Популяцияның динамикалық сипаттамалары

Атом электр станцияларының бірінші контурының өзіндік мұқтаждар қондырғыларының ерекшеліктері - атом электр станциясы технологиялық процесінің қарастырылған сұлбаларынан корінеді.

Ал, екінші контур бөлігінде өзіндік мұқтаждар кәдімгі отынды қолданып, жұмыс істейтін жылу электр станцияларының механизмдерімен бірдей. Атом элекгр станцияларының ерекшеліктері:

1.Географиялық кез-келген жерде, соның ішінде таулы жерде салынады.

2.Сыртқы қатардағы факторлардан тәуелсіз. Өзіндік режімі автономиялы.

3.Отынның шығыны аз  мөлшерде.

4.Тынушылардың ерікті графигімен жұмыс істеуі мүмкін.

5.Режімнің өзгеруіне сезімтал, әсіресе АЭС-ның реакторы жылдам нейтронмен жұмыс істейтін болса.

6.Атмосфераны бәсеңдеу  ластайды, радиоактивтік газдары мен аэрозолы шамалы, санитарлық мөлшерден (нормадан) асып түспейді. Осы тұрғыдан қарағанда АЭС-ы, ЖЭС-нан көбірек болып шығуы мүмкін.

 

4. Қазақстандағы атом энергетикасы

 

 

ВБЭР-300 Атом стансасы

Қазақстан Республикасының  Маңғыстау облысындағы ВБЭР-300 реакторлық қондырғысы бар атом электр стансасы (АЭС) құрылысының алғышарттары. 

 

Маңғыстау облысында АЭС  құрылысының қажеттігі Қазақстан  Республикасындағы қуат балансына  және қолданыстан шығарылатын энергия  көздерінің орнын басатын қуаттарды  ескере отырып аймақтың даму болашағына талдау жасау нәтижесінде белгіленді.   

 

Бүгінде Маңғыстау өңірін энергиямен қамтамасыз етіп отырған  жалғыз қуат көзі - МАЭК-Қазатомөнеркәсіптің құрамында табиғи газбен жұмыс істейтін үш жылу-электр орталығы (ЖЭО) бар. 2015-2016 жылдарға қарай ЖЭО-1 және ЖЭО-2 техникалық ресурстары түгеуіне байланысты пайдаланудан шығарылуы тиіс. Сонда аймақты энергиямен қамтамасыз етуге тек ЖЭО-3 ғана қалады. Ал оның қуаты жетіңкіремейді. 

 

Қазақстан Республикасының  Энергетика және минералды ресурстар  министрлігінің энергиябалансына сәйкес, Маңғыстау облысының 2030 жылға дейінгі  болжанған энергия тұтынуын қамтамасыз ету үшін бірінші энергоблогы  тиісті электр желілік құрылысымен 2015 жыл деңгейінде пайдалануға берілетін қуаты 900 МВт-тық жаңа алып базалық қуат көзін іске қосу қажет. Түркіменстан-Қазақстан-Ресей-Еуропа мемлекетаралық транспорттық мұнай-газ магистралын құру, туристік кластерді дамыту, Ақтау-Сити тұрғын үй-әкімшілік кешенін салуға байланысты Маңғыстау облысының жүктемесі қабылданған баланстағыдан басқа 300 МВт-қа артады. Бұл энергия көздерінің қуатын 1200 МВт-қа дейін жеткізу қажеттігіне әкеп соқтырады. 

 

Қолданыстан шығарылатын  қуаттарды алмастыруды қамтамасыз ету бойынша іс-шаралар орындалмаған жағдайда 2016 жылға қарай қуат жетіспеушілігі сезіліп, ол Ақтау өңіріндегі және бүкіл  Маңғыстау түбегіндегі өмірлік  іс-әрекеттердің барлық қырларына теріс  әсер ететін болады.  

 

Демек, аймаққа қолданыстан  шығатын қуаттың орнын толтыратын және электр энергиясына болған өскелең  сұранысты қанағаттандыратын жаңа қуат көзі керек. Ал электр энергиясы  тапшылығы кезеңін болдырмау  үшін жобаны ертерек қолға алған  абзал. 

 

 

 

 

 

Негізгі қуат көздері

Бүгінде әлемде қуат көздерінің негізгі төрт түрі бар: гидр-оэлектрстансалар (ГЭС), жылу-электрстансалары (ЖЭС), атом электр стансалары (АЭС) және балама энергия көздері. Балама қуат көздері әлі жеткілікті дамымаған, өнеркәсіптік мөлшерде тұрақты ток шығаруға қабілетсіз, сондықтан электр энергиясының базалық көзі бола алмайды. Ақтауда ГЭС салу мүмкін емес, өйткені өзен жоқ. Көмірмен жұмыс істейтін ЖЭО салу да тиімсіз, себебі Маңғыстаудың өз көмірі жоқ, ал оны солтүстік өңірлерден тасымалдау электр энергиясының бағасына әсер етеді. Газбен жұмыс істейтін ЖЭО көп жағдайда отынға тәуелді. ЖЭО жылына миллион текше метр газ тұтынатындықтан көгілдір отын бағасы өскенде электр энергия бағасы да қоса өседі. Газбен және көмірмен жұмыс істейтін ЖЭО-ның тағы бір кемшілігі – ауа қабатына СО2 шығарады. Ғалымдардың мәлімдеуінше, жаһандық жылынуға себеп болып отырған да осы көмірқышқыл газы көрінеді. Сондай-ақ, Қазақстан Киот хаттамасына қол қоюды жоспарлап отыр. Бұл халықаралық құжат еліміздегі экологиялық қауіпсіздік стандарттарын жаңа деңгейге көтереді. Қазақстан атомосфераға СО2 шығаруды кеміту арқылы еліміз экологиясы мен тұрғындарының денсаулығына ғана емес, сонымен қатар әлемдік климаттың өзгеруі сияқты жаһандық мәселеге де қамқорлық жасауды ескерген болады. 

 

Атом энергетикасы

Ешқандай күмән болмасын, атом энергетикасы бүгінгі таңдағы  экологиялық ең таза және экономикалық тартымды энергия көзі саналады. Атом стансалаларының көмір және газ  стансаларынан айырмашылығы сол, ауаға  ешқандай зиянды заттарды шығармайды. АЭС әлдеқашан әлемде экологиялық  тұрғыдан таза қуат көзі ретінде танылған. Егер Ақтау қаласында жылу электр стансасының орнына атом стансасы жұмыс  істейтін болса, жыл сайын атмосфераға  тасталатын көмір қышқыл газы 3 миллион  тоннаға, азот қышқылы 10 мың тоннаға  азаяр еді. Оған қоса қазір ЖЭО  жұтып жатқан 5 миллион тонна кислород босайтын болады. Орман-тоғайы жоқ Маңғыстау  өңірі үшін АЭС есебінен кислородты толтыру үлкен маңызға ие. 

 

Маңғыстауда атом энергетикасын  дамытудың экономикалық тиімділігі де орасан. Атом энергиясының тарифінде  отын бағасының үлесі шамалы. Атом электр энергетикасы тарифтің секіріп  өсуіне жол бермейді. Егер газ бағасы үш есеге өссе, бұл ЖЭО тарифінің  автоматты түрде 3 есеге артуына  әкеп соқтырады. Ал уран бағасы 3 есеге  өскенде, АЭС электр энергиясының тарифі әрі кетсе 5-6 пайызға артуы мүмкін. Тарифтегі мұндай айырмашылық бірінші кезекте Маңғыстау өңірінің өнеркәсібін дамытуда өте маңызды. Тұрақты дамуды, ұдайы инвестицияны бәрінен бұрын арзан энергия бар жерде қамтамасыз етуге болатыны түсінікті. Бұл тұрғыдан алғанда Маңғыстау облысы басқа аймақтарға қарағанда айтарлықтай басымдыққа ие болады. Экономиканың дамуы жаңа жұмыс орындарын ұсынып, тұрғындардың әл-ауқатын жақсарта түседі. 

 

Ақтау қаласындағы «МАЭК-Қазатомөнеркәсіп»  ЖШС-нің алаңы АЭС салу және оны  пайдалану үшін қажетті барлық инфрақұрылымға ие болуы жобаны жүзеге асыруды айтарлықтай  арзандата түседі. 

 

Атом стансасының тағы абзал тұсы бар. Жақыннан тасымалданатын не көмірі, не газы жоқ өңірде атомдық қуат көзін басқа ешнәрсе ауыстыра алмайды – күн сайын отын тасудың керегі жоқ. АЭС отыны бес жылда бір жеткізіледі, және оның көлемі көмірмен салыстырғанда түк емес. Оған қоса, Қазақстан өз АЭС-тері үшін отынды өз ішінде өндіре алады. Бұл, сөзсіз, еліміздің энергетикалық тәуелсіздігін арттырады. 

 

Ақтаудағы Маңғыстау атом энергокомбинатының базасында 25 жыл бойы жылдам нейтронды БН-350 атом реакторы табысты жұмыс істегенінің де маңызы орасан. МАЭК-Қазатомөнеркәсіп – ядролық реакторды пайдалану тәжірибесіне ие бірден-бір кәсіпорын. Демек, АЭС қауіпсіз және сенімді пайдалану үшін Қазақстанда барлық жағдай мен алғышарттар жеткілікті. Елімізде ширек ғасыр бойы БН-350 реакторының тоқтаусыз жұмыс істеуін қамтамасыз еткен, қазір сол реакторды қолданыстан шығару ісімен шұғылданып жатқан білікті мамандар сақталған. Ядролық физика институтының мамандары тағы бар. Станса салынып біткенше, ал оған 8 жылдай мерзім қажет, мамандандырылған оқу орталықтарында жаңа кадрлар дайындалатын болады. 

 

Атом энергетикасын дамытуға ықпал ететін тағы бір маңызды фактор – ядролық реактордың қауіпсіздігі. Бүгінде АЭС қауіпсіздігі атом энергетикасын дамытудың міндетті бір шарты болып саналады. Қазіргі ядролық блоктар жоғары қауіпсіздік деңгейімен ерекшеленеді. Жаңа буындағы реакторлар «пассивті» қауіпсіздіктің озық жүйесімен жабдықталған. Апат бола қалған жағдайда ешқандай әрекетке барудың қажеті қалмайды, реакторлар қауіпсіздік бітеуіші автоматты түрде іске қосылатындай етіп жасалған. 

 

 

 

5. Қазақстан атом стансасын салуға және пайдалануға дайын

Еліміздің энергия жүйесінің  техникалық талаптарына сай үлкен қуаттағы 1000 МВт-тық атом стансасын салу мүмкін емес. Өйткені, атом реакторына отын жүктегенде бұл стансаның 1000 мегаваттық қуатын алыс қашықтықтағы екінші бір қуат көзінде сақтауға тура келеді. Алыстағы энергия желілерінде бұл экономикалық тұрғыдан жөнсіз, яғни шығын көбейеді. Сондай-ақ, энергия көздерінің еліміз аумағы бойынша мейлінше біртегіс бөлінуін энергия жүйесінің тұрақтылығы да талап етеді. Сондықтан Қазақстан үшін 1000 мегаваттық бір қуат көзінен, 300 мегаваттық үш қуат көзі экономикалық тұрғыдан әлдеқайда тиімді болмақ. Қайта жүктеу үшін біреуі тоқтағанда, қалған екеуі жұмыс істеп тұрады. Осылайша энергиямен қамту үздіксіз жүреді. 

 

Дүние жүзілік реакторлар рыногына талдау жасағанда 300 мегаваттық стансаның өнеркәсіптік нұсқасы әлі жоқ екені мәлім болды. Мұндай реакторлар шағын және орта қуаттағы реакторлар тобына жатқызылады. «Westinghouse», «Areva», «General Eleсtric» сияқты шетелдік компаниялар қуаты 1000 МВт және одан жоғары реакторларда ғана шығарады. Бүгінгі таңда шағын және орта қуаттағы реакторлар рыногы бос тұр. Сол себепті Ресеймен біргелікте блок типтес кемелік реакторлық қондырғы базасында ВБЭР-300 реакторын жасауға шешім қабылданды.

Сол үшін «Атом энергиясын бейбіт мақсатта қолдану саласындағы Ресей-Қазақстан ынтымақтастығының кешенді бағдарламасы» аясында 2006 жылғы 30 қазанда «Атом стансалары» Қазақстан-Ресей компаниясы» акционерлік қоғамы құрылып, оның алдына жаңа типтегі ВБЭР-300 энергоблокты атом реакторын жасау, салу және әлемдік рынокқа алып шығу міндеті қойылды. Акционерлік қоғам Қазатомөнеркәсіп пен Атомқұрылысэкспорттың тең үлесте қатысуымен құрылды. 

Орташа қуатты ВБЭР-300 реакторлық қондырғы базасындағы 3+ жаңа буындағы атом стансасы 

 

ВБЭР-300 реакторының таныстырылымы  

 

 

 

 

 

Атом электр стансасы (АЭС) – бақылаудағы ядролық реакция кезінде бөлінетін энергияны пайдалану арқылы электр энергиясын өндіруге арналған техникалық ғимараттар кешені. Отын орналасқан реактордың белсенді аймағында ядролардың бөлінуінің үйлестірілетін тізбекті реакциясы барысында жылу бөлініп шығады. 

 

 

ВБЭР-300 – қуаты 300 МВт-тық су блокты энергетикалық реактор. 

 

ВБЭР-300 реакторының жобасы Африкантов атындағы ресейлік конструкторлық бюро тарапынан уақыт сынынан өткен және өзін жақсы қырынан танытқан, Ресейдегі атом сүңгуір қайықтарында сәтті пайдаланылып жүрген реакторлар негізінде жасалған. Аталмыш реактордың құрылмасы 6000 реакторлы жыл апатсыз жұмыс істеген. Реактор әлемде ең жоғары саналатын «3+» халықаралық қауіпсіздік класына ие. 

 

Реактордың жоғары деңгейлі қауіпсіздігіне мыналардың есебінен қол жеткізілді:

• теңестірілген активті және пассивті жүйелерді қолдану;
• ішкі өзін-өзі қорғау қасиетінің болуы;
• көп деңгейлі қорғаныс ұстанымын қолдану;
• төтенше ішкі және сыртқы ықпалдарға тұрақтылық.

Бұл бірегей реактор. ВБЭР-300 реакторын қолдану АЭС жұмысын үнемді әрі қауіпсіз етеді. Бомбаның соққысы, ұшақтың құлауы, лаңкестердің стансаны басып алуы және АЭС-тың қалыпты жұмысына қауіп төндіретін басқа да жағдайлар станса қауіпсіздігінің пассивті жүйесінің тез іске қосылуына себеп болады. Реактор сол сәтте-ақ өзін өзі өшіріп, жұмысын тоқтатады.

ВБЭР-300 реакторының қауіпсіздік  тұжырымдамасы қауіпсіздігі жоғары реакторлық қондырғылар жобасына қойылар Қазақстан Республикасының Ұлттық Талап-тілектеріне, EUR Ережесі мен Талаптарына, сондай-ақ жалпыәлемдік үрдістер мен МАГАТЭ және INSAG талаптарына сәйкестікке негізделген.   

 

Қазақстанның батысындағы  Ақтау қаласында салынатын ВБЭР-300 типіндегі реакторы бар қос блокты алғашқы АЭС құрылысының техника-экономикалық негіздемесін жасау 2009 жылы аяқталуға тиіс. Ақтау АЭС бірінші энергоблогының құрылысын аяқтау 2016 жылға жоспарланған, арадан жыл өткенде, яғни 2017 жылы екінші блок іске қосылады.

 

Атом энергиясы  жөніндегі халықаралық агенттік (МАГАТЭ) – бұл ядролық технологияларды бейбіт пайдалану саласындағы ғылыми-техникалық ынтымақтастықтың жетекші дүниежүзілік форумы. 1957 жылы Біріккен Ұлттар Ұйымы шеңберінде жеке ұйым ретінде құрылған МАГАТЭ, 1953 жылы БҰҰ-ның Бас Ассамблеясы сессиясында «Әлем үшін атом» атты АҚШ президенті Эйзенхауердің бағдарламалық сөзін іске асырды. Ол атом энергиясын бақылауға, сонымен бірге оны пайдалануға ат салысуға шақыратын халықаралық орган құруды ұсынды.

Қызметі және мақсаттары Агенттік БҰҰ жүйесінде  үкіметаралық тәуелсіз ұйым ретінде  құрылды, ядролық қаруды таратпау туралы Келісім-шарт пайда болысымен оның жұмысы айрықша маңызға ие болды, себебі аталған Келісім-шарт әрбір  қатысушы-мемлекеттің МАГАТЭ-мен  кепілдік туралы келісімге келуді міндетті етіп қойды.  Агенттіктің елде жұмыс жасаудағы мақсаты – бейбіт ядролық саладағы жұмыстар әскери мақсаттарға ауыспайтынын белгіледі. Мемлекет мұндай келісімге қол қоя отырып, сынақтарды әскери бағытта өткізбейтініне кепілдік береді, сондықтан да бұл құжат кепілдік туралы келісім деп аталады. Бұған қоса МАГАТЭ  - айрықша техникалық орган. Ол осы және басқа да мемлекеттер қызметіне саяси баға бере алмайды. МАГАТЭ-нің болжау құқы жоқ — Агенттік инспекцияның айтарлықтай нәтижесіне өзінің пікірлерін негіздей отырып, қолма-қол фактілермен ғана жұмыс істейді. МАГАТЭ кепілдігінің жүйесі ядролық материалдардың бейбіт мақсаттан әскериге ауысуына физикалық тұрғыдан қарсы тұра алмайды, тек кепілдіктегі материалдың ауысуын немесе кепілдіктегі орнатылымдардың қате қолданыс табуын байқауға мүмкіндік береді және осындай фактілерді қарауға БҰҰ-на  бастамалайды. Осыған орай Агенттік аса сақтық пен әдептілікпен ерекшеленеді. Агенттік функциясына  мыналар кіреді: атом энергиясын бейбіт пайдалану бойынша зерттеулерді ынталандыру және жасау; ғылыми жетістіктер мен әдістермен алмасуды ынталандыру; азаматтық ядролық бағдарламалар мен зерттемелердің әскери мақсатта қолданылмайтынына кепілдік беру жүйесін қалыптастыру және қабылдау; денсаулық сақтау және қауіпсіздік саласындағы нормаларды жасау, орнату және бейімдеу. Құрылуы МАГАТЭ 1957 жылы БҰҰ-ның шешімімен 1954 жылдың 4 желтоқсанында құрылды, арнайы келісіммен байланысты БҰҰ жүйесіне кіреді, жыл сайын өзінің қызметі туралы БҰҰ-ның Бас Ассамблеясына баяндама ұсынады және қажет жағдайда – БҰҰ Қауіпсіздік Кеңесіне ұсынады.  МАГАТЭ жарғысы Нью-Йорктегі құрылтайшылық конференцияда 1956 жылдың 26 қазанында бекітілді және 1957 жылғы 29 шілдеде күшіне енді. Қызметі МАГАТЭ атом энергетикасын  дамыту мәселелерін талқылауға арналған халықаралық ғылыми форумдарды шақырады, әртүрлі елдерге зерттеу жұмыстарына  көмектесу үшін мамандар жібереді, ядролық құрылғылар мен материалдарды  жіберу бойынша делдалдық мемлекетаралыұ қызметтерді көрсетеді, бақылау  функциясын орындайды, соның ішінде тікелей агенттікпен немесе оның ат салысуымен көрсетілетін көмектің қандай да бір әскери мақсаттарда  пайдаланылуын қадағалайды. МАГАТЭ қызметінде басты назар ядролық  энергетиканың, соның ішінде 1986 жылғы  Чернобыль АЭС-дағы апаттан соңғы  қауіпсіздік мәселелеріне көбірек  аударылады.