й дивитися поради влади по радіо/телебаченню, читати в Дії, Viber і в соціальних мережах, дотримуючись офіційних сторінок у Twitter чи Facebook^[19][1] [Архівовано 27 квітня 2022 у Wayback Machine.].

• Радіоактивне зараження
• Атомна енергія
• Атомна енергетика
• Чорнобильська аварія
• Список АЕС світу
• Ядерна установка
• Ядерна аварія
• Дискусія про атомну енергію

• Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
• Запорізька АЕС, офіційний сайт [Архівовано 8 березня 2021 у Wayback Machine.] (рос.)
• Довідник з ядерної енергетики на сайті «BBC» [Архівовано 7 липня 2013 у Archive.is] (укр.)

• Електростанція атомна // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
• Атомні електростанції (АЕС) // Словник-довідник з екології : навч.-метод. посіб. / уклад. О. Г. Лановенко, О. О. Остапішина. — Херсон : ПП Вишемирський В. С., 2013. — С. 12-13.