Можем ли мы отказаться от ядерной энергетики

Можем ли мы отказаться от ядерной энергетики.

По материалам А.Ваганова, НГ-Наука, 2001г. Климатическая катастрофа Ведущим научным сотрудником Института биофизики РАН А.Карнауховым обследованы количественные закономерности кругооборота двуокиси углерода CO2 в гео- и биосфере Земли, учитывающие естественные и антропогенные источники и поглотители этого газа, с которым связывают вероятность глобального изменения климата Земли. Выводы, которые получил ученый, способны серьезно повлиять на перспективы расширенного использования в ближайшей перспективе ядерной энергетики.

Дело в том, что на основе обстоятельных математических моделей кругооборота производства и потребления CO2 в биосфере Земли А.Карнауховым показано, что сложившиеся сегодня масштабы использования огневых технологий определяют высокую вероятность такого сценария развития парниковых процессов, при котором становится не только невозможно устойчивое развитие человеческой цивилизации, но и в относительно недалеком будущем 200-300 лет само существование цивилизации и жизни в ее нынешней форме на Земле может оказаться под угрозой.

Общая продукция органических веществ в результате процессов фотосинтеза в пересчете на углерод составляет около 43 млрд. тгод, что заметно выше уровня техногенного выброса CO2 в атмосферу 1, 8 млрд. тгод. Однако большая часть связанного углерода благодаря процессам дыхания, гниения, пожарам и т. д. снова возвращается в атмосферу в виде CO2. Разница между биогенным связыванием фотосинтезом диоксида углерода и выделением связанного в результате фотосинтеза CO2 дыхание, пожары и т. п. невелика и составляет всего 45 млн. тгод, что почти в 50 раз меньше уровня техногенного выброса CO2 в атмосферу.

Таков, в кратком изложении, неутешительный для человечества баланс кругооборота CO2. Вывод очевиден имеющиеся в природе механизмы изъятия из атмосферы CO2 одного из главных парниковых газов сегодня явно не справляются со своей задачей. Эта разница между техногенным выбросом углекислого газа и биологическими механизмами его, поглощения составляет несколько порядков величины.

Скорость накопления углекислоты в биосфере Земли сегодня беспрецедентна Никто не отрицает необходимость и полезность для экологии сохранения лесов, но этого явно недостаточно для сохранения теплового баланса планеты. Согласно модели А. Карнаухова, оказалось, что парниковый эффект может изменять температуру планеты на несколько сотен градусов. Повышение среднепланетарной температуры Земли даже на 500 С имело бы катастрофические последствия для человеческой цивилизации.

Повышение среднепланетарной температуры на 500 С, по-видимому, сделало бы невозможным существование жизни на Земле. Поэтому-то для обозначения такого сценария изменения климата Земли в результате повышения концентрации CO2 при котором рост среднепланетарной температуры составит 500 С и более, в модели А. Карнаухова введено понятие парниковой катастрофы. На основе рассмотренных сценариев роста техногенного выброса CO2 можно сделать и оценки времени существования в будущем человеческой цивилизации.

При оптимистическом сценарии развития мировой энергетики выброс углекислого газа остается постоянным, первое удвоение концентрации СО происходит через 100 лет, критическая стадия Парниковой катастрофы наступит через 400-500 лет. Но вот если выброс CO2 будет расти теми же темпами, что и сегодня удвоение концентрации CO2 происходит каждые 50 лет, то критическая стадия наступит уже через 250 лет, а терминальная - через 450 лет. Рост приповерхностной температуры Земли прогноз до 4000 года Причем повышение температуры Земли могло бы происходить и быстрее, если бы не тепловая инерция Мирового океана и аэрозольное загрязнение верхних слоев атмосферы, которые несколько отдаляют времена наступления парниковой катастрофы.

Что же необходимо предпринять человечеству, чтобы избежать парниковой катастрофы Немного - полностью отказаться от применения в энергетике минеральных видов углеводородного топлива.

На смену последним должны придти схемы, основанные на использовании усовершенствованных технологий ядерной энергетики Проблемы безопасности. Чеpнобыльская катастpофа и дpугие аваpии ядеpных pеактоpов в 1970-е и 1980-е годы, помимо прочего, ясно показали, что такие аваpии часто непpедсказуемы. Напримеp, в Чеpнобыле pеактоp 4-го энергоблока был сеpьезно повpежден в pезультате pезкого скачка мощности, возникшего во вpемя планового его выключения. Реактоp находился в бетонной оболочке и был оборудован системой аваpийного расхолаживания и дpугими совpеменными системами безопасности. Но никому и в голову не приходило, что при выключении реактора может произойти резкий скачок мощности и газообpазный водоpод, обpазовавшийся в pеактоpе после такого скачка, смешавшись с воздухом, взоpвется так, что pазpушит здание pеактоpа.

В pезультате аваpии погибло более 30 человек, более 200 000 человек в Киевской и соседних областях получили большие дозы pадиации, был заpажен источник водоснабжения Киева. На севеpе от места катастpофы пpямо на пути облака pадиации находятся обширные Пpипятские болота, имеющие жизненно важное значение для экологии Беларуси, Украины и западной части России.

В Соединенных Штатах пpедпpиятия, стpоящие и эксплуатиpующие ядерные pеактоpы, тоже столкнулись с множеством пpоблем безопасности, что замедляло стpоительство, заставляя вносить многочисленные изменения в проектные показатели и эксплуатационные нормативы, и приводило к увеличению затрат и себестоимости электроэнергии. По-видимому, было два основных источника этих тpудностей.

Один из них недостаток знаний и опыта в этой новой отрасли энергетики. Дpугой pазвитие технологии ядеpных pеактоpов, в ходе которого возникают новые пpоблемы. Но остаются и старые, такие, как коppозия тpуб паpогенеpатоpов и растрескивание тpубопpоводов кипящих реакторов. Не решены до конца и дpугие пpоблемы безопасности, напpимеp повpеждения, вызываемые резкими изменениями расхода теплоносителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Энергетическая проблема - одна из важнейших проблем, которые сегодня приходится решать человечеству. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мгновенной связи, быстрый транспорт, освоение космического пространства. Но все это требует огромных затрат энергии. Резкий рост производства и потребления энергии выдвинул новую острую проблему загрязнения окружающей среды, которое представляет серьезную опасность для человечества. Мировые энергетические потребности в ближайшие десятилетия будут интенсивно возрастать.

Какой-либо один источник энергии не сможет их обеспечить, поэтому необходимо развивать все источники энергии и эффективно использовать энергетические ресурсы. На ближайшем этапе развития энергетики первые десятилетия XXI в. наиболее перспективными останутся угольная энергетика и ядерная энергетика с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах. Однако можно надеяться, что человечество не остановится на пути прогресса, связанного с потреблением энергии во всевозрастающих количествах.