Жалпы АЭС тақырыбының елімізде талқыланып жатқанына 30 жылға жуықтап қалды. Алғаш рет ол 1998 жылы көтерілді, сосын 2005 жылы, кейін 2011 жылы талқыланды. Бірақ әрдайым халық тарапынан қолдау таппай келді. 2021 жылы Мемлекет басшысы Қасым-Жомарт Тоқаев бейбіт атомды қолданып, электр энергиясын өндіру мүмкіндігін зерттеуді тапсырып, биылғы Жолдауында елімізде атом электр стансасын салу мәселесіне тағы да оралып, бұған дейін айтылған республикалық референдумның нақты өтетін күнін бекітті.
Қазір қоғам атом энергетикасының пайдасы мен зиянын жан-жақты талқыланып жатыр. Осы ретте біз әлемдегі АЭС-тер мен еліміздегі дайындық барысын қысқаша шолып өтуді жөн деп таптық.
Биылғы Жолдауында Мемлекет басшысы да энергетика мәселесін шешудің маңыздылығын айрықшалап айтып кетті. Бүгінде энергетиканың Қазақстан экономикасындағы рөлі зор. Энергетикалық қауіпсіздікті қамтамасыз ету – басты міндеттің бірі. Елімізде энергияны тұтыну қарқыны жылдан-жылға артып келеді. 2035 жылға қарай ел экономикасы мен халық-тың қосымша электро энергетикалық сұранысы 18 ГВт-тан астам жаңа буынды қажет етеді. Яғни белгіленген уақытқа дейін қолданыстағы электрлі стансалардың генерациясы тек 135 млрд КВт сағат болса, қазіргі таңда тұтыну мөлшері 152,4 млрд КВт сағатты құрап отыр. Бұл ағымдағы энергия көздерінің болжамдалған мөлшерден бөлек, тіпті қазіргі жүктемелерді толықтай қамтамасыз ете алмайтынын айғақтайды. Ядролық генерацияны дамытудың және көміртегі бейтараптығының жаһандық күн тәртібінде сақтаудың қажеттіліктері бар. Олар – елдегі электр энергиясын өндірудегі таза электр энергиясының үлесін арттыру, ел экономикасындағы көміртегі ізін азайту, еліміздің CO2 шығарындыларын азайту жөніндегі міндеттемелерін орындау, елдің энергетикалық жүйесінің тұрақтылығын қамтамасыз ету, соның ішінде жаңартылатын энергия өндірудің өсуін қолдау.
Осы тұста еліміздің экологиялық жағдайына тоқталатын болсақ, парниктік газдардың ішінен көмірқышқыл газы CO2 – 81,6%-ы қазбалы отынды жағу кезінде бөлінсе, PI экстракция үдерісінде метан СН4 – 12,4% шығарылып, азот оксиді N20 – 5,6%-ды құрайды.
Мемлекет басшысының айтуынша, әлемде өнеркәсіп пен экономиканы көміртегінен ада қылудың орнықты үрдісі бай¬қалады. ЕО-ға мүше елдерде парниктік газдардың қалдығын 2030 жылға қарай 55 пайызға азайту жоспарланып отыр. ЕО-да көміртегі салығы («carbontax») енгізіледі. Бұл отандық өнімнің экспортын едәуір қиындатуы мүмкін. Жаңа жағдайларға байланысты тауарларға қойылатын техникалық регламенттер, стандарттар мен талаптар өзгереді. Президенттің тапсырмасы бойынша көміртегін аз пайдаланып, дамыту тұжырымдамасы әзірленіп жатыр. Сондай-ақ Үкімет электр энергетикасын дамыту жөніндегі ұлттық жобаны пысықтап, 2035 жылға дейінгі энергиялық теңгерімді әзірлеуде.
АЭС-тен бас тартқан елдерде осы мәселеге қатысты қорқыныш әлі де бар. Мысалы, Чернобыльде болған жағдайдан кейін Италия АЭС құрылысына тыйым сал¬ған. Ал Фукусима апатынан кейін Жапония елдегі көптеген стансаның жұмысын тоқтатты. Германия да атомнан бас тартты. Бірақ Ресей, Қытай, Франция, АҚШ елі әлі күнге дейін АЭС құрылысын жалғастырып, оларды пайдалануға ерекше ұмтылып отыр. Ұлыбританияда жаңа 20 энергетикалық блок салу жоспарланған, жаппай электр мобильге көшу мәселесі қолға алды.
Мамандар дайын ба?
Жалпы еліміздің Курчатов қаласында Ұлттық ядролық орталық жұмыс істейді. Ол жерде осы саланың білікті мамандары еңбек етеді. Сондай-ақ «Қазатомөнеркәсіп» компаниясында радиоактивті материалдармен жұмыс істей алатын ядролық саланың иелері бар. Одан бөлек, Алматы қаласынан 20 шақырым жерде Алатау ықшам ауданында 60 жылдан бері Ядролық физика институты жұмыс істеп тұрғаны да бар. 1957 жылы сол кездегі Ұлттық ғылым академиясының басшысы Қаныш Сәтбаевтың бұйрығымен ашылған ғылыми институт атом физикасы саласына маманданып, 67 жылдан бері үздіксіз осы сала ғалымдарының тәжірибесін шыңдап келеді. 1967 жылы институт жанынан су-су: екі контурлы реакторы іске қосылды. Ал оның барлық қызметі МАГАТЭ-нің тікелей бақылауымен жүргізіледі. Яғни, Атом энергиясы жөніндегі халықаралық агенттігі (МАГАТЭ) мен Ядролық физика институтының жұмысы біріздендірілген. Институт құрамында радиациялық қауіпсіздік, ядролық қауіпсіздік және бүлдірілмейтін бақылау әдістері оқу орталығы жұмыс жүргізеді. Бұл оқу орталықтары – МАГАТЭ-нің Қазақстандағы орталығы. Институттың академиктер мен профессорлардан құралған басшылығы болашақ АЭС үшін жоғары білікті 400 маман дайындап беруге мүмкіндік барын айтады.
АЭС-тің әлемдегі тарихы
Ядролық энергияның қалыптасу тарихы 1896 жылдан басталады деп айтуға негіз бар. Осы жылы француз физигі Антуан Анри Беккерель уран тұздарының фотолюминесценциясы бойынша жүргізген тәжірибелерінде қандай да бір жарық көздері болмаған кезде уранның із қалдыратынын немесе фотографиялық пластинкаларды күңгірттендіретінін кездейсоқ анықтайды. Бұл сол кездегі құбылыс жаңалық болды және оның мән-жайын анықтай отырып, 1896 жылдың мамыр айында ол уран өздігінен сәуле шығарады деген қорытындыға келді. Айта кетерлігі, Беккерель басқа француз физиктері Кюрилер жұбымен жақсы таныс еді. Бірде, 1902 жылдың көктемінде, ол тіпті олардан радий хлориді бар түтік сұрап, оны күні бойы қалтасына салып қойып жүрді. Көп ұзамай ол қалтаның астындағы терінің қызарғанын байқайды, кейінірек жара пайда болады. Бұны естіген Пьер Кюри, әріптесінің тәжірибесін қайталайды, оның да терісі қызарып, жара шығады. Бір жылдан кейін, 1903 жылы үшеуі де физика бойынша Нобель сыйлығына ие болды. Кейінгі жылдары физиктер Пьер мен Мария Кюри табиғи сәуле шығаратын бірқатар басқа элементтерді (полоний, радий) ашты. Олар бұл құбылыстарды радиоактивтілік деп атады.
Беккерель мен Кюрилер жұбының зерттеулерін кейінірек альфа және бета сәулелерін ашушы, Жаңа Зеландиядан шыққан британдық физик Эрнест Рутерфорд іліп әкетеді. Резерфордтың негізгі жұмысы жоғары жиілікті радио толқындар болатын, бірақ 1898 жылдың жазынан бастап ол уран мен торийдің радиоактивтілігіне қызығушылық танытты. Бірнеше жылдан кейін, 1903 жылы, ол радиоактивтілік бұрын бөлінбейтін деп саналған атомдардың ыдырауымен бірге жүретін сәуле екенін дәлелдей алды. Айта кету керек, оның жұмысы кейінірек оған Нобель сыйлығын беруге себеп болды, бірақ химия саласында (1908). Осы және басқа да кейінгі ашылулар ғылыми қоғамдастықтың ортасында атом құрылымын жақсы түсінуге ықпал етті.
1930-1940 жылдары ядролық физика дами бастады. 1938 жылы неміс ғалымдары Отто Ган және Фриц Штрассман уран ядросы бөлінген кезде энергия пайда болатынын білді. Бұл жаңалық ядролық энергияның болашақта пайдаланылу мүмкіндіктеріне жол ашты. Алайда, екінші дүниежүзілік соғыс кезінде бұл зерттеулер негізінен атом бомбасы жасауға бағытталды. 1940 жылдардың басында АҚШ-тың Манхэттен жобасы аясында ядролық қару жасау үшін үлкен ғылыми зерттеулер жүргізілді. Нәтижесінде 1945 жылы атом бомбалары Жапонияның Хиросима және Нагасаки қалаларына тасталды. Соғыстан кейін ядролық технологияның бейбіт мақсатта қолданылуы маңызды мәселе ретінде қаралды. Отто Ган Нобель сыйлығын 1945 жылы ғана ала алды.
1939 жылы Отто Ган ашқан жаңалықтан бір жыл өткен соң, ерлі-зайыпты Кюрилердің күйеу баласы, француз физигі Фредерик Жолио-Кюри уран атомы ядросының ыдырауы процесінде, атомдардың әрі қарай бөлінуіне әкелуі мүмкін үш нейтрон бөлінетінін анықтады. Бұл тізбекті ядролық реакцияны қоздыруға және көп мөлшерде энергияны босатуға мүмкіндік ашатын, яғни ядроның ыдырауы жарылысқа әкеледі.
1940 жылы ядролық энергетика тарихына Беркли Калифорния университетінің американдық ғалымдары Эдвин Макмиллан мен Гленн Сиборгтың есімдері жазылды. Зерттеу барысында Макмиллан уранды нейтрондармен сәулелендірген кезде атомдардың бір бөлігі ыдырап, екіншісі жаңа химиялық элемент түзетінін анықтады. Макмиллан нептунийдің ашушысы мәртебесіне ие. Алайда көп ұзамай Макмиллан зертхананы тастап кетуге мәжбүр болды, ал оның ісін әріптесі Гленн Сиборг жалғастырды. 1941 жылы ақпанда ол Макмилланның экспериментіне ұқсас тәжірибе жасап, аз мөлшерде жаңа зат – сәулеленуге ие және ыдырауға бейім, яғни тізбекті реакцияны бастауға қабілетті – плутонийді алады. Сиборг 1951 жылы химия бойынша Нобель сыйлығын алады.
1942 жылы Чикагода итальяндық физик, физика бойынша Нобель сыйлығының лауреаты (1938) Энрико Ферми «Chicago Pile-1» деп аталатын әлемдегі алғашқы атом реакторын жасайдыды. Осыдан біраз уақыт бұрын ол уран атомдарының ыдырауының бақыланатын тізбекті реакциясын жасай алған еді.
Кейіннен ғалымдар атом бомбасымен қатар ядролық энергияны өндіру мақсатында ғылыми зерттеулер жүргізілді, ал 1954 жылы маусымда КСРО аумағында алғашқы атом электр станциясы пайда болды. Пайда болған электр станциялары реакторларының көпшілігі суды қысыммен пайдаланды. Мұндай реактордың белсенді аймағында жылу бөлетін элемент орналасқан, оның ішінде отын ретінде пайдаланылатын аз байытылған уран болды. Бақыланатын тізбекті реакцияның ұзақтығы шамамен үш жыл болды. Реакция кезінде шығарылған жылу бастапқы тізбектегі қысым астындағы судың температурасын жоғарылатты. Бастапқы тізбек екінші тізбекпен байланысады, онда қыздырылған су буға айналады. Өз кезегінде бу электр энергиясын өндіретін генератормен механикалық байланысқан турбинаны айналдыру кезінде қолданылды. Салқындату тізбегі суқоймадан су алып, екінші тізбекте буды салқындатуға қызмет етті. Кейде соңғы тізбектегі суды салқындату үшін салқындатқыш мұнаралар салынды.
1957 жылы ядролық энергетика саласындағы зерттеулерді қолдау үшін БҰҰ қамқорлығымен Атом энергиясы жөніндегі халықаралық агенттік (АЭХА)/(МАГАТЭ) құрылды. Ұйым ядролық энергияны бейбіт және қауіпсіз пайдалануға жауап береді. Сонымен қатар, ядролық саланың жетістіктері медицинада да, көбінесе суреттер алу немесе онкологиялық ауруларды емдеу үшін қолданылады.
1973 жылы бірінші әлемдік мұнай дағдарысы басталғаны белгілі. Мұнай баррелінің бағасы күрт көтеріліп, экономикасы қара алтынға тәуелді әлемдік державаларға зиян келтірді. Әлем мұнайға балама іздей бастады. Франция мен Жапония көп жағдайда ядролық қуатқа сүйенді. Келесі жылдары бүкіл әлемде атом электр станцияларының жаппай құрылысы басталды.
Алпауыт елдердегі АЭС апаты
Бірнеше жылдан кейін, 1979 жылы Америка Құрама Штаттарында үлкен ядролық апат болды. 1979 жылғы 28 наурызда "Three Mile Island" атом станциясының реакторларының бірі істен шығып, бастапқы контурда жылу тасымалдағыштың ағуы орын алды. Ядролық отын сусыз қалғандықтан, реактордың белсенді аймағы қызып, балқи бастайды. Абырой болғанда, реактор корпусы радиоактивті ағып кетудің алдын алды. Бірнеше жылдан кейін Чернобыльда (1986 ж. 28 сәуір) бірқатар адами қателіктер әсерінен реактор бақылаудан шығып қалады. Оның белсенді аймағының температурасы өте қатты қызған сәтте, бетон төбесін қиратқан жарылыс болды. Оның бір бөлігі құлап, реактордың корпусын сындырды. Радиоактивті бұлт ауаға шығады. Ол Еуропаның бір бөлігіне дейін таралып, зақым келтірген. Кейіннен атом станциясы округінің 2600 шаршы шақырым аумағы адалау аймағына айналды, 200 мыңнан астам тұрғын эвакуацияланды. Бұл апат бүкіл әлемде ядролық энергетикаға қоғамдық қарсылық тудырды және күшейтті. Бұл осы индустрияны дамытуды тоқтата тұруға әкелді.
Айта кететін тағы бір апат - 2011 жылғы 11 наурыздағы қайғылы оқиға. Бұл күні Жапонияда 9,1 баллдық жер сілкінісіні болды, бұл осы елде тіркелген ең күшті жер сілкінісі. Осыдан кейін оның жағалауына толқындарының биіктігі он метрден асатын және Фукусима-1 атом электр станциясына зақым келтірген қуатты цунами келді. Бұл зақымдар реакторлардың салқындату жүйесінің бұзылуына әкелді. Бірнеше күн ішінде электр станциясында төрт реактор жарылып, Тынық мұхитын кесіп өтіп, Солтүстік Американың жағалауларына жетіп, солтүстік жарты шарға таралған жоғары белсенді радиациялық бұлт туғызған. Осыдан кейін Жапония үкіметі барлық 39 жапондық атом реакторларының жұмысын тоқтата тұру туралы шешім қабылдады. Ақырында Германия ядролық энергетика саласын біртіндеп жоятыны туралы жариялады, ал әлемдегі көптеген ядролық елдер өздерінің атом электр станцияларындағы қауіпсіздік критерийлерін қайта қарастыра бастады.
Әлемдегі АЭС әлеуеті
Қазіргі таңда әлемнің 30-дан астам елінде АЭС бар. Бүкілі 415 ядролық реактор жұмыс істеп тұр. Бүгінде 61 реактордық құрылысы жүріп жатыр. Ал әлемдегі ең қуатты атом электр станциялары Жапония, Оңтүстік Корея, Франция сынды бірқатар елде орналасқан. Олардың ең қуаттысы - Жапонияның «Касивадзаки-Карива» станциясы. Ол 8 мың 200 мегаватт қуат өндіреді. Бұл - ондағы жеті ядролық реактордың жиынтық энергиясы. 2-ші орында Оңтүстік Кореялық «Ханул» АЭС-ы тұр. Оның қуаты 7 600 МВт-тан асады. Канаданың Онтарио қаласында орналасқан «Брюс» атом электр станциясы 3-орында. 8 қысымды ауыр су реакторынан 6800-ге жуық МВт энергия шығады. 4-ші орындағы Қытайдың «Янцзян» станциясы Оңтүстік Қытай теңізі жағалауында орналасқан. Оның электр қуаты 6500 МВт-тан асады. Одан кейінгі – Оңтүстік кореялық «Ханбит» атом электр станциясы. Таза қуаты - 5924 МВт. 6-орында 5700 мегаваттық украиналық «Запорожье» АЭС-ы. Жетінші,8-ші және 9-шы орындар Францияға тиесілі. Мұнда «Гравелин», «Палюэль» және «Каттеном» атты үш ірі ядролық нысан бар. Ал Оңтүстік кореялық «Кори» атом электр станциясы оныншы орында тұр.
Ең көп АЭС саны АҚШ-та (94), Франция мен Қытайда 56 реактор жұмыс істейді. Ресейде – 24, Жапонияда 12 АЭС қолданыста. Елімізге АЭС салу туралы шешім қабылданатын болса, қазір 4 елдің тәжірибесі қарастырылып жатқанын білеміз. Олар – қытайлық CNNC, кореялық KHNP, ресейлік «Росатом» және француздық EDF компаниялары. Осы ретте әр елдің АЭС-тегі әлеуетін сөз етіп көрелік.
Франция
Француздар өткен ғасырдың 50-жылдарынан бастап осы су-су технологиясын пайдаланды. Басқа жетекші елдерге де қы¬сымдағы су технологиясымен АЭС салады. Олар бүгінгі күнге дейін ешбір қауіп-қатерсіз қалыпты жұмыс істеп тұр. Сондықтан бұл салада олардың баршаға пайдалы мол тәжірибесі бар. Әлем елдері бүгінде француз технологиясы негізінде өз реакторын жасап, өз АЭС-ін тұрғызып жатыр.
Оңтүстік Корея
Оңтүстік Кореяны алып қарайтын болсақ, олардікі – америкалық технология. Оны өзіне бейімдеп, сол технология¬¬ны өзі жасайтын дәрежеге жетті. Төрт блоктан тұратын алтын эталонды технология қазір Біріккен Араб Әмірліктерінде жұмыс істеп тұр. Кореялық технология неге «Алтын эталон» деген атқа ие? Өйткені ол МАГАТЭ-нің бар¬лық ұсынысын ескере отырып жасалған. Оған қоса талаптар үдесінен толық шыққан. Яғни мінсіз деуге лайықты. Сондықтан ол МАГАТЭ-нің «Алтын эталон» технологиясы деп аталады.
АҚШ
Ядролық қуат АҚШ-тың энергетикалық тәуелсіздігінің кепілі болып отыр. 93 реакторы бар 54 станция елдегі қуаттың бестін бірін өндіреді. Осылайша алпауыт ел ядродан қуат айыру бойынша әлемде көш бастап тұр. Жалпы, АҚШ-та 54 атом электр санциясы бар. 28 штатта орналасқан. Көбі кемі 50 жылдан аса жұмыс істет тұр. Себебі, 70-ші жылдары әлемдік энергетикалық дағдарыстан қатты зардап шеккен мемлекет мұнайға тәуелдікті азайту үшін атом энергетикасына ерекше ден қояды. Осылайша, АҚШ – ең ірі ядролық державаға айналады. Қазір әлемдегі ядролық электр қуатының 30%-ын өндіріп отыр.
Мәселен, 1976 жылдан бері АҚШтағы Атом электр станциялары 64 миллиард тонна көмірқышқыл газының ауаға тарауға жол бермеді. Жалпы Ақштың ядролық энергетика индустриясында жарты миллионға жуық америкалық жұмыс істейді. Әрі бұл саладан ел қазынасы жылына кемі 40 млрд доллар пайда түседі екен.
Қытай
Қытайда ең алғашқы атом энергоблогы 1991 жылы іске қосылды. Қытай – әлемдегі энергияны ең көп өндіруші және тұтынушы елдің бірі. Қытайлық реакторлық технологияға назар салсақ, ол да бастауын Франциядан алады. Қазір өздері де сол сияқты реакторлық технологияны жасақтап жатыр. Көрші мемлекеттің шығысы мен оңтүстік-шығысында энергияға сұраныс жоғары. Себебі, негізгі өндіріс орындары осы аймақтарда. Әрі халық тығыз орналасқан. Ал мемлекетте кейінгі 10 жылда энергияға сұраныс күрт артқан. Сондықтан мамандар «миллиондаған тұрғыны мен жүздеген зауыты бар шаһарларды энергиямен тұрақты әрі қауіпсіз түрде қамтамасыз етуге тек Атом электр станциялары қауқарлы», дейді. Бұған дейін Қытай оған қажетті қондырғылардың басым бөлігін шетелден экспорттап келген. Жергілікті билік бұған стратегиялық мән беріп, бүгінде құрылысқа керекті 90% жабдықты өздері шығарады. Компаниялары халықаралық нарыққа шығып, өзге елдерге АЭС салумен айналысуда. Қытайдың үшінші буынға жататын Хуалонг-1 ядролық станциялары бүгінде әлемге танымал. Жылдық қуаты 1200 мегаватқа дейін жететін энергоблоктар Пәкістанда жұмыс істеп тұр.
Қытай билігі бұған стратегиялық мән беріп, бүгінде құрылысқа керекті 90% жабдықты өздері шығарып отыр. Аспан асты елінің тәжірибесін халықаралық атом энергиясы агенттігі «МАГАТЭ» мойындап отыр. Қытайлықтар бір атом энергоблогының құрылысын 60 айда толықтай бітіре алады. Көрші елдің компаниялары халықаралық нарыққа шығып, өзге елдерге АЭС салумен айналысуда.
Ресей
2022-ші жылға дейін АЭС салу бойынша реакторлар мен ядролық отынмен жабдықтау, станцияларды жабу және қалдықтарды залалсыздандыру бойынша халықаралық келісімшарттардың шамамен жартысы Ресейдің үлесінде болған. Сондай-ақ уранды байыту бойынша көш бастап тұр. Оның үлесінде 27,7% болса, негізгі бәсекелестері Қытай мен АҚШ-тың үлесінде 6,3% пен 4,9%. Қазіргі тұста елдің атом саласында 250 мыңнан аса адам жұмыс істейтін 400 кәсіпорын мен мекеме бар. Сонымен қатар Ресей – мұзжарғыш атом флоты бар әлемдегі жалғыз ел. Дүниежүзінде жаңа реакторлардың үштен бірін салып жатыр. Қытай, Түркия, Үндістан, Иран мен Мысырда құрылысын жүргізеді.
Сондай-ақ, Швейцария билігі бұған дейін станция салуға енгізілген тыйымның күшін жоюды шешті. Жаңа жобалар да қолға алынып жатыр. Чехия екі реакторды салу туралы келіссөздер бастады. Ұлыбритания үкіметі де осындай жобаны талқыға салды. Ал Кения билігі алғашқы атом электр станциясының құрылысын жүргізетінін мәлімдеді. Бұл әлем елдерінде атом энергетикасы саласы қарқынды дамып келе жатқанын көрсетеді.
Түйін: Әлемде атом энергиясының өндірісі артып келеді. МАГАТЭ есебінше, былтыр 370 гигаваттан аса қуат өндіріліпті. Бірінші орында АҚШ тұр, одан кейін Қытай мен Франция. Соңғысында ең қуатты реакторды іске қосу процесі басталды. Әлем бойынша жалпы өндірілген энергияның 10%-ін АЭС шығарады. Қазір көп ел ауаға көмірқышқыл газын шығаруды барынша азайтуға тырысып жатыр. Сондықтан жаңғыртылатын қуат көздерімен бірге атом энергетикасының да үлесі артады. Алдағы уақытта бұл сала Еуропа, Таяу Шығыс, Үндістан, Қытай, Солтүстік Америка және әрине, Орталық Азияда дамиды деп күтілуде.