Әрбір атом энергия бөлшектерінен тұрады. Осы энергия атомның барлық бөлшектерін біріктіреді, ал егер оларды ажыратса (бөлсе), онда әлгі энергия босатылады.

1. Синтез реакциясы;
2. Бөліну реакциясы.

Синтез реакциясы кезінде екі атом қосылып, біртұтас атом құрайды. Атомдардың қосылуы кезінде жылу түрінде орасан зор энергия бөлінеді. Күн энергиясының үлкен бөлегі Күнде өтіп жататын синтез реакциясының нәтижесінде алынады. Ол термоядролық реакция деп аталады. Қазір халықаралық ғалымдар тобы МАГАТЭ басшылығында термоядролық тәжірибелік реактор құруда, ол дүние жүзіндегі тұңғыш термоядролық электр стансасының болашақ үлгісі болмақ. Екінші әдіс – бөлу, ыдырау немесе бөлшектеу реакциясы. Бөлшектеу бір атомның екіге бөлінуімен түсіндіріледі. Ол атомды атом бөлшектерімен, мысалы, нейтрондармен (ол атом құрамына кіреді) бомбылағанда жүзеге асады. Алайда бомбылағанның бәрінде де атом бөлшектене бермейді. Көптеген атомдарды бөлшектеу мүлде мүмкін емес. Дегенмен, уран мен плутоний атомдары тиісті жағдайларда ыдырайды. Уран түрлерінің бірі – уран-235 (оны уран изотобы деп те атайды) нейтрондармен бомбылағанда екі бөлікке бөлінеді. Уран-235-тің бір килограмы бір килограмм көмір жанғанда бөлінетін энергиядан миллион есе көп энергия бөліп шығарады. Уранның шағын ғана бір кесегі тұтас бір мұхит кемесінің, ұшақ немесе генератордың жұмысын қамтамасыз ете алады. Болашақта атом энергиясы адамзат үшін басты энергия көзі болып қызмет етуі мүмкін.

«Сәулелену мөлшері» деген терминнің радиациялық физика мен медицинадағы қолданысы бірдей емес. Әдетте тиімді доза, яғни сәулеленудің алыс салдары туындауының тәуекел мөлшері сөз болады. Оның бірлігі – зиверт (Зв). 1 Зв – сәулеленудің айтарлықтай үлкен мөлшері, қалыпты жағдайда адам өзінің бүкіл өмірінде шамамен одан бес есе аз қабылдайды. Сондықтан оның бөлшектелген үлесі қолданылады: миллизиверт (мЗв – 0,001, немесе 10 -3 Зв), микрозиверт (мкЗв – 0,000001, немесе 10-6 Зв). Әрекет ету уақытына жатқызылған мөлшер дозаның қуаты деп аталады (мысалы, секундына пәлен микрозиверт). Мөлшер қуаты маңызды көрсеткіш саналады: қаншалықты доза көп және сәулелену уақыты аз болса, жаман зардаптардың туындауы да соншалықты жоғары болады.

Әрине. Адам баласы анық бір дозаны радиацияның табиғи көздерінен қабылдайды. Сыртқы табиғи сәулелену көздеріне ғарыштық сәулелену, жанартаулар қызметі, тау жыныстарының, топырақтың, құрылыс материалдарының радиосәулеленуі жатады. Адам организмі құрамында ішкі табиғи радиоактивтілік бар, сондай-ақ, өмір сүру барысында сумен, тағаммен бірге түсетін радиоактивті заттар мен сүйек талшықтарындағы кейбір радиоизотоптардың қыртыстары есебінен жинақталады. Радиация көздерінің басқа топтарын адам өзі жасап алған. Бұған рентгендиагностикасы мен флюорографияны, ядролық жарылыстардың қалған атмосферадағы радиоактивті шөгінділерді жатқызуға болады.

Сәулеленудің шегін БҰҰ басшылығында жұмыс істейтін радиологиялық қорғаныс жөніндегі халықаралық комиссия белгілейді. Шегіне жеткен мөлшерлер қауіпсіздіктің үлкен коэффициентін қамтиды. Тұрғындар үшін жасанды көздерден түсетін мөлшердің ең жоғары шегі жылына 5мЗв тең. Кәсіпорын қызметкерлері үшін кәсіби сәулеленудің шегіне жеткен мөлшері жылына 50 мЗв құрайды. Көрсетілген бұл мөлшерлерде табиғи көздерден және медициналық процедуралардан алатын дозалар ескерілмеген.

 

Атом және энергетика салаларының қызметкерлерінің қауіпсіздік талаптарын сақтағанда қабылдайтын мөлшері рұқсат етілген шектегіден әлдеқайда аз. Қалыпты жұмыс істеу жағдайындағы АЭС қызметкерлері үшін рұқсат етілген сәулелену (дене тұтастай сәулеленгенде) мөлшері жылына 50 мЗв.

Дүние жүзіндегі бірнеше ондаған АЭС орналасқан аумақты көп жылғы бақылау нәтижесі көрсеткеніндей, атом энергия көзін тиісті пайдалағанда табиғи радиациялық фонда ешқандай өзгеріс болмайды. АЭС төңірегіндегі 30 шақырымдық аймақ үшін жылдық техногендік доза 0,01 мЗв-тен аспайды (жалпы фондық мөлшерден 350 есеге аз). Мұншалықты аз мөлшерді аспаппен анықтау мүмкін емес, өйткені олар табиғи фонның табиғи тербелісінен де, өлшеу аспаптарының мүмкіндіктерінен де өте төмен. АЭС-ке жақын маңда тұратын тұрғындар үшін сәулеленудің мөлшерлі шегі жылына 5 мЗв тең.

АЭС-тен шығарылатын радиациялық заттар дәл сондай қуаттағы көмір стансасынан шығарылатын заттардан 500 есе аз. Көмір құрамында табиғаттағы радиоактивті заттар – торий, уранның ұзақ жасайтын екі изотобы, олардың ыдырауынан пайда болатын өнімдер (радиоуытты радий, радон және полоний), сондай-ақ калийдың ұзақ жасайтын радиоактивті изотобы – калий-40 әрқашан кездеседі. Көмір жанған кезде олар толығымен қоршаған ортаға өтеді. Шамамен осынша мөлшердегі шығарындылар көміртегін жағу есебінен газбен жұмыс істейтін стансаларда да болады. Оған қоса, 13 вагон көмір жағылғанда бір вагон күл жиналады, күл көмірмен жұмыс істейтін стансаның төңірегіндегі экологиялық ахуалды айтарлықтай қиындатады. Тұтастай алғанда, ЖЭС-ның тұрғындарға радиациялық әсері бірдей қуаттағы АЭС-пен салыстырғанда 20 есе жоғары (дегенмен, екі жағдайда да бұл әсер табиғи фонның әсерінен әлденеше есе аз).

Артықшылықтар аз емес, ал солардың ішіндегі ең маңыздысы – энергия өндіру барысында кислородтың жағылмауы, сондай-ақ ауаға шығарылатын уытты және булы заттардың болмауы. Кез келген технологияны жүзеге асыру салдарынан туындайтын кері әсер етуші клиникалық, санитарлық-гигиеналық және экологиялық зардаптардың жиынтығы әлгі зардаптарды жоюға жұмсалатын шығынның деңгейімен анықталатын сол технологияның «сыртқы бағасы» деген түсінікке біріктірілген. Мамандардың бағалауынша, түрлі энергиятехнологиялардың «сыртқы бағасы» мына көлемде бағалануы мүмкін (сағатына евроцент/кВт): көмір – 15; мазут – 4,5; газ – 3; атом энергиясы – 0,2.

Тізбекті реакцияны реттеу белсенді аймаққа нейтрондарды сіңіретін бор мен кадмийден жасалған өзекті батыру жолымен жүзеге асырылады. Өзекті төмен түсіре және жоғары көтере отырып реактордың жұмысын қажетті қуатта ұстауға болады.

АЭС қауіпсіздігі бәрінен бұрын, радиоактивті шығарындылардан қорғауды қамтамасыз етумен байланысты. Плутоний да, уран да радиациялық белсенділікке ие, яғни адам және қоршаған орта үшін қауіпті радиация таратады. Адамдардың ядролық энергияға қатысты қауіпсінулерінің көбі міне, осыған байланысты. Алайда қауіпсіздіктің барлық нормалары сақталғанда радиация реактор ішінде сенімді бекітілген болып қала береді. Қазіргі заманғы АЭС-терде ядролық материалдардың тарау жолына тосқауыл болатын төрт деңгейлі кедергі бар: отын таблеткасының өзі, жылу бөлгіш элементтердің (ЖБЭЛ) металл қабығы, реактор қорабы (бірінші контур) және  бірінші контурдың барлық құрал-жабдықтарын радиоактивті жылутасымалдағышымен қоса ұстап тұратын реактор ғимаратының (контейнмент) бетоннан берік құйылған сырт қабаты. Контейнмет құрылмасы сыртқы ықпалдардың барлық түріне: жерсілкінісі, құйын, дауыл, құм дауылдары, әуедегі толқындар соққысы және тіпті ұшақтың құлауына да төтеп беруге қабілетті. Сол сияқты басқару және қорғаныс жүйесі (БҚЖ) де қарастырылған, ол ядролық реакцияны толық тоқтатуға дейін басқара біледі. Мұнымен қатар, барлық стансалар бірнеше белдеу қоршаулармен, бақылау-өткізу пунктерімен және қорғаныстың басқа элементтерімен жабдықталған.

Бөлінетін 100 гр. уран 400 тонна көмірге барабар. Оған қоса, атом энергиясының тарифында отын құрамдас бөлігі ең аз мөлшерде. Атом энергетикасы тарифтердің секіріп өсуіне жол бермейді. Егер газ бағасы үш есеге қымбаттаса, ол автоматты түрде ЖЭС тарифын үш есеге өсіруге әкеп соқтырады. Ал егер уран бағасы үш есеге өсер болса, онда АЭС электр энергиясының бағасын ең көп болғанда 5-6 пайызға ғана көтеруі мүмкін. Сонымен қатар, атом энергия көздері ұзақ уақыт бойы электр энергиясы бағасының тұрақтылығына кепілдік береді, себебі, АЭС-ты пайдалану мерзімі орта есеппен 60 жылға тең.

Бүкіләлемдік ядролық қауымдастықтың деректері бойынша, 2007 жылғы жаздың соңына таман дүние жүзінде 438 ядролық реактор жұмыс істеген. Бүгінде дамыған елдерден АҚШ, Франция, Испания, Бельгия, Жапония, Германия, Канада, Ұлыбритания және басқа елдер атом электр стансаларының энергиясын тұтынады. Қазіргі кезде атом энергетикасы Қытайда (мұнда 6 энергоблок құрылуда), Үндістанда (5 блок), Ресей (3 блок) барынша қарқынмен дамып келеді. Жаңа энергоблоктар сондай-ақ АҚШ, Канада, Жапония, Иран, Финляндия және басқа елдерде салынуда. Польша, Вьетнам, Белорусь сияқты тағы бірқатар елдер атом энергетикасын дамыту ниеттері барын мәлімдеді. Дүние жүзілік ядролық қауымдастықтың мәліметтерінше, 2009 жылғы наурыздың басында әлемде 436 ядролық реактор жұмыс істеп тұрды, 43 реактор жаңадан құрылып жатты, тағы 108 реактор жобалық дайындық кезеңінде болды, 266 жоба қарастырылып жатты. Демек, дүние жүзінде жаңадан жалпы 417 реактор салынатын болады.

Иә, Қазақстанда атом стансасын пайдалану тәжірибесі бар. Әлемдегі алғашқы жылдам нейтрондағы өнеркәсіптік БН-350 реакторы Ақтау қаласында 25 жыл бойы сәтті жұмыс істеді. Осы реакторды пайдаланған атомшы-мамандар қазір МАГАТЭ бақылуымен оны қолданыстан шығару ісімен шұғылдануда. Оған қоса, елімізде ғылыми мақсатта үш ядролық зертеу реакторында табысты жұмыс жүргізілуде.

Қазақстан Республикасындағы қуат балансы мен аймақтарды дамыту болашағына қолданыстан шығарылатын энергетикалық қуаттардың орнын алмастыруды ескере отырып жүргізілген талдау нәтижесінде Маңғыстау облысында жаңа энергия көзін салу қажет деп табылды. Бүгінде Маңғыстау өңірін энергиямен қамтып отырған бірден-бір қуат көзі құрамында газбен жұмыс істейтін үш жылу-электр орталығы (ЖЭО) бар МАЭК-Қазатомөнеркәсіп саналады. 2015-2016 жылдарға қарай ЖЭО-1 және ЖЭО-2 техникалық ресурстарының толық түгесілуіне байланысты қолданыстан шығарылуы керек. Сонда аймақты энергиямен қамту үшін тек ЖЭО-3 қалады, ал оның қуаты жетпейді. ҚР Энергетика және минералды ресурстар министрлігінің энергия балансына сәйкес, Маңғыстау облысында энергия тұтынудың болжанған сұранысын қамтамасыз ету үшін 2030 жылға дейін қуаты 900 МВт төңірегіндегі жаңадан ірі базалық қуат көзін салу, 2015 жылдар деңгейінде оның бірінші энергоблогын тиісті электр желілік құрылыстарымен қоса іске қосу қажет. Қолданыстан шығатын қуаттарды алмастыруды, сондай-ақ оларды арттыруды қамтамасыз ету бойынша орындалмаған жағдайда 2016 жылға қарай электр өндіруші қуаттардың жеткіліксіздігі сезіле бастайды, мұның өзі Ақтау өңірі ғана емес, бүкіл Маңғышлақ түбегі тұрмыс-тіршілігінің барлық аспектілеріне теріс әсер ететін болады. Ендеше, өңірге кеміп бара жатқан қуаттардың орнын толтыратын және электр энергиясына деген өскелең сұранысты қанағаттандыратын жаңа қуат көзі керек. Аймақта электр энергиясы тапшылығын болдырмау үшін бұл жобаны ертек қолға алған абзал.

Ең арзан энергияны ашық көмір кен орындарына жақын орналасқан көмірмен жұмыс істейтін ЖЭО-да алуға болады. Бірақ Ақтаудың төңірегіәндегі мың шақырымдық қашықтықта мұндай кен орындары жоқ. Қуат тасымалдағыштың тағы бір түрі саналатын газ бұрын іргеде орналасқан Жаңаөзендегі кен орнынан жеткізіліп тұрды. Сол кездері газ бағасын рынок қалыптастырмастан, саланың сұранысына қарай әкімшілік жолымен белгіленетін.

Ал қазіргі жағдай мүлде басқаша, газ бағасын кен орнының қожайыны анықтайтындықтан оны басқа сатып алушыларға қарағанда энергия қондырғы иелеріне арзандау сат деп талап ете алмайсың. Газ Ақтауға жүздеген шақырымдағы Теңіз кен орнынан тасымалданады, оның үстіне егер қазір газ қожайындары оны басқа тұтынушыларға сатқанда көретін пайдаға қызықпай отырғанымен, бұл жомарттық ұзаққа созылмауы мүмкін, сонда Ақтаудағы энергия бағасы бірден 4 немесе одан да көп есеге қымбаттап кетері анық. Тиісінше, қаладағы тауарлар мен қызметтердің бағасы артып, оларды бәсекеге қабілетсіз етеді де, нәтижеде жұмыссыздық басталады. Уран отынының бағасындағы артықшылықтарды бағалау үшін уран отыны өндірісін егжей-тегжейлі әңгімелемей-ақ, уран мен көмірдің энергия сыйымдылығын салыстырып көрсек те жеткілікті: 1 грамм уран-235-тегі энергия 4 тонна көмірдегімен барабар, Демек, уран байытудың қымбат тұратын процедураларына қарамастан, атом стансасында өндірілетін энергияның өзіндік құны көмір стансасындағыдан әлдеқайда арзан. Экономикалық тұрғыдан алғанда да, органикалық отынмен жұмыс істейтін ЖЭО-мен салыстырғанда атом стансасының рентабельділігі жоғары.

Себебі, 300 МВт қуаттағы батыстық ұқсас жобалар жоқ. Мұндай реакторлар шағын және орта қуаттағы реакторлар тобына жатады. «Westinghouse», «Areva», «General Eleсtric» сияқты алып шетелдік компаниялар қуаты 1000 МВт-тық реакторлар шығарады. Ал бізге керегі қуаты 300 МВт-тық реактор, үлкен қуаттағы реакторлар экономикалық тұрғыдан мақсатқа лайық емес. Қазақстан реакторды қайта жүктеу кезінде 1000 МВт-ты резервке қоя алмайды. Мұндай қуатты жергілікті электр тармақтары өткізе алмайды, ал басқасы бізде жоқ. Сол себепті, Ресеймен біргелікте блок түріндегі кеме реакторы базасында ВБЭР-300 реакторын жасауға шешім қабылданды. Аталмыш реактор әлемдегі ең жоғары саналатын «3+» халықаралық қауіпсіздік класына ие. Ол осыдан 10-15 жыл бұрынғы реакторлармен салыстырғанда 100 еседей жоғары. ВБЭР-300 реакторының құрылмалық сенімділігі КСРО, кейін Ресей әскери-теңіз флотының суасты кемелеріндегі 6 мың реакторжылмен дәлелденген.

Станса 60 жыл жұмыс істеуге межеленген. Алғашында ядролық реакторлар орта есеппен 40 жыл бойы пайдаланылатын болады деп болжанған. Қазіргі таңда «өмір уақыттарын басқару» жөніндегі технологияны жетілдіру арқасында АЭС энергоблоктарының қызмет ету мерзімі АҚШ-та 40-60 жылды құраса, Жапонияда ол 40-70 жылға жетеді. Қауіпсіздігі жоғары, Ресей, АҚШ, Франция және Германияда жасалған жаңа буындағы реакторлық қондырғылардың жобалық пайдалану мерзімі 50-60 жылды құрайды.

Станса ғимаратын салу кезеңіндегі құрылысшы-монтажшы қызметкерлердің есептік саны 3000 адам, ал шырқау шегі – 4000 адам. Станса пайдаланылатын уақыттағы өнеркәсіптік-өндірістік қызметкерлердің жалпы саны 1165 адамды құрайды. Бұл атом стансасын пайдалануға және жөндеу жұмыстарын жүргізуге тікелей қатысатын қызметкерлердің саны.

Пайдалану барысында АЭС-те қордаланатын радиоактивті қалдықтарды қайта өңдеу үшін қажетті жабдықтармен жабдықталған арнайы қорап қарастырылған. Радиоактивті қалдықтар арнайы қайта өңдеуден (жағу, нығыздау, қатайту, цементтеу) соң, АЭС жұмыс істейтін бүкіл кезеңде арнайы қоймада сақталатын 200 литрлік бөшкелерге салынады. Кейін бұл бөшкелер тұрақты сақтау үшін аймақтық қоймаларға жөнелтіледі. Істен шыққан ядролық отын Байкал-1 сақтау орнына жеткізілетін болады.

Жоқ, төгілмейді. Оған үстіне, 20 жыл бойы БН-350 қондырғысында қолданылған теңіз суы радиоактивті болған емес. Каспийге құйылып отырған сол судың тазалығы соншалықты, бұл аймақ қазір қорық құрамында. Осы аймақта балықтар да тамаша жүзіп жүр. Мұнда су құстары ұяларын салады. Жапонияның «Намаоко» АЭС-індегі су төгетін каналда елдің айтулы мейрамханаларының ас мәзірі үшін теңіз айдарларын өсіріледі.

Қорап төзімділігі жоғары және иілгіш арнайы болаттан жасалғандықтан оның бұзылуы мүмкін емес. Болат, қорап бекіту – бәрі жүз пайыздық бақылаудан өтеді. Қорап материалындағы ақауды болдырмау мақсатында жапсарласқан жіктері екі әдіспен – ультрадыбыстық және радиографикалық әдістермен зерттеледі. іледі. Материалдың беріктігі мен тығыздығына қорап дайын болған кезде және оны пайдалану барысында әлсін-әлсін гидравликалық сынақтар өткізіліп тұрады. Сондай-ақ реактор қорабының механикалық қасиеттеріне үлгі-куәларда талдау жүргізіліп, пайдалану барысында да мезгіл-мезгілімен қорап бақылауда болады. Реактор қорабына түсетін салмаққа бақылау оны пайдалану барысында тұрақты түрде жүргізіліп отырылады.

Бу генераторларында 1-інші контурдан 2-нші контурға жылу беру радиоактивті өнімдердің екінші контурға түсуіне жол бермейтін герметикалық құбыр үсті арқылы өтеді.

Әлемде энергияның жаңарып тұратын көздері де (күн, жел, су энергиялары) бар. Өкініштісі сол, олар әлі оншалықты дамымаған және өнеркәсіптік ауқымда тұрақты ток өндіруге қабілетсіз, сондықтан электр энергиясының базалық көзі бола алмайды. Маңғыстауда гидроэлектр стансасын салатын ағынды су жоқ. Іс жүзінде өнеркәсіптік ауқымда параметрлері жөнінен тұрақты энергия алу үшін тек шағын ауқымда үлкен энергия қоры жинақталған қуат көздері ғана қолданылады, бұған тек жанатын органикалық және бөлінетін ядролық материалдар ғана жатады.

Қазақстандағы атом стансасын салу ісімен қазақстандық компаниялардың қатысуында Ресей Федерациясының «Атомқұрылысэкспорт» компаниясы шұғылданатын болады. «Атомқұрылысэкспорт» өз елінен сырт жерде бір уақытта 5 энергоблок салып жатқан әлемдегі жалғыз компания саналады: Қытайдағы Тяньван АЭС-ның екі энергоблогын пайдалануға тапсырғаннан компания Үндістандағы «Куданкулам» АЭС-ін, Ирандағы «Бушер» АЭС-ін және Болгариядағы «Белене» АЭС-ін салу бойынша өз міндеттемелерін орындауда. Жақын болашақта ресейлік жоба негізінде салынған Қытайдағы Тяньван АЭС-ның екінші кезегі (3-інші, 4-інші энергоблоктар) құрылысын бастау туралы «Атомқұрылысэкспорт» ЖАҚ мен JNPC арасындағы келісімге қол қою жоспарланған. Сондай-ақ компанияның алдағы уақытта Үндістан, Венгрия, Белорусь, Орталық және Оңтүстік-Шығыс Азия, Балтық бойы елдерінен жаңа тапсырыстар алуға нақты мүмкіндіктері бар. Осындай компания Қазақстанның атом энергетикасы саласын жасауда сенімді серіктес боларына ешқандай күмән жоқ.

Атом стансасын салу және пайдалануға қатысатын адамдар жоғары жауапкершілік пен кәсіби біліктілікке ие болуға тиіс. Әлемдік атом энергетикасы бүгінгі таңда осы салада еңбек ететін адамдардың айрықша мінез-құлық кодексін дайындап шықты. Соған сәйкес кәсіпорынның қарапайым жұмысшысынан бастап басшысына дейінгі барлық деңгейдегі атқарушылардың қызметін бағалаудың басты басымдылықтары мен өлшемдері қауіпсіздік болып саналады. «Қауіпсіздік мәдениеті» деп аталып, халықаралық нормалар мен талаптарға қосылған бұл кодекс атом өнеркәсібі және энергетика қызметкерлерін кәсіби дайындау мен сапа бақылауының көп сатылы жүйесі арқылы жүзеге асырылады. Қазақстанда атом энергетикасын дамыту туралы шешім қабылданғандықтан, бұл жүйені біздің елімізде де жасауға тура келеді.

Кеңестер заманында Қазақстанда ең жоғары технологиялық деңгейдегі ядролық отын циклының бірқатар кәсіпорындары құрылған болатын. Ақтаудың өзінде БН-350 реакторлы атом ЖЭО 1972 салынып, 1997 жылға дейін үздіксіз жұмыс істеді. Ядролық реактор бойынша біраз ғалымдар мен мамандар Ұлттық ядролық орталықта та бар. Ал мамандарды дайындауды Алматы мен Шығыс Қазақстан облысындағы оқу орындарында ұйымдастыруға болады. Сонымен қатар, алғашқы кезеңде Қазақстанда атомшы мамандарды әзірлеуге Ресей және атом энергетикасындағы «қауіпсіздік мәдениетінің» үздік тәжірибесін дүние жүзіне таратуды қадала бақылап отырған МАГАТЭ көмектесуі мүмкін.

Еліміздің 1,6 млн. тонна барланған уран қорына ие болуы Қазақстанды барланған уран қорының көлемі жөнінен дүние жүзінде екінші орынға шығарды. Толық ядролық-отын циклына ие тігінен интеграцияланған компания құру бойынша стратегияны жүзеге асыру нәтижесінде біз қазақстандық АЭС-терді өзімізде өндірілген отынмен толықтай қамтамасыз етуге кепілдік бере аламыз.