Инновационное направление развития ядерной энергетики в России и мире (экологическая приемлемость ядерной энергетики XXI века)

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.

1. Ташлыков, 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.

2. https://minenergo.gov.ru/node/532.

3. https://www.iaea.org/sites/default/files/publications/magazines/bulletin/bull54-1/54104710404_ru.pdf.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. Ташлыков О.Л. Основы ядерной энергетики / О.Л. Ташлыков. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, – 2016. – 225 с.

9. 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.

10. 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.

11. Годовой отчет по экологической безопасности Белоярской АЭС (2018). – Режим доступа: https://www.rosenergoatom.ru/upload/iblock/2fd/2fd9823473ebf8ad2cc483d17f53dda0.pdf – (Дата обращения: 05.04.2020).

12. 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.

13. Ташлыков О.Л. О проблеме снижения дозовых затрат персонала АЭС / О.Л. Ташлыков [и др.] // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2011. – № 1. – С. 55-60.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Ташлыков О.Л. Ремонт оборудования атомных станций: учебник / О.Л. Ташлыков. – Екатеринбург: Изд-во Урал. Ун-та. – 2018. – 352 с.

19. Ташлыков О.Л. Парогенераторы АЭС: учебник / О.Л. Ташлыков, А.И. Бельтюков. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, – 2019. – 304 с.

20. 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.

21. Ташлыков О.Л. АЭС: Продление ресурса и снятие с эксплуатации: учебник / О. Л. Ташлыков. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2020. - 216 с.