Энергия атома: Мировой опыт и российские решения

Москва. Атомная энергетика - одна из ключевых отраслей современной энергетики, которая обеспечивает значительную часть электрической энергии во многих странах. В материале Агентство нефтегазовой информации рассмотрело историю развития, принцип работы АЭС, современные тенденции, экологические аспекты и перспективы будущего отрасли.

История атомной энергии: путь к современности 

Началом развития атомной энергетики считаются открытия в области радиоактивности конца XIX — начала XX века. В 1896 году Анри Беккерель открыл явление естественной радиоактивности, а в 1938 году Отто Ган и Фриц Штрассман открыли процесс деления урана — ключ к получению энергии из атомного ядра. Во время Второй мировой войны на базе этих знаний было создано первое ядерное оружие, однако уже в 1954 году в Советском Союзе был запущен первый в мире промышленный атомный реактор на Обнинской АЭС, предназначенный для выработки электроэнергии.

С тех пор активно развивались технологии ядерных реакторов: появились реакторы различных типов (водо-водяные, газоохлаждаемые), совершенствовались системы безопасности и утилизации отходов. Продолжилось международное сотрудничество, направленное на мирное применение атомной энергии и предотвращение распространения ядерного оружия.

Как работает атомная электростанция

Атомная электростанция работает по принципу превращения энергии атомных реакций в электрическую энергию. В центре станции находится реактор, где происходит управляемое деление ядер урана или плутония — этот процесс выделяет огромное количество тепла. Тепло передается теплоносителю — обычно воде, которая в результате превращается в пар под высоким давлением.

Этот пар направляется на турбину, которая начинает вращаться. Она связана с генератором, который и производит электричество. Охлаждающая система возвращает пар обратно в воду, замыкая цикл. Весь процесс тщательно контролируется автоматическими системами и специалистами, чтобы обеспечить безопасность и эффективность работы.

Лидеры и тенденции 

Сегодня крупнейшими производителями атомной энергии являются США, Франция, Россия, Китай и Япония. В этих странах атомные электростанции обеспечивают значительную часть национального энергобаланса. В последние годы наблюдается рост строительства новых площадок в Азии, в то время как Европа сосредотачивается на модернизации и повышении безопасности существующих станций.

Международные организации, такие как МАГАТЭ (IAEA), играют важную роль в установлении стандартов безопасности и стимулировании сотрудничества между странами. Основные мировые тенденции: переход к более гибким и модульным реакторным системам, интеграция с возобновляемыми источниками энергии и усиление мер по снижению экологического воздействия.

Атомная энергия в России

Россия занимает 3-е место в мире по установленной электрической мощности АЭС (после США и Франции) — около 28 ГВт действующих мощностей. Около 38% выработки электроэнергии в стране приходится на атомные электростанции, что ставит страну в число лидеров по доле АЭС в энергобалансе. 

Также РФ является мировым лидером по экспорту ядерных технологий и услуг: государство строит и обслуживает АЭС в более чем 10 странах. Активно развиваются международные проекты: Россия строит АЭС в Турции (Аккую), Египте, Индии, Финляндии, работая с партнерами по всему миру. Это способствует укреплению позиций на мировом рынке ядерной энергетики и развитию сотрудничества. Экспортные контракты, заключенные российской госкорпорацией Росатом, составляют десятки миллиардов долларов. 

В стране насчитывается около 38 действующих атомных реакторов. Производство электроэнергии на АЭС составляет свыше 200 млрд кВт·ч в год.  Ведется разработка и внедрение реакторов нового поколения ВВЭР-1200 с улучшенными характеристиками безопасности и экономичности. А также активно развиваются малые модульные реакторы (ММР), такие как проект РИТМ-200, предназначенный для энергоснабжения отдаленных регионов и севера.

В мае 2025 года «ЗиО-Подольск» завершил изготовление первого реактора РИТМ-400 для атомного ледокола «Россия». Это обеспечивает энергетическую независимость и безопасность труднодоступных территорий. Также, разрабатываются реакторы на быстрых нейтронах, что выводит российскую атомную энергетику на новый технологический уровень.  Активное внедрение цифровизации и искусственного интеллекта в управление и мониторинг АЭС повышает безопасность и эффективность.

В стране введены в эксплуатацию новые реакторные блоки на АЭС «Нововоронеж-2» (блоки 6 и 7), оснащенные реакторами ВВЭР-1200. Продолжается строительство Белорусской АЭС с использованием российских технологий и оборудования.

Россия занимает значимое место не только в производстве, но и в научных исследованиях и инновациях атомной энергетики. Через международные организации и двустороннее сотрудничество она влияет на формирование глобальных стандартов безопасности и технологий.

Таким образом, Россия — одна из трех-топ стран в атомной энергетике по установленным мощностям, объему производства и экспорту технологий, оставаясь стратегически важным игроком на мировом энергетическом рынке.

Экологические аспекты атомной энергетики: реальность и перспективы

Одним из главных экологических преимуществ атомной энергии является значительное снижение выбросов парниковых газов по сравнению с традиционным угольным или газовым производством электроэнергии. АЭС не производят дымовых газов и не зависят от погодных условий.

Однако существует проблема радиоактивных отходов, которые требуют длительного хранения и безопасной утилизации. Современные технологии переработки и реакторы нового поколения позволяют существенно снизить объем отходов и радиационный риск. В перспективе развитие атомной энергетики станет одной из ключевых составляющих глобального перехода к устойчивой и экологически чистой энергетике.

Будущее атомной энергетики

Будущее атомной энергетики связано с разработкой новых типов реакторов, которые будут более безопасными, экономичными и экологичными. Малые модульные реакторы (ММР) — компактные и быстро монтируемые установки — обещают сделать атомную энергию более доступной для регионов с небольшим энергопотреблением. Другой перспективный вариант — реакторы на быстрых нейтронах, которые позволяют перерабатывать отработавшее топливо и сокращать количество радиоактивных отходов.

Инновационные технологии включают использование пассивных систем безопасности, которые работают без внешнего вмешательства, и применение искусственного интеллекта для мониторинга и управления процессами в реальном времени. Кроме того, активно ведутся исследования термоядерного синтеза — потенциального идеального источника энергии, где топливо практически неисчерпаемо и процесс не создает долгоживущих отходов.

Атомная энергетика прошла долгий путь от первых научных открытий до высокотехнологичной отрасли, способной обеспечивать миллионы домов чистой энергией. Несмотря на существующие вызовы, такие как безопасность и утилизация отходов, атомная промышленность непрерывно развивается, внедряет инновации и стремится к максимальной экологической ответственности.

В условиях глобального энергетического перехода атомная энергия сохранит важное значение в мировом энергобалансе, продолжая играть ключевую роль в обеспечении стабильного экономического роста и решении экологических проблем. Будущее атомной энергетики — это путь к более безопасным, эффективным и экологичным источникам энергии для всего человечества.

Фото, копирайт: Калининская АЭС, Машиностроительный дивизион «Росатома», Кольская АЭС

Авторы фото: Евгений Фадин, Никита Григорьев, Лев Федосеев