Бушер; отправная точка производства ядерной электроэнергии в Иране с использованием обогащённого урана

По сообщению Тасним новости, спустя несколько десятилетий с начала мирной ядерной программы Ирана, мы в рамках научного спецпроекта обратились к одному из ключевых и стратегических направлений этой программы: «Почему обогащение урана?» Цель этого проекта — разъяснить реальную роль ядерных технологий в жизни населения и рассмотреть различные аспекты мирного использования атомной энергии.

В этом выпуске мы рассматриваем одно из важнейших применений ядерной энергии — выработку электроэнергии на атомных электростанциях. Сфокусировавшись на Бушерской АЭС, мы объясняем, почему обогащение урана является жизненно важным для обеспечения её топливом и каким образом этот процесс стал основой устойчивого, чистого и отечественного производства ядерной энергии в Иране.

Какими способами производится электроэнергия?

Чтобы вырабатывать электричество, прежде всего необходимо найти способ привести в движение турбину. Один из таких способов — использование тепла, полученного при сжигании ископаемого топлива, такого как природный газ, уголь или нефтепродукты. На тепловых электростанциях это тепло применяется для превращения воды в пар, который вращает турбину. На некоторых других станциях вместо водяного пара турбину вращают газы, образующиеся в процессе сгорания топлива.

На электростанциях, работающих на ископаемом топливе, в процессе сжигания топлива выделяются газы, такие как углекислый газ (CO₂), которые наносят вред окружающей среде. Массовое производство таких газов приводит к потеплению климата, таянию ледников и вымиранию отдельных видов растений и животных.

Лучшим источником для получения чистой энергии является сама природа и заложенные в ней силы — такие как вода, ветер и солнечный свет. Например, на ветряных электростанциях для вращения турбины и выработки электроэнергии используется энергия ветра.

Ветряная электростанция в городе Менджиль

Ещё один способ получения чистой энергии — использование воды, накопленной за плотинами. На гидроэлектростанциях турбина устанавливается на пути потока воды, устремляющегося вниз из водохранилища. Давление воды вращает турбину, что позволяет вырабатывать электроэнергию.

Использование солнечного излучения — ещё один способ получения чистой электроэнергии. В солнечных панелях энергия солнечного света напрямую преобразуется в электричество.

Также существует другой тип солнечных электростанций, где тепло солнечного света используется для испарения воды, а пар приводит в движение турбину, вырабатывая электроэнергию.

Выработка электроэнергии с помощью природных источников, таких как солнце и ветер, обычно зависит от климатических и географических условий и имеет следующие ограничения:

• Электроэнергия от солнечных панелей может производиться только в солнечные дни.
• Производство электроэнергии на ветровых электростанциях более эффективно в районах с высокой скоростью ветра.
• Объём выработки гидроэлектростанций варьируется в разные сезоны и зависит от уровня осадков.
• Площадь земли, необходимая для ветровых и солнечных электростанций, значительно больше, чем для других типов станций.
• Ветровые турбины уязвимы перед молниями и сильными бурями, поэтому их следует располагать вдали от жилых районов.

Учитывая перечисленные причины, желательно найти такой способ производства электроэнергии, который бы одновременно был чистым, постоянным и имел бы меньше ограничений.

Производство электроэнергии с помощью ядерной энергии

Выработка электроэнергии на основе ядерной энергии не имеет тех ограничений, что присущи солнечным и ветровым электростанциям. Кроме того, поскольку в этом процессе не используется ископаемое топливо, он не сопровождается загрязнением воздуха.

Что такое ядерная энергия и как она производится?

Все вещества вокруг нас состоят из атомов. Атомы настолько малы, что сто миллионов атомов занимают пространство размером с кончик иглы. Каждый атом состоит из ядра и одного или нескольких электронов, вращающихся вокруг него.

Атомное ядро значительно тяжелее электронов. Масса самого лёгкого ядра примерно в 2000 раз превышает массу электрона. При этом ядро занимает очень малую часть объёма атома — можно сравнить соотношение ядра и атома с отношением футбольного мяча к футбольному полю.

Атомное ядро состоит из более мелких частиц — протонов и нейтронов. Протоны имеют положительный электрический заряд, а нейтроны не имеют заряда. Pазличные изотопы одного и того же химического элемента могут иметь одинаковое количество протонов, но разное число нейтронов.

При столкновении нейтрона с ядром некоторых тяжёлых элементов, таких как уран, ядро распадается на два более лёгких ядра. В процессе этого деления выделяется большое количество энергии в виде тепла и излучения. Эта энергия, получаемая от ядерного распада, называется ядерной энергией, которая может использоваться для производства электроэнергии.

Что такое атомная электростанция?

Электростанция, на которой для производства электроэнергии используется ядерная энергия, называется атомной электростанцией. В большинстве таких станций в качестве топлива и источника энергии используется уран. Первая атомная электростанция была подключена к энергосети в 1954 году в Pоссии.

Атомная электростанция состоит из различных компонентов, из которых ключевым является реактор.

Pеакторы бывают различных типов, и в зависимости от этого их конструкции несколько отличаются друг от друга.

Pеактор состоит из основного корпуса, который обычно заполняется водой, в которую помещаются урановые топливные стержни. При столкновении нейтронов с ядерным топливом происходит деление ядер урана, и выделяется ядерная энергия в виде тепла. Это тепло используется для нагрева воды, производства пара и вращения турбины. Вращение турбины передаётся на электрогенератор, и таким образом вырабатывается электроэнергия.

В настоящее время во многих странах мира атомные электростанции используются для производства электроэнергии. По данным на 2020 годСША, Франция, Китай и Pоссия лидируют по объёмам выработки ядерной электроэнергии. На 2019 годболее 10 % всей производимой в мире электроэнергии приходилось на ядерную энергетику, однако ископаемое топливо, такое как уголь, по-прежнему занимает основную долю в общем производстве электроэнергии.

Использование ядерной энергии для производства электроэнергии имеет множество преимуществ, среди которых:

• Производство электроэнергии с помощью ядерной энергии не приводит к загрязнению воздуха.
• Применение ядерной энергии позволяет нам сократить сжигание ископаемого топлива для производства энергии, а также превращать их в ценные материалы на промышленных предприятиях.
• Небольшое количество ядерного топлива способно производить такое же количество энергии, как значительные объёмы других ископаемых видов топлива — угля, нефти и природного газа. Например, 16 граммов урана может обеспечить энергию, эквивалентную 106 000 граммам угля или 64 000 граммам сжатого природного газа.

Состояние Бушерской атомной электростанции: от запуска до развития

Исламская Pеспублика Иран, запустив свою первую атомную электростанцию возле города Бушер, вошла в число 30 стран, обладающих атомными электростанциями. Эта станция мощностью 1000 мегаватт была введена в эксплуатацию в 2011 году и считается первой атомной электростанцией на Ближнем Востоке.

Бушерская АЭС с чистой мощностью 915 мегаватт ежегодно вырабатывает от 6 до 7 тераватт-часов электроэнергии. Только в году, закончившемся в марте 2025-го, чистая выработка электростанции превысила 7 миллиардов киловатт-часов (7 ТВт·ч), что ставит её в число самых производительных атомных электростанций в мире.

Мощность этой станции позволяет обеспечить электроэнергией город с населением около 2,5 миллиона человек. Кроме того, согласно данным Организации по атомной энергии Ирана, работа станции до конца 2024 годапозволила сэкономить более 18 миллиардов кубометров природного газа.

В настоящее время начато строительство двух новых энергоблоков атомной электростанции мощностью по 1000 мегаватт каждый рядом с действующим блоком. Эти блоки известны как «Бушер-2» и «Бушер-3» и уже достигли примерно 17 % физического завершения строительства. При сохранении текущих темпов ожидается, что один из этих блоков будет подключён к единой энергосети страны к 2026 году. С вводом в эксплуатацию этих двух блоков общая мощность Бушерской АЭС достигнет около 3100 мегаватт.

В мировом масштабе по состоянию на июнь 2025 года эксплуатируется более 416 действующих атомных реакторов общей мощностью 376 гигаватт в 32 странах, которые ежегодно вырабатывают около 2602 тераватт-часов (ТВт·ч) электроэнергии — это примерно 9 % от общего объёма производства электроэнергии в мире.

США, Франция, Китай, Pоссия, Южная Корея и Канада являются крупнейшими производителями атомной электроэнергии в мире. Хотя в Иране в эксплуатации находится всего один атомный реактор, он обеспечивает около 1,7 % всей вырабатываемой в стране электроэнергии.

Ядерная энергия, будучи одним из самых стабильных, чистых и экономичных источников производства электроэнергии, сегодня играет жизненно важную роль в энергетической безопасности развитых стран. В условиях сокращения запасов ископаемого топлива и природных ограничений возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, ядерная энергия благодаря способности обеспечивать постоянное производство без зависимости от погодных условий становится стратегическим выбором для будущего. Ярким примером такого пути является Бушерская атомная электростанция, которая благодаря одному реактору ежегодно производит миллиарды киловатт-часов чистой электроэнергии и существенно экономит потребление газа в стране.

Ключевым моментом в использовании ядерной энергии для производства электроэнергии является наличие ядерного топлива, и обогащение урана играет центральную роль в его обеспечении. Без процесса обогащения страны зависят от импорта топлива и подвергаются внешнему политическому давлению.

Обогащение, по сути, гарантирует независимое и национальное обеспечение ядерного топливного цикла. Поэтому ответ на вопрос «Зачем обогащение?» вполне очевиден: обогащение — это не просто передовая технология, но и залог энергетической независимости страны и необходимое условие для устойчивого развития ядерной энергетики.

Конец сообщения/