Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС

1.

Экономическое и экологическое
обоснование выбора типа
реакторной установки на АЭС
Автор:
Евгений Назаров
магистратура 1 курс
Уральский федеральный университет
Кафедра экспериментальной физики
Руководитель:
Екидин А.А.
к.ф.-м.н., доцент

2. Введение

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Введение
• В современном мире невозможно отказаться от
технологий атомной энергетики. Технология будет
востребована, если она не представляет угрозы для
населения и окружающей среды, а также приносит
реальную пользу.
• Существует несколько типов реакторов на АЭС.
Использование различных типов реакторов
приводит
к
разным
экологическим
и
экономическим последствиям.
2

3. Цель работы

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Цель работы
Анализ различных типов реакторных
установок с экологической и экономической
точки зрения.
3

4. Задачи

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Задачи
• Рассмотреть
различные
типы
существующих
реакторных установок АЭС Европы.
• Для
каждого
типа
реакторов
сравнить
радионуклидный состав выбросов, вносящих более
95% вклад в годовую эффективную дозу.
• Провести анализ данных и выявить наиболее
экологически безопасный и экономически выгодный
тип реактора.
4

5. Хронология построенных реакторов

Количество
реакторов, шт
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
Количество
реакторов, шт
Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Хронология построенных реакторов
Год
Графитно-водный
Кипящий
Размножитель
Газоохлаждаемый
Водо-водяной
Тяжеловодный
Год
5

6. Рост выработки АЭС электроэнергии

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Рост выработки АЭС электроэнергии
Энергия, Гвт*ч
3,00E+06
2,00E+06
1,00E+06
0,00E+00
1970
1985
2000
Год
2015
6

7. Виды ядерных реакторов

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Виды ядерных реакторов
• Усовершенствованный
газоохлаждаемый
реактор (AGR);
• Тяжеловодный реактор (HGWR);
• Кипящие реакторы (BWR);
• Графито-водный реактор (LWGR);
• Водо-водяной реактор (PWR).
7

8. Материалы замедлителя и теплоносителя в реакторах

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Материалы замедлителя и
теплоносителя в реакторах
Тип
Замедлитель
реактора
AVR
Графит
HGWR
BWR
LWGR
PWR
D2O
H2O
Графит
H2O
Теплоноситель
CO2
D2O
H2O
H2O
H2O
8

9. Сравнительный размер некоторых реакторов

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Сравнительный размер некоторых
реакторов
9

10. Некоторые экономические факторы, характерные для ЯР

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Некоторые экономические
факторы, характерные для ЯР
AGR
Высокие затраты ресурсов на строительство
из-за большого размера реактора
HGWR
Высокая стоимость получения тяжелой воды
BWR
Обычная (легкая) вода довольно дешева
Небольшие размеры реактора в сравнении с AGR
LWGR
Экономически выгодны
PWR
Обычная (легкая) вода довольно дешева
Небольшие размеры реактора
10

11. Дозообразующие радионуклиды

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Дозообразующие радионуклиды
Вклад в годовую эффективную дозу радионуклидов
88Kr+ 90Sr+
Тип 3
135Xe 131I
H 14C 35S 41Ar 60Co 87Kr 88
реакт.
Rb 90Y
AGR
137Cs+
137Ba
0,61 0,24 0,12
HGWR 0,86 0,12
BWR
0,32
LWGR
0,05
PWR
0,02 0,13 0,4
0,3 0,12
0,06
0,08 0,01
0,18
0,17
0,03 0,95
11

12. Выбросы 14C от реактора типа AGR в сравнении с PWR

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Выбросы 14C от реактора типа
AGR в сравнении с PWR
1200
Торнесс,
AGR
(1364
МВт)
Эмсланд,
PWR
(1400
МВт)
800
600
400
200
0
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Выброс р/н,
ГБк/год
1000
Год
12

13. Выбросы 14C от реактора типа BWR в сравнении с PWR

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Выбросы 14C от реактора типа
BWR в сравнении с PWR
1200
1000
Олкилуото,
Финляндия,
BWR (1760
МВт)
Выброс р/н,
ГБк/год
800
600
Алмараз,
Испания,
PWR (2090
МВт)
400
200
0
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
Год
13

14. Удельные показатели активности

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Удельные показатели активности
Суммарные выбросы р/н в ГБк,
приходящиеся на
1 ГВт*ч электрической
энергии АЭС
AGR
BWR
LWGR
PWR
Суммарный
выброс,
ГБк/(ГВт*ч)
104
33,9
7,2
0,31
14

15.

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Прогноз суммарной активности выбросов за 2016 год от АЭС
Европы в случае использования одного типа реакторов, ГБк
1,00E+08
9,45E+07
3,08E+07
6,54E+06
1,00E+07
1,00E+06
2,82E+05
1,00E+05
1,00E+04
1,00E+03
1,00E+02
1,00E+01
1,00E+00
AGR
BWR
LWGR
PWR
15

16. Заключение. Преимущества PWR

Экономическое и экологическое обоснование выбора типа реакторной установки на АЭС
Назаров Е.И.
Заключение. Преимущества PWR
Экономические факторы
Экологические факторы
Обычная (легкая) вода широко Использование двухконтурной системы
распространена и доступна.
снижает риск возникновения аварии.
Возможность
создавать
мощностью до 1600 МВт.
блоки Удельные
показатели
выбросов
радионуклидов значительно меньше, по
сравнению с другими типами реакторов
аналогичной мощности.
Небольшие размеры реактора, как Невоспламеняемость и невозможность
следствие,
меньшие
затраты затвердевания воды упрощает проблему
ресурсов на строительство.
эксплуатации
реактора
и
вспомогательного оборудования.
16