alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2020.10.005alternative-2149Research ArticleII. НЕВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА 9. АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКАИнновационное направление развития ядерной энергетики в России и мире (экологическая приемлемость ядерной энергетики XXI века)Innovative direction of the development of nuclear power in Russia and in the world (environmental acceptability of nuclear power of the XXI century)ТашлыковО. Л.TashlykovO. L.

Ташлыков Олег Леонидович – канд. тех. наук, доцент

ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002

тел./факс +7(343)375-95-08

Tashlykov Oleg Leonidovish – Associate Professor of «Nuclear Power Plants and Renewables» Department Cand. Sci (Engineering)

19 Mira ave., Yekaterinburg, 620002

Tel.: (343) 375-95-08

otashlykov@list.ruЩеклеинС. Е.ShchekleinS. E.

Щеклеин Сергей Евгеньевич – доктор технических наук, профессор, действительный член Международной энергетической академии

ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002

тел./факс +7(343)375-95-08

Sergey E. Shcheklein – Doctor of technical science, professor, a full member of the International Energy Academy, head of Atomic Stations and Renewable Energy Sources Department

19 Mira ave., Yekaterinburg, 620002

Tel.: (343) 375-95-08

ШарифяновЕ. В.SharifyanovE. V.

Шарифянов Евгений Вильевич – студент кафедры «Атомные станции и ВИЭ»

ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002

тел./факс +7(343)375-95-08

Sharifyanov Eugene Vilyevich – student of department «Nuclear Power Plants and Renewables»

19 Mira ave., Yekaterinburg, 620002

Tel.: (343) 375-95-08

ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»РоссияFederal State Autonomus Educational Institution of Higher Education «Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin»Russian Federation202001082022028-304756Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20222022Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2149

Обоснована роль ядерной энергетики в решении экологических проблем. Приведены источники энергии с самым низким объемом выбросов CO2 с учетом выбросов в течение всего энергетического жизненного цикла (гидроэлектростанции, АЭС и ветряные электростанции). Обосновано преимущество АЭС среди этих источников энергии. Приведены данные по состоянию атомной энергетики в настоящее время. Сформулированы системные проблемы современной ядерной энергетики, использующей в подавляющем большинстве реакторы на тепловых нейтронах. Обобщены требования к перспективной ядерной энергетике XXI века. Представлена информация о форуме GIF (the Generation IV International Forum), созданном в 2001 г. Описаны два основных варианта обращения с отработавшим ядерным топливом (ОЯТ): однократный цикл, при котором топливо используется только один раз (открытый ядерный топливный цикл – ЯТЦ), после чего хранится как отходы, и многократный с переработкой ОЯТ и возвращением в цикл неиспользованного урана и накопленного плутония (замкнутый ЯТЦ). Проведена оценка возможности использования реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем в составе ядерных энергетических систем четвертого поколения, в решении проблем топливообеспечения и минимизации объемов радиоактивных отходов. Приведены сведения о двухкомпонентной структуре генерирующих мощностей на тепловых и быстрых реакторах, объединяемой замкнутым ЯТЦ, которая может обеспечить решение системных проблем ядерной энергетики (накопление ОЯТ, обращение с радиоактивными отходами) и кардинальное повышение эффективности использования природного урана. Обобщены результаты анализа воздействия АЭС с реакторами БН-600 и БН-800 на окружающую среду и персонал. Представлены возможные варианты компоновок реакторов на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Обосновано преимущество интегральной компоновки с точки зрения повышения безопасности. Приведены основные характеристики реактора БН-1200, обеспечивающие безопасность, малоотходность, отсутствие ограничений по сырьевой базе на длительный период времени. Описаны конструкционные особенности быстрых натриевых реакторов, обеспечивающие их высокую безопасность для персонала и окружающей среды.

The role of nuclear energy in environmental problems solving is substantiated. The energy sources with the lowest emission of CO2 are given accounting the emission throughout the whole life cycle of the energy source (hydroelectric, nuclear and wind power plants). The advantage nuclear power plants possess over these energy sources is substantiated. The data on the state of nuclear energy at present are given. The general problems are formulated of up-todate nuclear energy using the overwhelming majority of thermal neutron reactors. The requirements to promising nuclear energy of the XXI century are summarized. The information is provided on the GIF – the Generation IV International Forum which was created in 2001. Two main ways of spent nuclear fuel (SNF) treatment are described. The single-phase cycle, the so-called open nuclear fuel cycle, implies the single use of nuclear fuel and the subsequent storage of it as waste products. The recycling of nuclear fuel is called closed fuel cycle and implies the return of unutilized uranium and accumulated plutonium into the cycle. The possibility of application of fast neutron reactors with sodium coolant as a part of the fourth generation nuclear energy systems in solving the problems of fuel supply and minimizing of the radioactive waste amount has been assessed. The data are given on the two-component structure of power system with thermal and fast neutron reactors combined by the closed fuel cycle which can provide the solution of general problems of the nuclear energy such as SNF accumulation and radioactive waste treatment, and supply the cardinal increase of the natural uranium use efficiency. The results of the analysis of the impact of nuclear power plants with BN-600 and BN-800 reactors on the environment and personnel are summarized. The possible variants of layout of fast neutron reactors with sodium coolant are presented. The advantage of pool type is substantiated from the point of view of safety increase. Given are the main characteristics of the BN-1200 reactor which ensure safety, low-waste operation, absence of limitations on raw material supplies for a long period of time. The design features of fast sodium reactors which ensure its high safety for personnel and environment are described.

атомная электростанцияреактор на быстрых нейтронахбезопасностьколлективная дозазамкнутый топливный циклядерная энергетическая системаnuclear power plantfast breeder reactorsafetycollective doseclosed nuclear fuel cyclenuclear energy systemsReferencesТашлыков, О.Л. Экологическое прогнозирование в ядерной энергетике XXI века / О.Л. Ташлыков, С.Е. Щеклеин // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. – 2015. – № 8-9 (172-173). – С. 50-58.Tashlykov, O.L. Ehkologicheskoe prognozirovanie v yadernoi ehnergetike XXI veka / O.L. Tashlykov, S.E. Shcheklein // Mezhdunarodnyi nauchnyi zhurnal Al'ternativnaya ehnergetika i ehkologiya. – 2015. – № 8- 9 (172-173). – S. 50-58.https://minenergo.gov.ru/node/532.https://minenergo.gov.ru/node/532.https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull54-1/54104710404_ru.pdf.https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull54-1/54104710404_ru.pdf.Tashlykov, O. Ecological foresight in the nuclear power of XXI century / O. Tashlykov [et al.] // International journal of energy production and management. – 2016. – V. 1. – No. 2. – Pp. 133-140.Tashlykov, O. Ecological foresight in the nuclear power of XXI century / O. Tashlykov [et al.] // International journal of energy production and management. – 2016. – V. 1. – No. 2. – Pp. 133-140.Алексеев С.В. Технико-экономические аспекты инновационного развития ядерной энергетики России в XXI веке / Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики // Доклады XI международной конференции – Москва: АО «Концерн Росэнергоатом», 2018, с. 460-462.Alekseev S.V. Tekhniko-ehkonomicheskie aspekty innovatsionnogo razvitiya yadernoi ehnergetiki Rossii v XXI veke / Bezopasnost', ehffektivnost' i ehkonomika atomnoi ehnergetiki // Doklady XI mezhduna-rodnoi konferentsii – Moskva: AO «Kontsern RosehnergoatoM », 2018, s. 460-462.Новиков Г.А. Обеспечение безопасности в области использования атомной энергии: учебник / Г.А. Новиков, О.Л. Ташлыков, С.Е. Щеклеин; под общ. ред. проф., д-ра техн. наук Г.А. Новикова. – Екатеринбург : Изд-во Урал. Ун-та, 2017. – 552 с.Novikov G.A. Obespechenie bezopasnosti v oblasti ispol'zovaniya atomnoi ehnergii: uchebnik / G.A. Novikov, O.L. Tashlykov, S.E. Shcheklein; pod obshch. red. prof., d-ra tekhn. nauk G.A. Novikova. – Ekaterinburg : Izd-vo Ural. Un-ta, 2017. – 552 s.Ашурко Ю.М. Инновационные реакторные технологии 4-го поколения и текущее состояние их развития в рамках международного форума «ПОКО-ЛЕНИЕ-IV» / Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики // Доклады XI международной конференции – Москва: АО «Концерн Росэнергоатом», 2018. с. 462-468.Ashurko YU.M. Innovatsionnye reaktornye tekhnologii 4-go pokoleniya i tekushchee sostoyanie ikh razvitiya v ramkakh mezhdunarodnogo foruma «POKOLENIE-IV» / Bezopasnost', ehffektivnost' i ehkonomika atomnoi ehnergetiki // Doklady XI mezhdunarodnoi konferentsii – Moskva: AO «Kontsern RosehnergoatoM », 2018. s. 462-468.Ташлыков О.Л. Основы ядерной энергетики / О.Л. Ташлыков. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, – 2016. – 225 с.Tashlykov O. L. Osnovy yadernoi ehnergetiki / O.L. Tashlykov. – Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, – 2016. – 225 s.Двухкомпонентная ядерная энергетическая система с тепловыми и быстрыми реакторами в замкнутом ядерном топливном цикле / под ред. Н.Н. Пономарева-Степного. – М.: Техносфера, 2016. – 160 с.Dvukhkomponentnaya yadernaya ehnergeticheskaya sistema s teplovymi i bystrymi reaktorami v zamknutom yadernom toplivnom tsikle / pod red. N.N. Ponomareva-Stepnogo. – M.: Tekhnosfera, 2016. – 160 s.Щеклеин С.Е. Повышение энергоэффективности АЭС / С.Е. Щеклеин, О.Л. Ташлыков, А.М. Дубинин // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2015. – № 4. – С. 15-25.Shcheklein S.E. Povyshenie ehnergoehffektivnosti AEHS / S.E. Shcheklein, O.L. Tashlykov, A.M. Dubinin // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Yadernaya ehnergetika. – 2015. – № 4. – S. 15-25.Годовой отчет по экологической безопасности Белоярской АЭС (2018). – Режим доступа: https://www.rosenergoatom.ru/upload/iblock/2fd/2fd9823473ebf8ad2cc483d17f53dda0.pdf – (Дата обращения: 05.04.2020).Godovoi otchet po ehkologicheskoi bezopasnosti Beloyarskoi AEHS (2018). – Rezhim dostupa: https://www.rosenergoatom.ru/upload/iblock/2fd/2fd9823473ebf8ad2cc483d17f53dda0.pdf – (Data obrashcheniya: 05.04.2020).Носов Ю.В. Обеспечение экологической безопасности при длительной эксплуатации реакторов на быстрых нейтронах на примере Белоярской АЭС / Ю.В. Носов [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. – 2012. – № 4. – С. 64-68.Nosov YU.V. Obespechenie ehkologicheskoi bezopasnosti pri dlitel'noi ehkspluatatsii reaktorov na bystrykh neitronakh na primere Beloyarskoi AEHS / YU.V. Nosov [i dr.] // Al'ternativnaya ehnergetika i ehkologiya. – 2012. – №4. – S.64-68.Ташлыков О.Л. О проблеме снижения дозовых затрат персонала АЭС / О.Л. Ташлыков [и др.] // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2011. – № 1. – С. 55-60.Tashlykov O.L. O probleme snizheniya dozovykh zatrat personala AEHS / O.L. Tashlykov [i dr.] // Izvestiya vuzov. Yadernaya ehnergetika. – 2011. – № 1. – S. 55-60.Атомные электростанции с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем: учебное пособие. В 2 ч. Ч. 1 / под ред. С.Е. Щеклеина, О.Л. Ташлыкова. – Екатеринбург: УрФУ, – 2013. – 548 с.Atomnye ehlektrostantsii s reaktorami na bystrykh neitronakh s natrievym teplonositelem: uchebnoe posobie. V 2 ch. CH. 1 / pod red. S.E.Shchekleina, O.L. Tashlykova. – Ekaterinburg: URFU, – 2013. – 548 s.Tashlykov O. Ecological features of fast reactor nuclear power plants (NPPs) at all stages of their life cycle / O. Tashlykov [et al.] // WIT Transactions on Ecology and the Environment. – 2014. – V. 190. – No. 2. – Pр. 907-918.Tashlykov O. Ecological features of fast reactor nuclear power plants (NPPs) at all stages of their life cycle / O. Tashlykov [et al.] // WIT Transactions on Ecology and the Environment. – 2014. – V. 190. – No. 2. – Pr. 907-918.Ташлыков О.Л. Опыт атомного теплоснабжения города Заречного и перспективы атомной теплофикации Екатеринбурга / О.Л. Ташлыков, С.Е. Щеклеин // Российские регионы в фокусе перемен: сборник докладов XII Международной конференции. – Екатеринбург: Изд-во УМЦ УПИ, – 2018. – Том 2. – с. 525-535.Tashlykov O.L. Opyt atomnogo teplosnabzheniya goroda Zarechnogo i perspektivy atomnoi teplofikatsii Ekaterinburga / O.L. Tashlykov, S.E. Shcheklein // Rossiiskie regiony v fokuse peremen: sbornik dokladov XII Mezhdunarodnoi konferentsii. – Ekaterinburg: Izd-vo UMTS UPI, – 2018. – Tom 2. – s. 525-535.Kostarev, V.S. The increasing of the energy efficiency of nuclear power plants with fast neutron reactors by utilizing waste heat using heat pumps / V.S. Kostarev, O.L. Tashlykov, V.A. Klimova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 06/2019, 552(1),012022.Kostarev, V.S. The increasing of the energy efficiency of nuclear power plants with fast neutron reactors by utilizing waste heat using heat pumps / V.S. Kostarev, O.L. Tashlykov, V.A. Klimova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 06/2019, 552(1),012022.Ташлыков О.Л. Ремонт оборудования атомных станций: учебник / О.Л. Ташлыков. – Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та. – 2018. – 352 с.Tashlykov O.L. Remont oborudovaniya atomnykh stantsii: uchebnik / O.L. Tashlykov. – Ekaterinburg: Izd-vo Ural. Un-ta. – 2018. – 352 s.Ташлыков О.Л. Парогенераторы АЭС: учебник / О.Л. Ташлыков, А.И. Бельтюков. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, – 2019. – 304 с.Tashlykov O.L. Parogeneratory AEHS: uchebnik / O.L. Tashlykov, A.I. Bel'tyukov. – Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, – 2019. – 304 s.Прогноз и обеспечение потребности в специалистах для эксплуатации АЭС с реакторами типа БН (БН-600, БН-800, БН-1200) / Ташлыков О.Л. [и др.] // Безопасность, эффективность и экономика атомной энергетики: тезисы докладов XI международной научно-технической конференции – М: АО «Концерн Росэнергоатом», 2018. С. 250-251.Prognoz i obespechenie potrebnosti v spetsialistakh dlya ehkspluatatsii AEHS s reaktorami tipa BN (BN-600, BN-800, BN-1200) / Tashlykov O.L. [i dr.] // Bezopasnost', ehffektivnost' i ehkonomika atomnoi ehnergetiki: tezisy dokladov XI mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii – M: AO «Kontsern RosehnergoatoM», 2018. S. 250-251.Ташлыков О.Л. АЭС: Продление ресурса и снятие с эксплуатации: учебник / О. Л. Ташлыков. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2020. - 216 с.Tashlykov O.L. AEHS: Prodlenie resursa i snyatie s ehkspluatatsii: uchebnik / O. L. Tashlykov. - Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 2020. - 216 s.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.