Металлургия в современной энергетике

Мировое потребление всех видов энергии вырастает более чем вдвое за каждые 20 лет, а потребление электроэнергии за этот же срок вырастает даже в четыре раза! Такой стремительный рост вполне понятен: энергетика и должна опережать другие отрасли промышленности. Однако дальнейший рост энергетики начинает встречать на своем пути большие трудности. Так, уже в настоящее время выработка энергии в европейской части поглощает почти все ресурсы органического топлива. (В общем балансе энергии ГЭС дают незначительную часть всей вырабатываемой в стране электроэнергии. Основная же масса — свыше 80% —энергии получается на тепловых электростанциях, питаемых углем, нефтью или природным газом.) В европейской части органического топлива скоро начнет не хватать. Как же быть? Самый естественный ответ — шире развивать атомную энергетику уже в ближайшие годы.

В «Основных направлениях развития народного хозяйства на 1976— 1980 годы» поставлена задача ввести в действие атомные электростанции общей мощностью в 13—15 миллионов киловатт, предусмотреть опережающее развитие атомной энергетики в европейской части , ускорить строительство и освоение реакторов на быстрых нейтронах.

Ученые подсчитали, что электростанций с реакторами на тепловых нейтронах можно построить на общую мощность порядка нескольких миллиардов киловатт: на большее просто не хватит урана. Промышленности же будущего потребуются мощности в десятки раз больше. Значит, основой энергетики грядущих десятилетий должны стать реакторы на быстрых нейтронах. Помимо самих станций необходимы линии электропередачи для которых требуется много меди и алюминия, цены lme на медь во многом определяют стоимость меди на мирововм рынке и соответственно себестоимость проводов для передачи электроэнергии.

В каждой тонне природного урана содержится всего 7 кг урана-235. В реакторах же на быстрых нейтронах почти весь уран-238 превращается в плутоний. В результате в процессе работы такого реактора количество ядерного горючего не только не уменьшается, но, наоборот, увеличивается.

Уран в мире добывается уже десятками тысяч тонн в год. Но как велики запасы этого горючего, надолго ли хватит их человечеству? Уран присутствует почти во всех минералах, правда, в крайне малых количествах. Сейчас он добывается главным образом из минерала уранита, содержащего до 50% окисла урана. Еще богаче одна из разновидностей этого минерала, так называемая урановая смолка. В ней окислов урана до 75%. Имеются и другие урановые руды. И хотя запасы урана весьма ограничены, энергетический голод человечеству отнюдь не угрожает.

Уран не единственное природное горючее для атомных реакторов. Ядро атома другого радиоактивного элемента — тория, поглотив нейтрон, превращается в конце концов в уран с атомным весом 233. Этот изотоп способен делиться не хуже, чем уран-235. Стало быть, торий тоже может служить сырьем для производства атомного горючего. А тория в земной коре в полтора раз больше, чем урана.

В уране и тории, вместе взятых, заключено примерно в 20 раз больше энергии, чем во всех видах органических топлив: угле, нефти, природном газе, торфе, дровах и т. д.

Однако самые большие надежды энергетики всего мира возлагают на управляемую термоядерную реакцию.

Атомные «тормоза» и «зеркала». Металлами атомных станций являются не только те, которые служат ядерным горючим. Не менее важны экранизирующие металлы, защищающие людей от проникающих излучений. Станции на делящемся горючем не могут работать и без замедлителей и отражателей нейтронов, и без регулирующих стержней, с помощью которых держится в узде цепная реакция. Кроме того оборудование атомных станций и энергосистем требуется делать с большим запасом прочности, поэтому на такие агрегаты уходит очень много сплавов стали, таких как нержавеющая сталь, конструкционная углеродистая сталь и многие другие. По материалам сайта металлический портал