Атомная проблема
Шрифт:
Согласно подсчетам, к концу XX века население земного шара составит 3,5–5 млрд. человек, а к 2050 году оно достигнет 11 млрд. человек!
Второй фактор — рост индивидуальных потребностей.
Сам человек за 8 часов работы производит энергию, не превышающую 0,5 квт-ч. Согласно имеющимся данным, современный человек, то есть житель развитого в промышленном отношении государства, потребляет ежедневно в среднем 23 квт-ч, что соответствует мускульной энергии 45 человек. Принимая во внимание, что ежегодный прирост потребления энергии на одного человека составлял в период с 1860 по 1900 год 2,2 %, в период с 1900 по 1939 год — 2,5 %, а в настоящее
Третий фактор — индустриализация новых обширных районов.
В этой связи прежде всего следует подумать об азиатских странах, а именно о Китае и Индии, которые в ближайшие десятилетия будут испытывать все большие и большие потребности в энергии. Достаточно напомнить, что Северная Америка, население которой составляет 7 % населения земного шара, потребляет 40 % всей производимой в мире энергии, в то время как Азия, Африка и Латинская Америка, население которых в сумме составляет 60 % человечества, расходуют всего 20 % энергии.
Если бы все страны мира достигли такого же уровня развития промышленности, как США, им потребовалось бы в 6 раз больше энергии. Поэтому существует опасность, что развитие народов, которое мы считаем нормальным, может затормозиться.
Учитывая эти факторы, надо полагать, что к концу XX века, то есть через одно поколение, мировое потребление энергии достигнет примерно 10 Q за столетие, а к 2050 году оно поднимется до 70 Q! Если выразить это в мегаватт-часах, можно сказать, что в 2000 году потребление энергии составит 84 млрд. мгвт-ч; это втрое больше того количества энергии, которое предположительно будет израсходовано в 1975 году (27 млрд. мгвт-ч).
В переводе на условное топливо это составит: в 1955 году — 3 млрд. т, в 1975 году — 6 млрд. т и в 2000 году — 15 млрд. т.
В общем, в 2000 году мировые потребности в энергии будут в 6–8 раз выше, чем в настоящее время.
Мы видели, что спрос на энергию громаден. А каковы же возможности удовлетворения этой огромной потребности, каковы мировые энергетические ресурсы?
а) Горючие ископаемые
В настоящее время от 80 до 85 % всей вырабатываемой в мире энергии производится за счет сжигания так называемых горючих ископаемых: каменного угля, нефти, газа. Гидроэлектроэнергия, как и мускульная, покрывает лишь менее 21 % мировой потребности в энергии. Остальная часть общего количества энергии, то есть около 15 %, получается за счет сжигания дерева и отходов сельскохозяйственного производства. Мы видим, что доля всех других источников энергии, кроме горючих ископаемых, незначительна. Поскольку серьезного увеличения этой доли нельзя добиться даже для гидроэлектроэнергии, которая пока имеет весьма ограниченные возможности, для обеспечения постоянно растущего спроса на энергию нужно, чтобы доля горючих ископаемых продолжала повышаться.
До 1880 года основным видом топлива было дерево. Затем его сменил каменный уголь. До 1900 года каменный уголь обеспечивал 90 % всей вырабатываемой в мире энергии, однако в последующие годы его доля стала уменьшаться, а доля нефти, газа и воды — расти.
Согласно статистическим данным, мировая добыча угля в 1955 году составила примерно 1600 млн. т, превысив добычу предыдущего года на 8,3 %. За исключением Великобритании, добыча угля возросла во всех странах, обладающих крупными запасами каменного угля, и главным
По подсчетам ученых, общие запасы горючих ископаемых, имеющих промышленное значение, не превышают 50–100 Q. Если считать эти цифры точными и верить подсчетам будущих потребностей в энергии, то можно сделать вывод, что через несколько столетий все запасы горючих ископаемых, которые, по мнению геологов, накапливались в земной коре в течение 250 млн. лет, будут полностью исчерпаны.
Приведенные выше данные говорят о том, что в ближайшем будущем — для одних стран несколько раньше, для других несколько позже — произойдет разрыв между спросом на энергию и ее производством. Поэтому крайне необходимо отыскать новые источники энергии.
Для решения этого вопроса имеется много возможностей. Можно использовать энергию морских приливов и морских течений, геотермическую энергию, энергию ветра. Действительно, ведь именно благодаря рациональному использованию ветряной мельницы Голландия добилась в XVII веке такого расцвета. Но самые большие надежды возлагаются на использование солнечной энергии. Для того чтобы наглядно показать значение этого вида энергии, напомним, что солнечные лучи, падающие на Париж, должны приносить буквально за несколько мгновений 50 млн. квт лучистой энергии. Впрочем, до земли доходит лишь незначительная часть этой энергии, источник которой находится на удалении 150 млн. км от нашей планеты.
б) Ядерное горючее
Согласно статистике, мировые запасы урана и тория соответствуют энергии порядка 1500–2000 Q. Иными словами, ядерное горючее способно в самый короткий срок заменить обычные горючие ископаемые и обеспечить удовлетворение мировых потребностей в энергии в течение многих веков — конкретно этот срок будет зависеть от роста потребления энергии, который заранее предугадать очень трудно.
Содержание урана в руде, конечно, различно в зависимости от вида руды. По самой низкой оценке среднее содержание урана в верхних слоях земной коры равно одному грамму на тонну.
Следовательно, этого металла в земной коре содержится не меньше, чем меди, свинца или цинка, в 100 раз больше, чем серебра, и в 1000 раз больше, чем золота. Урановые руды встречаются довольно часто. Общее количество ядерного горючего в земной коре (считая ее толщину равной 60 км) оценивается в 100 триллионов тонн. Наиболее значительными месторождениями урановых руд являются залежи в Бельгийском Конго, в Иоахимстале и Колорадо. Кроме того, собираются начать разработку крупных месторождений в Канаде, Южной Африке и Австралии. Мировая добыча урановой руды в настоящее время составляет примерно 10 тыс. т. Специалисты считают, что сейчас можно добывать ежегодно 1 млн. т природного урана, причем добыча 1 кг урана обойдется около 10 тыс. франков.
Из этих руд получают металлический уран. После того как получен природный металлический уран, из него очень сложными способами (например, способом газовой диффузии) извлекаются изотопы, в том числе уран 235. Чтобы лучше понять трудности, связанные с разделением изотопов урана, нужно сравнить стоимость килограмма природного урана, равную 30–40 долларам, со стоимостью килограмма урана 235, достигающей 25 тыс. долларов. Строительство завода, производящего 3,35 т обогащенного до 90 % урана из 1000 т природного урана, обошлось бы в 160 млрд. франков!