Главная  Взрывная дейтериевая энергетика 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

2000 Годы !ния мира,

2000 Годы еления мира

Можно лишь предполагать, каковы подушевые запасы собственной нефти у супердержавы. Скорее всего, запасы США менее 40 т/чел., а убывают они быстрее, чем 4 т/чел. в год. Но тогда, с точки зрения антиглобалиста, американец должен пересесть с автомобиля на лошадь через х< 10 лет. Россиянин, запретивший продавать свою нефть и расходующий ее со скоростью росс ~ 0 75 т/чел. в год, может пахать на тракторах еще -70 лет. Но что может позволить себе гражданин Ирака, Кувейта или Саудовской Аравии?! Руководители большинства этих стран знают, что им не позволят стать антиглобалистами (распоряжаться нефтью по своему усмотрению).

Предоставляем читателю самому определить подушевые запасы нефти в этих странах и пофантазировать. В 2001 году некоторые соображения уже были опубликованы [90, 92, 97].

§ 8.3. Энергия деления: свобода трактовки ресурсов

В земной коре, по многим оценкам, содержится около ю'т урана. Если весь его сжечь (разделить), выделится около 8 10Дж энергии, что эквивалентно энерговыделению - 2 10* т нефти или - 3 10* т угля.

Но пока человечество добыло менее 1 млн тонн урана, и если из них выжечь только уран-235, то удастся получить около 10 млрд ТНЭ или заменить -15 млрд тонн угля.

Столько ископаемого топлива сжигает мир ежегодно. Поскольку добытый на сегодня уран извлекали из земных недр в течение -25 лет (в среднем по 40 тыс. тонн в год), то для полноценной замены традиционного топлива ураном пришлось бы увеличить его добычу и переработку в -25 раз.

Если же сжигать и уран-238, то для функционирования современной энергетики (10 млрд ТНЭ/год) достаточно, казалось бы, добывать по 5 тыс. тонн природного урана ежегодно. Но, чтобы сжечь уран-238, его предварительно необходимо преобразовать в плутоний. В § 2.4 уже говорилось о бридерных реакторах, осуществляющих такое преобразование.

В классическом бридерном реакторе имеется зона воспроизводства, из которой наработанный плутоний должен быть перемещен в активную зону. При этом часть урана идет в отходы, а поскольку таких перегрузок много, удается сжечь только 25 % урана-238. Подробнее это ограничение описано в учебниках по экономике ядерной энергетики (например, [27]). Поэтому нужно признать, что для классического бридера энергия 1 т природного урана эквивалентна 0,5 млн ТНЭ или 800 тыс. тонн каменного угля.

Таким образом, в классическом бридере уже добытый уран способен заменить -500 млрд ТНЭ или -800 млрд тонн угля. Это, конечно, больше любых запасов нефти, но намного меньше разведанных запасов угля (-2000 млрд тонн). При современном энергопотреблении добытого урана хватило бы на -50 лет, а с учетом роста энергопотребления - лет на 30...35.



Почему об этом уместно напомнить? В стремлении обосновать преимущества бридерной энергетики часто слишком свободно обращаются с фактами, утверждая, что добытого урана хватит на тысячелетия. Это далеко не так, поддерживать добычу урана на уровне 20.. .40 тыс. тонн в год пришлось бы, даже имея плутоний и уран для начальных закладок в бридерные реакторы. А закладки эти в классическом варианте должны быть большими [43].

В гл. 2 изложены наши соображения о зависимости начальных закладок от плотности потока нейтронов. Показано, что для взрывных вариантов (будь то КВС или предложение РФЯЦ - ВНИИЭФ, о котором писал А.Д. Сахаров [3]) эти закладки ничтожны по сравнению с классическим бридером. Одновременно во взрывном варианте уран-плутониевой энергетики можно сжечь не 25 % природного урана, а в 2...3 раза больше, то есть 1 т урана способна заменить до 2.. .2,5 млн тонн каменного угля.

Той же эффективности использования природного урана можно добиться, если уменьшить количество перегрузок реакторного топлива. В частности, не менее половины добытого урана, скорее всего, удалось бы сжечь в реакторах типа БРЕСТ, где предполагается, что содержание урана и плутония в топливе на начало и коней: кампании почти одинаково. Выделив из топлива осколки деления и добавив такую же массу природного урана, можно свести переработку топлива, по мнению авторов этой концепции [75], к малому числу операций.

Попробуем оценить, что могли бы заменить реакторы, построенные по принципу БРЕСТов. Достоверные запасы урана в мире оценены в 2,6 млн тонн [20].

Значит, ими можно заменить - 5 10 т угля. Эти данные превышают достоверные

запасы угля -2-10 т [12]. Полные запасы урана (достоверные + прогнозируемые) оцениваются в 5 или 5,5 млн тонн [12, 20]. Таким образом, прогнозируемый + достоверный уран способен заменить -10,5-Ю'тонн угля. В то же время прогнози-

руемые и достоверные мировые запасы угля оцениваются в -15 10 тонн [12]. Что это означает? Ресурсы урана как топлива вряд ли больше ресурсов угля. По крайней мере, для доказательства обратного нужен очень тщательный анализ топливных циклов.

Частично продемонстрировать ситуацию можно на следующем парадоксе.

в тонне каменного угля содержится не менее 10 г урана. Если сжечь 15-10 тонн угля, в шлаке окажется примерно 150 млн тонн урана, с концентрацией не ниже

30 Г урана на тонну шлака. Этот шлак был бы способен заменить 300 10 тонн угля, если бы удалось создать рентабельный способ извлечения урана. Можно, конечно, декларировать, что такой способ будет создан. Доказать обратное крайне сложно и, строго говоря, невозможно. Однако предлагать извлекать уран из шлака все-таки было бы слишком большой свободой фантазии.

Ситуация с запасами урана в России представлена Министерством природных ресурсов [95]:

Добыча урана ведется единственным в стране уранодобывающим предприятием - Приаргунским горно-химическим объединением и составляет

2,4 тыс. тонн в г( Обеспеченность; вышает 7...8 лет. экспортные ПОСТ1 запасов. При ст к 2005-2010 гг. энергетики РФ, г до 10 тыс. тонн. ] разведанных зап! приведет к непре рицательно скаж( В принятой в первой полови АЭС, работающи вновь сдвигаются

эквивалентно ли( (взрывная ядерна?

Как показал физически: при в энергоисточник, зависит от цеш часть коэффицие тех благ, без пре или уран.

Например, ее вания ) около 20 (см. рис. 7.11), т( происходить па; гда необходимы; населения планеп

Примем вер( в XX веке. Это : десятилетия, но. примере техно! слишком мало.

§8.

yroj

в сентябре . циативой по эне за счет замены вполне осуществ вовавших к тому



г

!новать преимущества ся с фактами, утвер-не так, поддерживать [, даже имея плутоний ладки эти в класс иче-

1чальных закладок от с вариантов (будь то ;ал А.Д. Сахаров [3]) [ером. Одновременно жно сжечь не 25 % а способна заменить

1на можно добиться, ялива. В частности, {ы сжечь в реакторах [тутония в топливе на плива осколки деле-ести переработку то-[слу операций, [остроенные по прин-в 2,6 млн тонн [20].

вышают достоверные

le + прогнозируемые) югнозируемый + дос-

р же время прогнози-

S ~15-102тонн [12]. льше ресурсов угля, ь тщательный анализ

едующем парадоксе.

И сжечь 15 10 тонн [центрацией не ниже

генить 300 тонн [ения урана. Можно, зать обратное крайне искать уран из шлака

[истерством природ-

щобывающим пред-!нием и составляет

2,4 тыс. тонн в год при современной потребности АЭС около 4 тыс. тонн в год. Обеспеченность активными запасами эксплуатируемых месторождений не превышает 7...8 лет. Потребность России в уране для атомной энергетики, а также экспортные поставки покрывались в основном за счет расходования складских запасов. При столь интенсивном их использовании они будут исчерпаны к 2005-2010 гг. В то же время, в соответствии с прогнозами развития атомной энергетики РФ, производство урана в стране должно быть увеличено к 2010 г. до 10 тыс. тонн. Приаргунское горно-химическое объединение из-за недостатка разведанных запасов может обеспечить не более 35 % этой потребности, что приведет к непреодолимому кризису в атомной промышленности и крайне отрицательно скажется на экономической и оборонной безопасности России .

В принятой в 2000 году Стратегии развития атомной энергетики России в первой половине XXI века признается факт отсутствия урана для развития АЭС, работающих по открытому циклу (сжигание урана-235). Но запасы урана вновь сдвигаются в сторону увеличения: более 10 млн тонн [75]. Это значение

эквивалентно либо -8 10 тонн угля (классический бридер), либо -20-10 (взрывная ядерная энергетика).

Как показал анализ, свобода в оценках достаточно большая. Она понятна физически: при каком коэффициенте энергоотдачи можно еще эксплуатировать энергоисточник, зависит от многих факторов. Сам коэффициент энергоотдачи зависит от цены выживания (см. § 7.4, рис. 7.11). Напомним, что сырьевая часть коэффициента энергоотдачи практически обратно пропорциональна сумме тех благ, без предоставления которых горнорабочие откажутся добывать уголь или уран.

Например, если признать необходимость энерговооруженности ( цены выживания ) около 20 кВт/чел. к середине XXI века при народонаселении 10 млрд чел. (см. рис. 7.11), то при столь высокой энергетической цене выживания должно происходить падение ресурсов любого топлива. Рост ресурсов в условиях, когда необходимы дополнительные затраты на жизнеобеспечение все возрастающего населения планеты, противоречит здравому смыслу.

Примем версию, что в XXI веке удастся добыть урана в 10 раз больше, чем в XX веке. Это противоречит тенденции снижения добычи урана в последние десятилетия, но... вдруг произойдет технологический прорыв? Покажем на примере технологии естественной безопасности , что 10 млн тонн урана - слишком мало.

§ 8.4. Технология естественной безопасности - угольная энергетика с осколка1ии деления урана

В сентябре 2000 года сообщалось, что Президент России выступил с инициативой по энергетическому обеспечению устойчивого развития человечества за счет замены органического топлива ядерным. Заявление: технически это вполне осуществимо - можно было понимать и как результат анализа существовавших к тому времени предложений.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов