Альтернативные источники энергии

 

Атомная Энергия.

 

Открытие  излучения  урана  впоследствии  стало  ключом  к энергетическим кладовым природы.

Главным, сразу  же  заитересовавшим  исследователей,  был вопрос:  откуда берется энергия лучей,  испускаемых ураном,  и почему уран всегда чуточку теплее окружающей среды? Под сомнение ставился либо закон сохранения энергии,  либо утвержденный веками принцип неизменности атомов?  Огромная научная смелость требовалась от ученых, которые перешагнули границы привычного, отказались от устоявшихся представлений.

Такими  смельчаками оказались молодые  ученые Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди. Два года упорного труда по изучению радиоактивности привели их к революционному по тем временам  выводу: атомы некоторых элементов подвержены распаду, сопровождающемуся излучением энергии в количествах,  огромных по сравнению с энергией, освобождающейся при обычных молекулярных видоизменениях.

Невиданными темпами развивается сегодня  атомная энергетика. За тридцать лет общая мощность ядерных энергоблоков выросла с 5 тысяч до 23 миллионов киловатт! Некоторые ученые высказывают мнение,  что к 21 веку около половины всей электроэнергии в мире будет вырабатываться на атомных электростанциях.

В принципе энергетический ядерный реактор  устроен довольно просто-в нем,  так же как и в обычном котле, вода превращается в пар.  Для этого используют  энергию,  выделяющуюся  при цепной  реакции распада атомов урана или другого ядерного топлива. На атомной электростанции нет громадного парового котла, состоящего из тысяч километров стальных трубок, по которым при огромном давлении циркулирует вода, превращаясь в пар. Эту махину заменил относительно небольшой ядерный реактор.

Самый распространенный в настоящее время тип реактора водографитовый.

Еще одна распространенная конструкция реакторов- так называемые  водо-водяные.  В них вода не только отбирает тепло от твэлов,  но и служит замедлителем  нейтронов вместо  графита. Конструкторы довели мощность таких реакторов до миллиона киловатт. Могучие энергетические агрегаты установлены на Запорожской, Балаковской и других атомных электростанциях. Вскоре реакторы такой конструкции,  видимо,  догонят по мощности и  рекордсмена- полуторамиллионик с Игналинской АЭС.

Но все-таки будущее ядерной энергетики,  по-видимому, останется за третьим типом реакторов, принцип работы и конструкция которых предложены учеными,  - реакторами на быстрых нейтронах.  Их называют еще реакторами- размножителями. Обычные реакторы используют замедленные нейтроны,  которые вызывают цепную  реакцию в довольно редком изотопе- уране-235,  которого в природном уране всего около одного  процента.  Именно  поэтому приходится строить огромные заводы,  на которых буквально просеивают атомы урана,  выбирая из них атомы  лишь одного  сорта урана-235.  Остальной  уран в обычных реакторах использоваться не может.  Возникает вопрос: а хватит ли этого редкого изотопа урана  на  сколько-нибудь продолжительное время или же человечество вновь столкнется с  проблемой  нехватки  энергетических ресурсов ?

Более тридцати лет назад эта проблема была поставлена перед  коллективом лаборатории Физико-энергетического института. Она была решена. Руководителем лаборатории Александром Ильичом Лейпунским  была  предложена  конструкция реактора на быстрых нейтронах.В 1955 году была построена первая такая установка.

Преимущества  реакторов  на быстрых нейтронах  очевидны.  В них для получения энергии можно использовать все  запасы  природных  урана  и тория,  а они огромны-только в Мировом океане растворено более четырех миллиардов тонн урана.

Но все  400 атомных электростанции,  работающих сейчас на планете, не могут создать  угрозу, хотя бы сравнимую с угрозой, исходящей от 50 тысяч боеголовок.

Нет сомнения в том, что атомная  энергетика заняла прочное место  в энергетическом балансе человечества.  Она  безусловно будет развиваться и впредь, без отказано поставляя столь необходимую людям энергию.  Однако понадобятся дополнительные меры по  обеспечению надежности атомных электростанций,  их безаварийной работы,  а ученые и инженеры сумеют  найти  необходимые решения.

 

Заключение.

 

За время  существования нашей цивилизации  много раз происходила смена традиционных источников энергии на  новые,  более совершенные. И не потому, что старый источник был исчерпан.

Солнце светило  и обогревало человека всегда: и тем не менее однажды люди приручили огонь, начали жечь древесину.

Затем древесина  уступила  место  каменному  углю.  Запасы древесины казались безграничными,  но паровые машины требовали более  калорийного "корма".

Но и  это  был лишь этап.  Уголь вскоре уступает свое лидерство на энергетичеком рынке нефти.

И вот  новый виток: в наши дни ведущими видами топлива пока остаются нефть и газ.  Но за каждым новым кубометром газа  или тонной нефти нужно идти все дальше на север или восток,  зарываться все глубже в землю.  Немудрено, что нефть и газ будут с каждым годом стоить нам все дороже.

Замена? Нужен новый  лидер  энергетики.  Им,  несомненно, станут ядерные источники.

Запасы  урана,  если, скажем, сравнивать их с запасами угля,  вроде  бы не столь уж и велики.Но зато на единицу веса он содержит в себе энергии в миллионы раз больше,чем уголь.

А итог  таков:  при получении электроэнергии на АЭС нужно затратить,  считается, в сто тысяч раз меньше средств  и труда, чем при извлечении энергии  из угля. И ядерное горючее приходит на смену нефти и углю...  Всегда было так:  следующий источник энергии  был и более мощным.  То была, если можно так выразиться, "воинствующая" линия энергетики.

В погоне за избытком энергии человек все  глубже погружался в стихийный мир природных явлений и  до  какой-то  поры  не очень задумывался о последствиях своих дел и поступков.

Но времена  изменились. Сейчас, в конце 20 века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика  "щадящая".Построенная  так,  чтобы  человек  не  рубил сук, на котором он сидит.  Заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.

Несомненно, в  будущем  параллельно с линией интенсивного развития энергетики получат  широкие права гражданства и  линия экстенсивная:  рассредоточенные  источники  энергии не слишком  большой мощности,  но зато с высоким  КПД, экологически чистые, удобные в  обращении.

Яркий пример тому- быстрый старт электрохимической энергетики, которую позднее, видимо, дополнит энергетика солнечная.

Энергетика  очень быстро аккумулирует,  ассимилирует, вбирает в себя все самые новейшие идей,  изобретения,  достижения науки. Это и понятно:  энергетика связана буквально со Всем,  и Все тянется к энергетике, зависит от нее.

Поэтому энергохимия,  водородная энергетика, космические электростанции, энергия, запечатанная в антивеществе, кварках, "черных дырах",  вакууме,- это всего лишь наиболее яркие  вехи, штрихи,  отдельные черточки того сценария,  который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днем Энергетики.

Лабиринты энергетики.  Таинственные переходы, узкие, извилистые тропки. Полные загадок, препятствий, неожиданных озарений, воплей печали и поражений, кликов радости и побед.

Тернист, непрост, непрям энергетический путь человечества. Но мы верим, что мы на пути к Эре  Энергетического Изобилия и что  все препоны, преграды и трудности  будут преодолены.

 

Список литературы.

 

1. В.Володин, П.Хазановский "Энергия, век двадцать первый".

 

2. А.Голдин "Океаны энергии".

 

3. Л.С. Юдасин "Энергетика: проблемы и надежды".