Зимой 2019 года из Третьяковской галереи похитили картину Архипа Куинджи «Ай-Петри. Крым». Мужчина под видом сотрудника музея прямо на глазах у посетителей достал полотно конца XIX века из рамы и спокойно ушел с ним. Преступника схватили на следующий день, но этот случай заставил работников культуры задуматься о надежности своих систем безопасности.
Решение пришло из отрасли, которая мало у кого ассоциируется с музеями – атомной промышленности. Одно из подразделений госкорпорации Росатом – СНПО «Элерон» – разработало и установило в галерее беспроводные высокочувствительные датчики. По размеру они не больше обычной флэш-карты, могут год работать автономно, устойчивы к помехам, а при малейшей попытке снять экспонат сразу запускают сигнал тревоги. Эти же датчики были установлены больше чем на 300 картинах на выставке работ Ильи Репина, которая проходила в Третьяковке в прошлом году.
Мирные разработки уже давно стали главным приоритетом в атомной промышленности, и их результаты встречаются в повседневной жизни чаще, чем вы можете предполагать. Рассказываем, почему АЭС остаются самым безопасным источником энергии, какой вклад атомная промышленность делает в улучшение экологии и как она помогает выздоравливать людям.
АЭС – безопасный способ получения «чистой» энергии
Для начала разберемся с заблуждением, что атомные электростанции наносят больший вред экологии, чем традиционные источники энергии. К примеру, угольная ТЭЦ сжигает пять железнодорожных составов топлива в сутки! При этом в небо выбрасывается огромное количество углекислого газа, который разрушает атмосферу. Результат всем известен – глобальные изменения климата, засухи, ураганы и таяние ледников.
Крупному ядерному энергоблоку нужно лишь несколько десятков тонн низкообогащенного урана. На этом количестве он может работать не сутки, а год: например, Ленинградская АЭС обеспечивает электроэнергией треть Северо-Западного федерального округа, в котором живет 14 миллионов человек. И никакого дыма.
Отработанное ядерное топливо затем компактно хранится в строго охраняемых зонах с высоким уровнем безопасности десятилетиями.
Экология. Развитие альтернативных источников энергии
Концепция «зеленого квадрата», которой придерживается Росатом, включает в себя четыре экологичных источника возобновляемой энергии: солнце, ветер, воду и атом. Они не конкурируют между собой, а дополняют друг друга. Если рядом с городом или предприятием нет крупных рек, пригодных для возведения ГЭС, но есть обширные равнины с сильными ветрами, там можно построить ВЭС (ветроэлектростанцию).
В республике Адыгея проходит так называемый Армавирский ветровой коридор, в котором среднегодовая скорость ветра достигает 10–12 м/c. Здесь Росатом построил Адыгейскую ВЭС. Мощности станции достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией столицу Адыгеи – Майкоп.
Для небольшого завода или населенного пункта мощности ВЭС хватает, но если нужны большие объемы энергии, «ветряками» придется заставить площадь, сравнимую с территорией государства Лихтенштейн (160 км²). Поэтому самым надежным и мощным источником чистой энергии остается АЭС, работа которой не приводит к выбросам углекислого газа и не зависит от погоды или количества солнечных дней в году.
Медицина. Лечение тяжелых заболеваний без операций
Ядерная медицина – это область, в которой применяются радиофармпрепараты. Спокойно, после них пациент не приобретает суперспособности – рентгеновское зрение или сверхчеловеческую силу. Препараты изготовлены с использованием радиоизотопов – это разновидности элементов, которые подвергаются радиоактивному распаду. Эти препараты вводятся в организм очень маленькими дозами и позволяют провести диагностику или терапию серьезных заболеваний. Например, онкологических.
Как лечат изотопы
После введения препарата человека помещают в специальный сканер, который позволяет увидеть многие процессы внутри организма. Врачи могут определить точное расположение опухоли и метастазов. При этом изотопы безвредны для человека и распадаются уже во время исследования.
Но мало провести диагностику – пациента нужно вылечить. Для этого существуют десятки радиофармпрепаратов. Один из них – лютеций 177, который врачи используют для лечения тяжелых форм онкологических заболеваний. Его излучения недостаточно, чтобы навредить человеку, но хватит, чтобы избавиться от опухоли.
Перед введением препарат «прикрепляется» к белку в лаборатории. Такое соединение внутри организма само находит опухоль и уничтожает ее, не причиняя вреда здоровым клеткам. Сейчас Росатом ведет работы по созданию в стране центров ядерной медицины. Первый из них будет построен в ближайшее время в Иркутске.
Как еще атомные технологии помогают медикам
Для стерилизации медицинского оборудования используют ионизирующее облучение – с начала пандемии коронавируса одно из предприятий Росатома обработало так 58 миллионов масок. При этом инструменты, спецодежду или материалы для перевязки можно не доставать из упаковки. Быстро, удобно и безопасно.
Продукты и сельское хозяйство. Меньше вредных химикатов в еде
Оказывается, привычная еда из магазина – фрукты, мясо или хлеб – тоже может обрабатываться ионизирующим излучением. Польза от него огромная: сокращается использование химии в производстве, при дезинсекции зерна гибнет 100 % вредных насекомых и их личинок, а срок хранения продуктов значительно возрастает.
Во многих странах это привычное дело: в Австралии лучами обрабатывают креветки, в Нидерландах – устрицы, в Канаде – замороженных цыплят, а в США обработку проходит более 100 000 тонн продуктов в год. В России метод еще не так распространен, но активно развивается.
Обработка проходит в гамма-установках – их лучи по своей природе не отличаются от обычного света. Абсолютная безопасность для здоровья такой обработки продуктов доказана многолетним совместным исследованием Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ).
Излучение подходит не только для продуктов
Кроме того, ионизирующее излучение используется для увеличения прочности композитов и каучука. Автомобильная резина, прошедшая через гамма-установку, становится более прочной и износостойкой.
Промышленное производство. Легкие и сверхпрочные композиционные материалы
Сталь, алюминий, бетон – первые материалы, которые приходят в голову, когда смотришь на футуристичный суперкар, садишься в самолет или проходишь рядом с небоскребом. На самом же деле при их создании давно используют материалы на основе углеродного волокна. Их тоже производит Росатом.
Углепластик в пять раз легче и в десятки раз прочнее обычной стали. В автомобильной индустрии из него делают детали для эксклюзивных спорткаров, а по мере развития технологий материал будет встречаться и в недорогих семейных автомобилях. В авиации углеволокно уже заметно потеснило алюминий. Например, 50 % веса лайнера Airbus A350 составляют композиты, 20 % – алюминий, и только 10 % – сталь.
Углеродное волокно используют и в строительной отрасли: оно уменьшает вес панелей и увеличивает прочность зданий. Этим материалом усилены балки автомобильного моста через реку Киржач на трассе Москва – Нижний Новгород. Кстати, лопасти и кожухи для ветрогенераторов из высокопрочного композита тоже производит Росатом.
Исследования космоса. Незаменимые приборы для космических аппаратов
Компактные радиоизотопные генераторы (РИТЭГ), разработанные советскими учеными в Минсредмаше, предшественнике Росатома, сыграли огромную роль в освоении космоса. Они могут десятилетиями обеспечивать работу космических аппаратов на сильном удалении от Солнца, когда использование солнечных батарей невозможно, и не боятся сверхнизких температур, а также радиационных полей планет-гигантов. РИТЭГ активно используются в национальных космических проектах США, Китая и Евросоюза.
Примечательно, что на марсоходе NASA Curiosity также установлен российский прибор – генератор нейтронов, созданный специалистами Росатома. Именно он помог подтвердить наличие воды на Марсе.
Атомный флот. Сокращение времени грузоперевозок и экономия горючего
Россия – единственная в мире страна, обладающая собственным атомным ледокольным флотом. Первый атомоход «Ленин» стал техническим прорывом. Суточный расход горючего огромного ледокола мог поместится в спичечном коробке, а полной загрузки топливом хватало на 4-6 лет работы. В то время дизель-электрические ледоколы, сжигая тонны мазута, могли работать всего 1-2 месяца. «Ленин» был первым судном, которое непрерывно работало во льдах 13 месяцев, и первым ледоколом, прошедшим севернее архипелага Северная Земля.
Атомоход преодолел свыше 654,4 тыс. морских миль, что в три с лишним раза больше, чем расстояние от Земли до Луны, и провел сквозь льды в 3741 корабль. Ледокол отслужил дольше заложенного ресурса – целых 30 лет. Опыт его эксплуатации позволил усовершенствовать технологии строительства всех следующих атомоходов и положил начало развитию новой отрасли – гражданского атомного судостроения.
Как выглядит атомный флот сегодня
Российский атомный флот состоит из четырех ледоколов: «Ямал», «50 лет Победы», «Таймыр» и «Вайгач». Еще им помогает атомный контейнеровоз «Севморпуть». Благодаря им доставка грузов по Северному морскому пути проходит значительно быстрее в сравнении с перегруженным Суэцким каналом. Например, в зависимости от метеоусловий, от порта Мурманска до Японии судно может дойти за 18 дней через Северный морской путь, а через Суэцкий канал – за 37.
Параллельно Росатом расширяет атомный флот ледоколов нового поколения. Один из них называется «Арктика» и уже проходит испытания. Два других – «Сибирь» и «Урал» – сейчас достраиваются. Кроме того, состоялась техническая закладка ледокола «Якутия», скоро начнется строительство пятого ледокола этой серии. Эти суда умеют менять «осадку» – глубину погружения корпуса в воду. Технология позволяет им ходить и по Северному морскому пути, и по устьям сибирских рек. Пока что, для этого используются атомные ледоколы разных типов.
Плавучая АЭС – революция в энергоснабжении отдаленных регионов
Введение в строй плавучей АЭС (ПАТЭС) «Академик Ломоносов» – одно из главных событий в мировой атомной энергетике за последние несколько лет. Единственная в мире ПАТЭС включает в себя плавучий энергоблок и комплекс береговых сооружений. Станция уже вырабатывает электричество для самого северного города России Певек с населением 5000 человек, но ее мощности достаточно, чтобы обеспечивать электроэнергией город с населением до 100 000 человек в течение 36 лет. При этом плавучую АЭС можно использовать и для опреснения морской воды в объемах от 40 до 240 тысяч тонн в сутки.
Кроме того, что ПАТЭС может размещаться в любых береговых зонах, включая районы вечной мерзлоты и высокой сейсмической активности, ее использование безвредно для экологии. Для возведения плавучей АЭС не требуются обширные строительные ресурсы, а после окончания ее эксплуатации береговые сооружения утилизируются до состояния «зеленой лужайки».
В XXI веке технический прогресс невозможен без атомной промышленности. Благодаря ей регулярные полеты на Марс, «умные города» и победа над грозными болезнями не кажутся утопией. Корпорация продолжает развивать потенциал атомной энергетики и новые технологии, чтобы будущее наступило уже сегодня. В этом году отечественной атомной отрасли исполняется 75 лет – переходите на официальный сайт праздничного события и изучайте историю атомной промышленности.
#атом75 #75летопережаявремя