В ЕС задумались над экологией и ВИЭ

Евросоюз одобрил законопроект (более известный под названием 20/20/20. — Прим. авт.) по увеличению использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), сообщает официальный сайт Европарламента. Согласно документу, к 2020 г. в странах — членах ЕС около 20% необходимой энергии будет замещаться за счет альтернативных источников. Кроме того, как мы уже писали в одном из номеров СиН, законопроект предполагает сокращение выбросов парниковых газов и снижение использования энергии на 20%.

Представленный документ рассчитан на ближайшие два года. Кроме того, согласно представленному плану, предполагается значительное увеличение расходов на развитие промышленных технологий с низким уровнем загрязнения окружающей среды, а также на совершенствование действующих сетей энергоснабжения. Энергетический законопроект, одобренный странами ЕС и Европарламентом 9 декабря 2008 г., был утвержден Еврокомиссией еще в январе 2007 г. Помимо прочего, документ также предполагает увеличение доли биотоплива в энергетике ЕС до 10%, а также повышение расходов на программы исследований в энергетической области на 50% в год. Проблема глобального потепления заставляет по-иному посмотреть на развитие плутониевой энергетики. Так, по мнению Джеймса Хансена, программа создания реакторов, использующих плутоний для выработки электроэнергии, может привести к существенному снижению выбросов углекислого газа в атмосферу. Несмотря на то, что плутоний не встречается в природе, а его выделение из отработанного ядерного топлива пока не производилось в коммерческих целях, проект может быть достаточно эффективен, отмечает Mercury News. Предполагается, что плутониевые реакторы станут второй ступенью после реакторов-размножителей, которые будут вырабатывать плутониевое топливо одновременно с производством электроэнергии. Создаваемые при делении урана-235 (более редкий и используемый в качестве традиционного ядерного топлива изотоп урана) нейтроны будут обеспечивать превращение урана-238 (более распространенный, но непригодный для реакторов изотоп) в плутоний, который и станет топливом для этих установок. Концепция «плутониевой энергетики» пока не стала реальностью ни в одной стране мира. Из крупных реакторов, способных производить плутоний, сейчас работает на Белоярской АЭС российский БН-600.

С плутонием связаны очень большие надежды и очень большие опасения человечества. Это самый дорогой из технически важных металлов — он намного дороже серебра, золота и платины, подчеркивается на сайте популярной библиотеки химических элементов. Первый изотоп элемента — плутоний-238 — в наши дни нашел практическое применение. Получать плутоний-238 в количествах, представляющих практический интерес, можно только опираясь на мощную ядерную промышленность. По мнению ученых, без плутония не существовало бы перспективы мирного использования ядерной энергии в больших масштабах. Для «мирного атома» просто не хватило бы урана-235. Известно, что, когда ядро плутония-239 делится нейтронами на два осколка примерно равной массы, выделяется около 200 МэВ энергии. «Сгорая» в ядерном реакторе, грамм плутония дает 2107 ККал, что равняется приблизительно 4 т угля. А в обычный наперсток помещается количество плутония, энергетически эквивалентное 40 вагонам хороших березовых дров. Такая же энергия выделяется и при делении нейтронами ядер урана-235. Но основную массу природного урана (99,3%!) составляет изотоп 238U, который можно использовать, только превратив уран в плутоний.

Отметим, что уран — рассеянный элемент, и он есть практически всюду. К примеру, в тонне гранита до 25 г урана. Граниты составляют почти 20% веса земной коры. Но важно и то, что ядерная энергетика должна поспевать за ростом потребности в энергии. Если же развитие ядерных энергетических источников будет отставать от потребностей общества в энергии, то останется два пути: либо «затормозить прогресс», либо брать энергию из каких- то других источников. Они известны: термоядерный синтез, энергия аннигиляции вещества и антивещества, — но пока еще технически недоступны. И неизвестно, когда они будут реальными источниками энергии для человечества. А энергия тяжелых ядер уже давно стала реальностью, и сегодня у плутония как главного поставщика энергии атома нет серьезных конкурентов, кроме, может быть, урана-233.

Один из самых интересных изотопов плутония — 242Pu — можно получить, облучая длительное время 239Pu в потоках нейтронов. 242Pu очень редко захватывает нейтроны, и потому «выгорает» в реакторе медленнее остальных изотопов; он сохраняется и после того, как остальные изотопы плутония почти полностью перешли в осколки или превратились в плутоний-242. Плутоний-242, сообщается на сайте библиотеки химических элементов, важен как сырье для сравнительно быстрого накопления высших трансурановых элементов в ядерных реакторах. Если в обычном реакторе облучать плутоний-239, то на накопление из граммов плутония микрограммовых количеств, к примеру, калифорния-251 потребуется около 20 лет. Можно сократить время накопления высших изотопов, увеличив интенсивность потока нейтронов в реакторе. Так и делают, но тогда нельзя облучать большое количество плутония-239. Ведь этот изотоп делится нейтронами, и в интенсивных потоках выделяется слишком много энергии. Существует немало излучателей с подобными энергетическими характеристиками, но одна особенность делает этот изотоп незаменимым. Обычно альфа-распад сопровождается сильным гамма- излучением, проникающим через большие толщи вещества. 238Pu — исключение. Период полураспада самого легкого изотопа — 36 минут. Поэтому, действительно, плутоний — важнейший металл не только XX, но и XXI века.

Александр ПАНИЧ


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 47 за 2008 год в рубрике энергетика

©1995-2022 Строительство и недвижимость