„Jadrová energia“ – Hospodársky rast a energia GOELRO-2. Energetika a ekonomický rast Úloha jadrovej výroby. Ekonomický rast a energetika Inovatívny scenár Ministerstva hospodárskeho rozvoja a obchodu. Zdroj: Ministerstvo energetiky. Zdroj: Výskum Tomskej polytechnickej univerzity. Zvýšenie energetickej efektívnosti – úspora 360 – 430 miliónov toe Energetická náročnosť HDP za 20 – 59 – 60 % 07.

„Jadrové elektrárne v Rusku“ - prevádzkový diagram JE. Plávajúca jadrová elektráreň (FNPP). Princíp činnosti jadrových elektrární. Klasifikácia jadrových elektrární podľa druhu dodávanej energie. Klasifikácia jadrových elektrární podľa typu reaktora. Výroba elektriny v jadrových elektrárňach. Prevádzkovanie jadrových elektrární v Rusku. Charakteristika VVER-1000. Geografia plánovaného rozmiestnenia plávajúcich jadrových elektrární v Rusku. Navrhnuté jadrové elektrárne.

„Atómové nebezpečenstvo“ – pravdepodobnostná analýza jadrovej bezpečnosti. Neplatná zóna. Bezpečnosť a riziko. Pravdepodobnostná analýza. Analýza bezpečnosti RU. Analýza rizík. Distribúcia v rôznych oblastiach vedy. Metodika hodnotenia rizika. Výška rizika. Spoločenské hodnoty. Zahraničné prístupy k problému „rizika“. Zjednodušenie pravdepodobnostného prístupu.

„Jadrová energia Ruska“ - Je potrebné prejsť na suchý spôsob skladovania vyhoreného jadrového paliva. Stav a bezprostredné vyhliadky na rozvoj jadrová energia mier. Princíp inherentnej bezpečnosti: Rozvoj rádiochemickej výroby na prepracovanie paliva. Jadrový a radiačný bezpečnostný komplex (NRS). Vytvorenie alternatívnych dodávateľov základného vybavenia súčasným monopolistom.

„Problémy jadrovej energie“ - Problém rýchleho vyčerpania organických prírodných zdrojov energie je obzvlášť akútny. Klasifikácia jadrových reaktorov. 1 kg prírodného uránu nahradí 20 ton uhlia. Jadrová energia nespotrebováva kyslík a pri bežnej prevádzke má zanedbateľné emisie. Jadrová energia.

„Jadrová elektráreň“ - Prezentácia o fyzike na tému „Jadrová technológia“. Použité zdroje informácií. Palivový prvok (palivový prvok). Najznámejším reaktorom využívajúcim riadenú jadrovú fúziu je slnko. Na obrázku je znázornená schéma prevádzky jadrovej elektrárne. Fúzne reaktory. Jadrové elektrárne sa líšia typom reaktora a typom dodávanej energie.

Celkovo je 12 prezentácií

Široké využívanie jadrovej energie sa začalo vďaka vedeckému a technologickému pokroku nielen vo vojenskej oblasti, ale aj na mierové účely. Dnes sa bez neho v priemysle, energetike a medicíne nezaobíde.

Využitie jadrovej energie má však nielen výhody, ale aj nevýhody. V prvom rade ide o nebezpečenstvo žiarenia pre ľudí aj pre životné prostredie.

Využitie jadrovej energie sa rozvíja v dvoch smeroch: využitie v energetike a využitie rádioaktívnych izotopov.

Pôvodne sa mala atómová energia využívať len na vojenské účely a celý vývoj sa uberal týmto smerom.

Využitie jadrovej energie vo vojenskej sfére

Na výrobu jadrových zbraní sa používa veľké množstvo vysoko aktívnych materiálov. Odborníci odhadujú, že jadrové hlavice obsahujú niekoľko ton plutónia.

O jadrových zbraniach sa uvažuje, pretože spôsobujú ničenie na rozsiahlych územiach.

Jadrové zbrane sa na základe ich doletu a nabíjacieho výkonu delia na:

• Taktické.
• Operačno-taktické.
• Strategický.

Jadrové zbrane sa delia na atómové a vodíkové. Jadrové zbrane sú založené na nekontrolovaných reťazových reakciách štiepenia ťažkých jadier a reakciách Na reťazovú reakciu sa používa urán alebo plutónium.

Skladovanie takého veľkého množstva nebezpečných materiálov je veľkou hrozbou pre ľudstvo. A využívanie jadrovej energie na vojenské účely môže viesť k strašným následkom.

Jadrové zbrane boli prvýkrát použité v roku 1945 pri útoku na japonské mestá Hirošima a Nagasaki. Následky tohto útoku boli katastrofálne. Ako je známe, išlo o prvé a posledné využitie jadrovej energie vo vojne.

Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu (MAAE)

MAAE bola vytvorená v roku 1957 s cieľom rozvíjať spoluprácu medzi krajinami v oblasti využívania atómovej energie na mierové účely. Agentúra od začiatku realizuje program jadrovej bezpečnosti a ochrany životného prostredia.

Ale najviac hlavná funkcia- ide o kontrolu aktivít krajín v jadrovej oblasti. Organizácia zabezpečuje, aby k rozvoju a využívaniu jadrovej energie dochádzalo len na mierové účely.

Účelom tohto programu je poskytnúť bezpečné používanie jadrová energia, ochrana ľudí a životného prostredia pred účinkami žiarenia. Agentúra skúmala aj následky havárie v jadrovej elektrárni v Černobyle.

Agentúra tiež podporuje štúdium, vývoj a využitie jadrovej energie na mierové účely a pôsobí ako sprostredkovateľ pri výmene služieb a materiálov medzi členmi agentúry.

MAAE spolu s OSN definuje a stanovuje štandardy v oblasti bezpečnosti a ochrany zdravia.

Jadrová energia

V druhej polovici štyridsiatych rokov dvadsiateho storočia začali sovietski vedci vyvíjať prvé projekty na mierové využitie atómu. Hlavným smerom tohto vývoja bola elektroenergetika.

A v roku 1954 bola postavená stanica v ZSSR. Potom sa v USA, Veľkej Británii, Nemecku a Francúzsku začali rozvíjať programy pre rýchly rast jadrovej energie. Väčšina z nich však nebola realizovaná. Ako sa ukázalo, jadrová elektráreň nemohla konkurovať staniciam, ktoré bežia na uhlí, plyn a vykurovací olej.

Ale po začiatku globálnej energetickej krízy a náraste cien ropy sa dopyt po jadrovej energii zvýšil. V 70. rokoch minulého storočia odborníci verili, že výkon všetkých jadrových elektrární dokáže nahradiť polovicu elektrární.

V polovici 80. rokov sa rast jadrovej energetiky opäť spomalil a krajiny začali prehodnocovať plány na výstavbu nových jadrových elektrární. Prispeli k tomu politiky úspor energie a nižšie ceny ropy, ako aj katastrofa na černobyľskej stanici, ktorá Negatívne dôsledky nielen pre Ukrajinu.

Potom niektoré krajiny úplne prestali stavať a prevádzkovať jadrové elektrárne.

Jadrová energia pre vesmírne lety

Viac ako tri desiatky jadrových reaktorov leteli do vesmíru a slúžili na výrobu energie.

Američania prvýkrát použili jadrový reaktor vo vesmíre v roku 1965. Ako palivo bol použitý urán-235. Pracoval 43 dní.

V Sovietskom zväze bol spustený reaktor Romashka v Ústave pre atómovú energiu. Mal byť použitý na kozmická loď spolu s Ale po všetkých testoch nebol nikdy vypustený do vesmíru.

Ďalšie jadrové zariadenie Buk bolo použité na radarovom prieskumnom satelite. Prvé zariadenie bolo vypustené v roku 1970 z kozmodrómu Bajkonur.

Roskosmos a Rosatom dnes navrhujú navrhnúť vesmírna loď, ktorý bude vybavený jadrovým raketový motor a budú môcť dosiahnuť Mesiac a Mars. Ale zatiaľ je to všetko v štádiu návrhu.

Aplikácia jadrovej energie v priemysle

Jadrová energia sa využíva na zvýšenie citlivosti chemickej analýzy a výroby čpavku, vodíka a iných chemikálií používaných na výrobu hnojív.

Jadrová energia, ktorého použitie v chemickom priemysle umožňuje získať nové chemické prvky a pomáha obnoviť procesy, ktoré sa vyskytujú v zemskej kôre.

Jadrová energia sa využíva aj na odsoľovanie slanej vody. Aplikácia v metalurgii železa umožňuje získavanie železa zo železnej rudy. Vo farbe - používa sa na výrobu hliníka.

Využitie jadrovej energie v poľnohospodárstve

Aplikácia jadrovej energie v poľnohospodárstvo rieši chovateľské problémy a pomáha pri kontrole škodcov.

Jadrová energia sa využíva na vyvolanie mutácií v semenách. To sa robí s cieľom získať nové odrody, ktoré produkujú väčší výnos a sú odolné voči chorobám plodín. Viac ako polovica pšenice pestovanej v Taliansku na výrobu cestovín bola teda vyšľachtená prostredníctvom mutácií.

Na stanovenie sa používajú aj rádioizotopy najlepšie spôsoby aplikácia hnojív. Napríklad s ich pomocou sa zistilo, že pri pestovaní ryže je možné znížiť aplikáciu dusíkaté hnojivá. Tým sa ušetrili nielen peniaze, ale aj životné prostredie.

Trochu zvláštnym využitím jadrovej energie je ožarovanie lariev hmyzu. Deje sa tak, aby sa odstránili spôsobom šetrným k životnému prostrediu. V tomto prípade hmyz vychádzajúci z ožiarených lariev nemá potomstvo, ale v iných ohľadoch je celkom normálny.

Nukleárna medicína

Medicína používa rádioaktívne izotopy na stanovenie presnej diagnózy. Lekárske izotopy majú krátky polčas rozpadu a nepredstavujú zvláštne nebezpečenstvo pre ostatných ani pre pacienta.

Ďalšia aplikácia jadrovej energie v medicíne bola objavená pomerne nedávno. Ide o pozitrónovú emisnú tomografiu. Môže pomôcť odhaliť rakovinu v počiatočných štádiách.

Aplikácia jadrovej energie v doprave

Začiatkom 50. rokov minulého storočia sa uskutočnili pokusy o vytvorenie tanku na jadrový pohon. Vývoj sa začal v USA, no projekt sa nikdy nepodarilo uviesť do života. Hlavne kvôli tomu, že v týchto tankoch nedokázali vyriešiť problém tienenia posádky.

Slávna spoločnosť Ford pracovala na aute, ktoré by poháňalo jadrovú energiu. Ale výroba takéhoto stroja nepresiahla rámec makety.

Ide o to, že jadrové zariadenie zabralo veľa miesta a auto sa ukázalo byť veľmi veľké. Kompaktné reaktory sa nikdy neobjavili, a tak bol ambiciózny projekt zrušený.

Pravdepodobne najznámejšou dopravou, ktorá jazdí na jadrovú energiu, sú rôzne lode na vojenské aj civilné účely:

• Prepravné plavidlá.
• Lietadlové lode.
• ponorky.
• Krížniky.
• Jadrové ponorky.

Výhody a nevýhody využívania jadrovej energie

Dnes je podiel celosvetovej výroby energie približne 17 percent. Hoci ho ľudstvo využíva, jeho zásoby nie sú nekonečné.

Preto ako Alternatívna možnosť, používané Ale proces jeho získavania a používania je spojený s veľkým rizikom pre život a životné prostredie.

Samozrejme, jadrové reaktory sa neustále vylepšujú, prijímajú sa všetky možné bezpečnostné opatrenia, no niekedy to nestačí. Príkladom sú havárie v Černobyle a Fukušime.

Na jednej strane správne fungujúci reaktor nevyžaruje životné prostrediežiadne žiarenie, zatiaľ čo z tepelných elektrární sa dostáva do atmosféry veľké množstvo škodlivé látky.

Najväčšie nebezpečenstvo predstavuje vyhoreté palivo, jeho prepracovanie a skladovanie. Pretože dodnes nebol úplne vynájdený bezpečným spôsobom likvidácia jadrového odpadu.

Mestská štátna vzdelávacia inštitúcia

Klimščinskaja stredná škola

Jadrová energia: klady a zápory

výskumu vo fyzike

Serkov Vadim,

Žiak 10. ročníka

vedúci: Golubtsová Irina

Viktorovna, učiteľka fyziky

Klimščina

2016

Obsah

ja.Úvod................................................................ ...................................................... ...........3

II.Hlavná časť

Jadrová energia ……………………………………………………… 4

1.1. Tvorba atómovej energie………………………………………………4

1.2. História rozvoja jadrovej energetiky………………………………..7

1.3.Ekonomický význam energie…………………………………10

1.4. Objemy výroby jadrovej elektriny. ……………12

1.5.Výhody jadrovej energie………………………………………………...14

1.6 Nevýhody jadrovej energie……………………………………….15

2.Výsledky sociologického prieskumu………………………………………19

III.Záver…………………………………………………………………..22

IV.Zoznam použitej literatúry……………………………………….24

Úvod

26. apríla uplynie 30 rokov od katastrofy v jadrovej elektrárni v Černobyle.

Obrovské množstvo rádioaktívnych látok vyletelo na oblohu a rozptýlilo sa. Ľudia v Černobyle boli vystavení 90-krát väčšej radiácii, ako keď padla bomba na Hirošimu. Podľa odhadov Ruská akadémia vedy, Černobyľská katastrofa malo za následok smrť 60 tisíc ľudí v Rusku a 140 tisíc v Bielorusku a na Ukrajine. 30 rokov - dlhý termín pre človeka, ale nie pre ľudstvo. Táto tragédia prinútila ľudí uvažovať: „Je jadrová energia dobrá alebo zlá?

Aj na túto otázku som sa snažil nájsť odpoveď, aby som v budúcnosti pomohol svojim rovesníkom pochopiť ju.

Účel štúdie:identifikovať postoje ľudí k jadrovej energii.

Úlohy:

- štúdium procesov získavania atómovej energie

Štúdium histórie rozvoja jadrovej energetiky

Skúmanie významu jadrovej energie

Identifikácia problémov jadrovej energie

Vývoj diagnostického materiálu pre výskumný problém

Vykonávanie sociálneho prieskumu medzi ľuďmi rôzneho veku

Analýza výsledkov sociálneho prieskumu

Predmet štúdia:ľudský postoj k otázkam jadrovej energie

1.Jadrová energia

1.1.Získanie atómovej energie

Jadrový energie ( jadrová energia ) je priemyselenergie , zaoberajúca sa výrobou elektrickej a tepelnej energie premenou jadrovej energie.

Zvyčajne sa používa na výrobu jadrovej energie alebo . Jadrá sa pri zásahu rozdelili to produkuje nové neutróny a štiepne fragmenty. Štiepne neutróny a štiepne fragmenty majú veľ . V dôsledku zrážok fragmentov s inými atómami sa táto kinetická energia rýchlo premieňa na .

Palivový cyklus

Jadrová energia je založená na využití , súboru priemyselných procesov, ktoré tvoria cyklus jadrového paliva. Aj keď existujú rôzne typy palivových cyklov, v závislosti od typu reaktora a charakteristík konečnej fázy cyklu, vo všeobecnosti existujú spoločné stupne.

Ťažba uránovej rudy.

Drvenie uránovej rudy

Separácia oxidu uraničitého, tzv. žltá merlúza ide na smetisko.

Premena na plyn.

Proces zvyšovania koncentrácie uránu-235 sa vykonáva v špeciálnych zariadeniach na separáciu izotopov.

Rekonverzia hexafluoridu uránu na oxid uraničitý vo forme palivových peliet.

Výroba palivových článkov (skr.) z peliet, ktoré sa v zostavenej forme zavádzajú do aktívnej zóny jadrového reaktora jadrovej elektrárne.

Extrakcia.

Chladenie vyhoreného paliva.

Likvidácia vyhoreného paliva v špeciálnom sklade.

Počas prevádzky v procesoch Údržba Výsledný nízkoaktívny odpad sa odstráni. Po skončení životnosti sa samotný reaktor demontuje a je sprevádzaná dekontamináciou a likvidáciou častí reaktora.

Nukleárny reaktor

Nukleárny reaktor - zariadenie určené na organizáciu riadeného samoudržiavacieho systému, ktorý je vždy sprevádzaný uvoľňovaním energie.

Prvý jadrový reaktor bol postavený a spustený v decembri 1942 pod vedením o. Prvý reaktor postavený mimo USA bol spustený v r. V Európe bol prvým jadrovým reaktorom zariadenie, ktoré pod vedením začalo fungovať v Moskve. Vo svete už fungovalo asi sto jadrových reaktorov rôznych typov.

Existovať odlišné typy reaktory, hlavné rozdiely v nich spočívajú v použitom palive a chladive použitom na udržanie požadovanej teploty aktívnej zóny a v moderátori používanom na zníženie rýchlosti neutrónov, ktoré sa uvoľňujú v dôsledku rozpadu jadra, na udržanie požadovaná rýchlosť reťazová reakcia.

Najbežnejším typom je ľahkovodný reaktor, ktorý ako palivo využíva obohatený urán a ako chladivo aj moderátor používa obyčajnú alebo „ľahkú“ vodu. Má dve hlavné odrody:

1. Kde sa priamo v jadre vytvára rotujúca para.

   Kde sa para vytvára v okruhu pripojenom k ​​aktívnej zóne pomocou výmenníkov tepla a parogenerátorov.

Grafitový moderátor sa stal rozšíreným vďaka svojej schopnosti efektívne vyrábať plutónium na zbrane a schopnosti využívať neobohatený urán.

Ako chladivo aj moderátor sa používa ťažká voda a palivom je neobohatený urán, používaný najmä v Kanade, ktorá má vlastné ložiská uránových rúd.

1.2.História rozvoja jadrovej energetiky

Prvá reťazová reakcia jadrového štiepenia sa uskutočnila 2. decembra 1942 s použitím uránu ako paliva a grafitu ako moderátora. Prvá elektrická energia z energie jadrového rozpadu bola vyrobená 20. decembra 1951 v národnom laboratóriu v Idahu pomocou rýchleho množivého reaktora EBR-I (Experimental Breeder Reactor-I). Produkovaný výkon bol približne 100 kW.

9. mája 1954 bola v jadrovom reaktore v meste dosiahnutá stabilná jadrová reťazová reakcia. Reaktor s výkonom 5 MW pracoval na obohatenom uráne s grafitom ako moderátorom a na chladenie sa používala voda s normálnym izotopovým zložením. 26. júna o 17:30 sa tu vyrobená energia začala dodávať spotrebiteľom.

Jadrová elektráreň (JE) - na výrobu v určených režimoch a podmienkach používania, nachádza sa na území vymedzenom projektom, v ktorom (reaktory) a súborom potrebných systémov, zariadení, zariadení a konštrukcií s potrebnými pracovníkmi (), určených na výroba elektrickej energie, sa využívajú na tento účel.

Energia jadrového transportu

Loď s jadrovým pohonom (jadrová loď) – všeobecný názov pre loď, ktorá zabezpečuje pohon plavidla. Rozlišujú sa lode s jadrovým pohonom: civilné (dopravné lode) a lode s jadrovým pohonom (ťažké).

Vojnové lode - jadrové a a prvá lietadlová loď na svete , najdlhšia vojenská vojna na svete, v roku 1964 počas rekordu cestu okolo sveta, počas ktorého prešli 49 190 km za 65 dní bez tankovania.

V decembri 1954 bol uvedený do prevádzky prvý.

Rus 1994

V roku 1958 začala prvá etapa druhej sovietskej jadrovej elektrárne vyrábať elektrinu s výkonom 100 MW. V roku 1959 bolo spustené prvé nevojenské plavidlo na svete s jadrovým pohonom.

Jadrová energetika ako nový smer v energetike bola uznaná na 1. medzinárodnej vedecko-technickej konferencii o mierovom využívaní atómovej energie, ktorá sa konala v Ženeve v auguste 1955, čím sa začala medzinárodná spolupráca v oblasti mierového využívania jadrovej energie. energie.

Začiatkom 70. rokov 20. storočia boli viditeľné predpoklady pre rozvoj jadrovej energetiky. Dopyt po elektrine rástol, hydroenergetické zdroje väčšiny vyspelých krajín boli takmer úplne využité a adekvátne tomu rástli ceny základných druhov palív.

V roku 1975 sa začala výstavba jadrovej elektrárne v regióne Smolensk (Desnogorsk), ktorá bola uvedená do prevádzky v roku 1982.

V SAPP sú v komerčnej prevádzke tri s uránovo-grafitovými kanálovými reaktormi . Elektrická energia každá pohonná jednotka - 1 GW, tepelná 3,2 GW. Pohonné jednotky s reaktormi RBMK-1000 sú jednookruhové. Komunikácia s vykonaná šiestimi napätie 330 kV (Roslavl-1, 2), 500 kV ( , ), 750 kV (Novo-Bryansk, Belorusskaya).

1.3.Ekonomický význam jadrovej energie

Podiel jadrovej energie na celkovej výrobe elektriny v rôznych krajinách.

V roku 2014 jadrová energia zabezpečovala 2,6 % všetkej energie spotrebovanej ľudstvom. Sektor jadrovej energetiky je najvýznamnejší v priemyselných krajinách, kde je nedostatok prírodných zdrojov a. Tieto krajiny vyrábajú od 20 do 74 % (vo Francúzsku) elektriny za .

V roku 2013 sa celosvetová produkcia jadrovej energie prvýkrát od roku 2010 zvýšila – v porovnaní s rokom 2012 došlo k nárastu o 0,5 % – na 6,55 miliardy MWh (562,9 milióna ton ropného ekvivalentu). Najväčšia spotreba energie z jadrových elektrární bola v roku 2013 v USA – 187,9 milióna ton ropného ekvivalentu. V Rusku spotreba predstavovala 39,1 milióna ton ropného ekvivalentu, v Číne - 25 miliónov ton ropného ekvivalentu, v Indii - 7,5 milióna ton.

Podľa správy (MAAE) bolo v roku 2013 v prevádzke 436 jadrových zariadeníenergie , teda výrobu recyklovateľných elektrických a/alebo termálna energia, reaktory v 31 krajinách sveta (okrem energetických aj výskumné a niektoré ďalšie).

Približne polovica svetovej výroby jadrovej energie pochádza z dvoch krajín – USA a Francúzska. Jadrové elektrárne vyrábajú len 1/8 elektriny, čo však predstavuje asi 20 % celosvetovej produkcie.

Absolútnym lídrom vo využívaní jadrovej energie bol. Jediný nachádzajúci sa na jej území vyrobil viac elektrickej energie, ako spotrebovala celá republika (napr. Litva v roku 2003 vyrobila celkovo 19,2 mld. , z toho 15,5 JE Ignalina). Keďže ho bolo prebytok (a v Litve sú aj ďalšie elektrárne), „extra“ energia bola odoslaná na export.
Avšak pod tlakom (kvôli pochybnostiam o jej bezpečnosti - JE využíval energetické bloky rovnakého typu ako) bola JE Ignalina nakoniec zatvorená (uskutočnili sa pokusy zabezpečiť pokračovanie prevádzky stanice aj po roku 2009, ale neúspešne) , teraz Rieši sa otázka výstavby modernej jadrovej elektrárne na tom istom mieste.

1.4.Objem výroby jadrovej energie podľa krajín

Krajiny s jadrovými elektrárňami.

Prevádzkujú sa jadrové elektrárne a budujú sa nové energetické bloky. Jadrové elektrárne sú v prevádzke a plánuje sa výstavba nových blokov. Nie sú tam jadrové elektrárne, stavajú sa stanice. Nie sú tam jadrové elektrárne, plánuje sa výstavba nových blokov elektrárne. Jadrové elektrárne sú v prevádzke, výstavba nových blokov sa zatiaľ neplánuje. Jadrové elektrárne sú v prevádzke a uvažuje sa o znížení ich počtu. Civilná jadrová energia je zákonom zakázaná. Žiadna jadrová elektráreň.

V roku 2014 vyrobili svetové jadrové elektrárne celkovo 2 410 kusov energie, čo predstavovalo 10,8 % celosvetovej výroby elektriny.

Svetovými lídrami vo výrobe jadrovej energie za rok 2014 sú:

Aplikácia jadrovej energie v modernom svete sa ukáže byť taká dôležitá, že ak by sme sa zajtra zobudili a energia z jadrovej reakcie zmizla, svet, ako ho poznáme, by pravdepodobne prestal existovať. Mier tvorí základ priemyselnej výroby a života v krajinách ako Francúzsko a Japonsko, Nemecko a Veľká Británia, USA a Rusko. A ak sú posledné dve krajiny stále schopné nahradiť jadrové zdroje tepelnými stanicami, tak pre Francúzsko alebo Japonsko je to jednoducho nemožné.

Využívanie jadrovej energie spôsobuje mnohé problémy. V podstate všetky tieto problémy súvisia s využívaním komunikačnej energie vo svoj prospech atómové jadro(ktorú nazývame jadrová energia), človek dostáva značné zlo v podobe vysoko rádioaktívneho odpadu, ktorý nie je možné len tak vyhodiť. Odpad z jadrových zdrojov je potrebné spracovať, prepraviť, zakopať a dlhodobo skladovať v bezpečných podmienkach.

Klady a zápory, výhody a škody využívania jadrovej energie

Uvažujme o výhodách a nevýhodách využívania atómovej a jadrovej energie, ich výhodách, škodách a význame v živote ľudstva. Je zrejmé, že jadrovú energiu dnes potrebujú len priemyselné krajiny. To znamená, že mierová jadrová energia sa používa najmä v zariadeniach, ako sú továrne, spracovateľské závody atď. Práve energeticky náročné odvetvia, ktoré sú vzdialené od zdrojov lacnej elektriny (ako vodné elektrárne), využívajú jadrové elektrárne na zabezpečenie a rozvoj svojich vnútorných procesov.

Agrárne regióny a mestá jadrovú energiu veľmi nepotrebujú. Je celkom možné ho nahradiť termálnymi a inými stanicami. Ukazuje sa, že ovládnutie, získavanie, vývoj, výroba a využívanie jadrovej energie je z väčšej časti zamerané na uspokojenie našich potrieb v oblasti priemyselných produktov. Pozrime sa, aké sú to odvetvia: automobilový priemysel, vojenská výroba, hutníctvo, chemický priemysel, ropný a plynárenský komplex atď.

Chce moderný človek jazdiť na novom aute? Chcete sa obliecť do módnej syntetiky, jesť syntetiku a všetko zabaliť do syntetiky? Chce svetlý tovar rôzne formy a veľkosti? Chcete všetky nové telefóny, televízory, počítače? Chcete veľa nakupovať a často meniť vybavenie okolo seba? Chcete jesť chutné chemické potraviny z farebných obalov? Chcete žiť v mieri? Chcete počuť sladké prejavy z televíznej obrazovky? Chce, aby tam bolo veľa tankov, ako aj rakiet a krížnikov, ako aj nábojov a zbraní?

A dostane to všetko. Nezáleží na tom, že rozpor medzi slovom a skutkom nakoniec vedie k vojne. Nezáleží na tom, že jeho recyklácia si vyžaduje aj energiu. Zatiaľ je muž pokojný. Je, pije, chodí do práce, predáva a nakupuje.

A to všetko si vyžaduje energiu. A to si tiež vyžaduje veľa ropy, plynu, kovu atď. A všetky tieto priemyselné procesy potrebujú jadrovú energiu. Preto, bez ohľadu na to, čo si kto hovorí, kým nebude uvedený do výroby prvý priemyselný termonukleárny fúzny reaktor, jadrová energetika sa bude len rozvíjať.

Ako výhody jadrovej energie môžeme pokojne vymenovať všetko, na čo sme zvyknutí. Negatívom je smutná vyhliadka na bezprostrednú smrť v dôsledku kolapsu vyčerpania zdrojov, problémov s jadrovým odpadom, populačného rastu a degradácie ornej pôdy. Inými slovami, jadrová energia umožnila človeku začať ešte viac preberať kontrolu nad prírodou a znásilňovať ju až do takej miery, že za pár desaťročí prekonal hranicu reprodukcie základných zdrojov a odštartoval proces kolapsu spotreby medzi rokom 2000. a 2010. Tento proces už objektívne nezávisí od človeka.

Každý bude musieť menej jesť, menej žiť a menej si užívať okolitá príroda. Tu je ďalšie plus alebo mínus jadrovej energie, a to, že krajiny, ktoré zvládli atóm, budú môcť efektívnejšie prerozdeľovať vzácne zdroje tých, ktorí atóm nezvládli. Navyše iba rozvoj programu termonukleárnej fúzie umožní ľudstvu jednoducho prežiť. Teraz si podrobne vysvetlíme, o aký druh „šelmy“ ide - atómová (jadrová) energia a s čím sa konzumuje.

Hmotnosť, hmota a atómová (jadrová) energia

Často počujeme tvrdenie, že „hmotnosť a energia sú to isté“, alebo také úsudky, že výraz E = mc2 vysvetľuje výbuch atómovej (jadrovej) bomby. Teraz, keď ste prvýkrát pochopili jadrovú energiu a jej aplikácie, bolo by skutočne nerozumné zmiasť vás tvrdeniami ako „hmotnosť rovná sa energia“. V každom prípade tento spôsob interpretácie veľkého objavu nie je najlepší. Zjavne ide len o dôvtip mladých reformistov, „Galilejčanov novej doby“. V skutočnosti predpoveď teórie, ktorá bola overená mnohými experimentmi, hovorí len o tom, že energia má hmotnosť.

Teraz si to vysvetlíme moderná pointa zobraziť a poskytnúť krátky prehľad o histórii jeho vývoja.
Keď sa energia akéhokoľvek hmotného telesa zvýši, jeho hmotnosť sa zvýši a túto dodatočnú hmotnosť pripisujeme nárastu energie. Napríklad, keď sa absorbuje žiarenie, absorbér sa zahrieva a jeho hmotnosť sa zvyšuje. Nárast je však taký malý, že zostáva mimo presnosť meraní pri bežných experimentoch. Naopak, ak látka vyžaruje žiarenie, potom stratí kvapku svojej hmoty, ktorú žiarenie odnesie. Vynára sa širšia otázka: nie je celá hmota určená energiou, t. j. nie je vo všetkej hmote obsiahnutá obrovská zásoba energie? Pred mnohými rokmi na to pozitívne reagovali rádioaktívne premeny. Pri rozpade rádioaktívneho atómu sa uvoľní obrovské množstvo energie (väčšinou vo forme kinetickej energie) a malá časť hmoty atómu zmizne. Merania to jasne ukazujú. Energia teda so sebou unáša hmotu, čím sa hmotnosť hmoty znižuje.

V dôsledku toho je časť hmoty hmoty zameniteľná s hmotou žiarenia, kinetickej energie atď. Preto hovoríme: „energia a hmota sú čiastočne schopné vzájomných premien“. Navyše teraz môžeme vytvárať častice hmoty, ktoré majú hmotnosť a sú schopné úplne sa premeniť na žiarenie, ktoré má tiež hmotnosť. Energia tohto žiarenia sa môže premeniť na iné formy a preniesť na ne svoju hmotnosť. Naopak, žiarenie sa môže zmeniť na častice hmoty. Takže namiesto „energia má hmotnosť“ môžeme povedať „častice hmoty a žiarenia sú vzájomne premeniteľné, a teda schopné vzájomnej premeny s inými formami energie“. Toto je vytváranie a ničenie hmoty. K takýmto ničivým udalostiam nemôže dôjsť v oblasti bežnej fyziky, chémie a techniky, treba ich hľadať buď v mikroskopických, ale aktívnych procesoch, ktoré skúma jadrová fyzika, alebo vo vysokoteplotnom tégliku atómových bômb, v Slnku a hviezdach. Bolo by však nerozumné povedať, že „energia je hmota“. Hovoríme: „Energia, podobne ako hmota, má hmotnosť“.

Hmotnosť bežnej hmoty

Hovoríme, že hmotnosť bežnej hmoty obsahuje v sebe obrovskú zásobu vnútornej energie, ktorá sa rovná súčinu hmotnosti (rýchlosti svetla)2. Ale táto energia je obsiahnutá v hmote a nemôže byť uvoľnená bez toho, aby zmizla aspoň jej časť. Ako niečo také vzniklo? úžasný nápad a prečo to nebolo otvorené skôr? Bolo to navrhnuté už skôr - experiment a teória v rôznych formách - ale až do dvadsiateho storočia nebola zmena energie pozorovaná, pretože v bežných experimentoch zodpovedá neuveriteľne malej zmene hmotnosti. Teraz sme si však istí, že letiaca guľka má vďaka svojej kinetickej energii dodatočnú hmotnosť. Aj pri rýchlosti 5 000 m/s bude mať guľka, ktorá v pokoji vážila presne 1 g, celkovú hmotnosť 1,00000000001 g, do biela rozžeravená platina s hmotnosťou 1 kg pridá iba 0,000000000004 kg a prakticky žiadne váženie ich nebude môcť zaregistrovať. zmeny. Až keď sa z atómového jadra uvoľnia obrovské zásoby energie, alebo keď sa atómové „projektily“ zrýchlia na rýchlosť blízku rýchlosti svetla, začne sa masť energie prejavovať.

Na druhej strane aj nepatrný rozdiel v hmotnosti znamená možnosť uvoľnenia obrovského množstva energie. Atómy vodíka a hélia teda majú relatívne hmotnosti 1,008 a 4,004. Ak by sa štyri jadrá vodíka mohli spojiť do jedného jadra hélia, hmotnosť 4,032 by sa zmenila na 4,004. Rozdiel je malý, iba 0,028 alebo 0,7 %. Znamenalo by to však gigantické uvoľnenie energie (hlavne vo forme žiarenia). 4,032 kg vodíka by vyprodukovalo 0,028 kg žiarenia, ktoré by malo energiu asi 600000000000 Cal.

Porovnajte to so 140 000 cal uvoľnenými, keď sa rovnaké množstvo vodíka spojí s kyslíkom pri chemickom výbuchu.
Bežná kinetická energia významne prispieva k hmotnosti veľmi rýchlych protónov produkovaných v cyklotrónoch, čo spôsobuje ťažkosti pri práci s takýmito strojmi.

Prečo stále veríme, že E=mс2

Teraz to vnímame ako priamy dôsledok teórie relativity, no prvé podozrenia sa objavili koncom 19. storočia v súvislosti s vlastnosťami žiarenia. Vtedy sa zdalo pravdepodobné, že žiarenie má hmotnosť. A keďže sa žiarenie nesie, akoby na krídlach, rýchlosťou s energiou, alebo skôr je to samotná energia, objavil sa príklad hmoty, ktorá patrí k niečomu „nehmotnému“. Predpovedali to experimentálne zákony elektromagnetizmu elektromagnetické vlny musí mať "hmotnosť". Ale pred vytvorením teórie relativity mohla iba neskrotná predstavivosť rozšíriť pomer m=E/c2 na iné formy energie.

Všetky odrody elektromagnetická radiácia(rádiové vlny, infračervené, viditeľné a ultrafialové svetlo atď.) sa vyznačujú niekt spoločné znaky: Všetky sa šíria v prázdnote rovnakou rýchlosťou a všetky nesú energiu a hybnosť. Svetlo a iné žiarenie si predstavujeme vo forme vĺn, ktoré sa šíria vysokou, ale istou rýchlosťou c = 3*108 m/sec. Keď svetlo dopadá na absorbujúci povrch, vytvára sa teplo, čo naznačuje, že prúd svetla nesie energiu. Táto energia sa musí šíriť spolu s prúdením rovnakou rýchlosťou svetla. V skutočnosti sa rýchlosť svetla meria presne týmto spôsobom: v čase, keď potrebuje časť svetelnej energie na prekonanie veľkej vzdialenosti.

Keď svetlo dopadne na povrch niektorých kovov, vyradí elektróny, ktoré vyletia von, ako keby ich zasiahla kompaktná guľa. , je zjavne distribuovaný v koncentrovaných častiach, ktoré nazývame „kvantá“. Toto je kvantová povaha žiarenia, napriek tomu, že tieto časti sú zjavne vytvorené vlnami. Každý kúsok svetla s rovnakou vlnovou dĺžkou má rovnakú energiu, určité „kvantum“ energie. Takéto časti sa rútia rýchlosťou svetla (v skutočnosti sú svetlom), prenášajú energiu a hybnosť (hybnosť). To všetko umožňuje prisúdiť žiareniu určitú hmotnosť – každej porcii je priradená určitá hmotnosť.

Pri odraze svetla od zrkadla sa neuvoľňuje teplo, pretože odrazený lúč odnáša všetku energiu, ale zrkadlo je vystavené tlaku podobnému tlaku elastických guľôčok alebo molekúl. Ak svetlo dopadá namiesto zrkadla na čierny absorbujúci povrch, tlak sa zníži na polovicu. To znamená, že lúč nesie množstvo pohybu otáčaného zrkadlom. Preto sa svetlo správa tak, ako keby malo hmotnosť. Existuje však nejaký iný spôsob, ako zistiť, že niečo má hmotnosť? Existuje hmotnosť sama o sebe, ako je dĺžka, zelená farba alebo voda? Alebo je to umelý koncept definovaný správaním ako Skromnosť? Omša je nám v skutočnosti známa v troch prejavoch:

• A. Vágne tvrdenie charakterizujúce množstvo „látky“ (hmotnosť z tohto pohľadu je vlastná hmote – entite, ktorú môžeme vidieť, dotýkať sa, tlačiť).
• B. Určité tvrdenia, ktoré ho spájajú s inými fyzikálnymi veličinami.
• B. Omša sa zachováva.

Zostáva určiť hmotnosť z hľadiska hybnosti a energie. Potom každá pohybujúca sa vec s hybnosťou a energiou musí mať „hmotnosť“. Jeho hmotnosť by mala byť (hybnosť)/(rýchlosť).

Teória relativity

Túžba spojiť sériu experimentálnych paradoxov týkajúcich sa absolútneho priestoru a času dala vzniknúť teórii relativity. Dva druhy experimentov so svetlom poskytli protichodné výsledky a experimenty s elektrinou tento konflikt ešte viac prehĺbili. Potom Einstein navrhol zmenu jednoduchých geometrických pravidiel na pridávanie vektorov. Táto zmena je podstatou jeho „špeciálnej teórie relativity“.

Pre nízke rýchlosti (od najpomalšieho slimáka po najrýchlejšiu z rakiet) nová teória v súlade so starým.
Pri vysokých rýchlostiach, porovnateľných s rýchlosťou svetla, je naše meranie dĺžok alebo času modifikované pohybom telesa voči pozorovateľovi, najmä hmotnosť telesa je tým väčšia, čím rýchlejšie sa pohybuje.

Potom teória relativity vyhlásila, že tento nárast hmotnosti je úplne všeobecný. Pri bežných rýchlostiach nedochádza k žiadnej zmene a až pri rýchlosti 100 000 000 km/h sa hmotnosť zvýši o 1 %. Avšak pre elektróny a protóny emitované z rádioaktívnych atómov alebo moderných urýchľovačov dosahuje 10, 100, 1000 %…. Experimenty s takýmito vysokoenergetickými časticami poskytujú vynikajúce potvrdenie vzťahu medzi hmotnosťou a rýchlosťou.

Na druhom okraji je žiarenie, ktoré nemá žiadnu pokojovú hmotnosť. Nie je to látka a nemôže byť udržiavaná v pokoji; jednoducho má hmotnosť a pohybuje sa rýchlosťou c, takže jeho energia sa rovná mc2. O kvantách ako o fotónoch hovoríme vtedy, keď si chceme všimnúť správanie svetla ako prúdu častíc. Každý fotón má určitú hmotnosť m, určitú energiu E=mс2 a hybnosť (hybnosť).

Jadrové transformácie

Pri niektorých experimentoch s jadrami sa hmotnosti atómov po prudkých explóziách nezhodujú s rovnakou celkovou hmotnosťou. Uvoľnená energia nesie so sebou nejakú časť hmoty; zdá sa, že chýbajúci kúsok atómového materiálu zmizol. Ak však k nameranej energii priradíme hmotnosť E/c2, zistíme, že hmotnosť je zachovaná.

Anihilácia hmoty

Sme zvyknutí chápať hmotnosť ako nevyhnutnú vlastnosť hmoty, takže prechod hmoty z hmoty do žiarenia – z lampy na unikajúci lúč svetla – vyzerá takmer ako deštrukcia hmoty. Ešte jeden krok – a s prekvapením zistíme, čo sa vlastne deje: pozitívne a negatívne elektróny, častice hmoty, ktoré sa spájajú, sa úplne premenia na žiarenie. Hmotnosť ich hmoty sa mení na rovnakú hmotnosť žiarenia. Toto je prípad zmiznutia hmoty v tom najdoslovnejšom zmysle. Ako v ohnisku, v záblesku svetla.

Merania ukazujú, že (energia, žiarenie počas anihilácie)/c2 sa rovná celkovej hmotnosti oboch elektrónov – kladného aj záporného. Antiprotón sa spája s protónom a anihiluje, pričom zvyčajne uvoľňuje ľahšie častice s vysokou kinetickou energiou.

Tvorba hmoty

Teraz, keď sme sa naučili riadiť vysokoenergetické žiarenie (ultrakrátkovlnné röntgenové žiarenie), môžeme zo žiarenia pripraviť častice hmoty. Ak je cieľ bombardovaný takýmito lúčmi, niekedy vytvárajú pár častíc, napríklad kladné a záporné elektróny. A ak opäť použijeme vzorec m=E/c2 pre žiarenie aj kinetickú energiu, hmotnosť sa zachová.

Jednoducho o komplexe – jadrovej (atómovej) energii

• Galéria obrázkov, obrázkov, fotografií.
• Jadrová energia, atómová energia - základy, príležitosti, perspektívy, rozvoj.
• Zaujímavé fakty, užitočné informácie.
• Zelené správy – Jadrová energia, atómová energia.
• Väzby na materiály a zdroje – Jadrová (atómová) energia.

Jadrová energia (Atomic energy) je odvetvie energetiky zaoberajúce sa výrobou elektrickej a tepelnej energie premenou jadrovej energie.

Základom jadrovej energetiky sú jadrové elektrárne (JE). Zdrojom energie v jadrovej elektrárni je jadrový reaktor, v ktorom prebieha riadená reťazová reakcia.

Nebezpečenstvo je spojené s problémami likvidácie odpadov, haváriami vedúcimi k ekologickým a človekom spôsobeným katastrofám, ako aj s možnosťou využitia poškodenia týchto objektov (spolu s inými: vodné elektrárne, chemické závody a pod.) konvenčnými zbraňami resp. v dôsledku teroristického útoku – ako zbraň hromadného ničenia. " Dvojité použitie» jadrových energetických podnikov, možný únik (autorizovaného aj kriminálneho) jadrového paliva z výroby elektriny a jeho využitie na výrobu jadrových zbraní je neustálym zdrojom verejného záujmu, politických intríg a dôvodov pre vojenský zásah.

Jadrová energia je najekologickejšia čistý vzhľad energie. Najzreteľnejšie je to pri zoznámení sa s jadrovými elektrárňami v porovnaní napríklad s vodnými elektrárňami alebo tepelnými elektrárňami Hlavnou výhodou jadrových elektrární je ich praktická nezávislosť na palivových zdrojoch vďaka malému objemu použitého paliva At tepelných elektrární, celkové ročné emisie škodlivých látok, medzi ktoré patrí oxid siričitý, oxidy dusíka, oxidy uhlíka, uhľovodíky, aldehydy a popolček Takéto emisie z jadrových elektrární úplne chýbajú na rovnakej úrovni ako pri výstavbe tepelných elektrární, alebo o niečo vyššie pri bežnej prevádzke jadrovej elektrárne rádioaktívne prvky v stredu sú mimoriadne nevýznamné. V priemere je ich 2-4 krát menej ako z tepelných elektrární rovnakého výkonu Hlavnou nevýhodou jadrových elektrární sú ťažké následky havárií.

Nehoda v jadrovej elektrárni v Černobyle, havária v Černobyle - zničenie 26. apríla 1986 štvrtého energetického bloku jadrovej elektrárne v Černobyle, ktorá sa nachádza na území Ukrajinskej SSR (dnes Ukrajina). Deštrukcia bola výbušná, reaktor bol úplne zničený a do životného prostredia sa dostalo veľké množstvo rádioaktívnych látok, počas prvých 3 mesiacov po havárii zomrelo 31 ľudí; dlhodobé účinky žiarenia, zistené počas nasledujúcich 15 rokov, spôsobili smrť 60 až 80 ľudí. Ochorením z ožiarenia rôznej závažnosti trpelo 134 ľudí, z 30-kilometrovej zóny bolo evakuovaných viac ako 115-tisíc ľudí. Na odstraňovanie následkov sa zmobilizovali značné prostriedky, na odstraňovaní následkov havárie sa podieľalo viac ako 600 tisíc ľudí.

V dôsledku havárie bolo asi 5 miliónov hektárov pôdy stiahnutých z poľnohospodárskeho využitia, okolo jadrovej elektrárne bola vytvorená 30-kilometrová zóna, stovky malých osád boli zničené a pochované (pochované ťažkými rádioaktívnymi látkami). šírili sa vo forme aerosólov, ktoré sa postupne usadzovali na povrchu zeme.

RW - rádioaktívne odpady - pevné, kvapalné alebo plynné produkty jadrovej energetiky a iných priemyselných odvetví s obsahom rádioaktívnych izotopov Najnebezpečnejšou a najťažšie likvidovateľnou frakciou je RW - všetky rádioaktívne a kontaminované materiály, ktoré vznikajú pri využívaní rádioaktivity ľuďmi a ďalej sa nenachádzajú. Použitie zahŕňa vyhoreté palivové články jadrových elektrární (palivové tyče), konštrukcie JE pri ich demontáži a oprave, rádioaktívne časti zdravotníckych zariadení, pracovné odevy zamestnancov JE a pod. RAO musia byť skladované alebo zakopané tak, aby možnosť ich uvoľnenia do životného prostredia je vylúčená.

Ukladanie rádioaktívneho odpadu do hornín.

Dnes je všeobecne uznávané (aj MAAE), že najefektívnejším a najbezpečnejším riešením problému konečného uloženia rádioaktívneho odpadu je jeho uloženie v úložiskách v hĺbke minimálne 300 – 500 m v hlbokých geologických formáciách v súlade s princíp multibariérovej ochrany a povinného odovzdávania kvapalných rádioaktívnych odpadov do vyliečeného stavu Skúsenosti s realizáciou pod zemou jadrové testy dokázali, že pri určitom výbere geologických štruktúr nedochádza k úniku rádionuklidov z podzemných priestorov do životného prostredia.

Pohreb pri povrchu.

MAAE definuje túto možnosť ako ukladanie rádioaktívneho odpadu, s alebo bez inžinierskych bariér, v:

1. Pripovrchové pohrebiská na úrovni terénu. Tieto pohrebiská sa nachádzajú na alebo pod povrchom, kde je hrúbka ochranný náter je približne niekoľko metrov. Nádoby na odpad sa umiestňujú do vybudovaných skladovacích komôr a po naplnení komôr sa naplnia (zasypú). Nakoniec budú uzavreté a prekryté nepriechodnou priečkou a Horná vrstva pôdy.

2.2. Pripovrchové pohrebiská v jaskyniach pod úrovňou terénu. Na rozdiel od prízemného pochovávania na úrovni terénu, kde sa hĺbi z povrchu, plytké pochovávanie si vyžaduje podzemný výkop, ale uloženie sa nachádza niekoľko desiatok metrov pod povrchom zeme a je prístupné cez mierne sklonený banský otvor.

Priame vstrekovanie

Tento prístup sa týka vstrekovania kvapalného rádioaktívneho odpadu priamo do zásobníka skala hlboko pod zemou, ktorá sa dostáva von kvôli jej vhodné vlastnosti aby obsahoval odpad (to znamená, že akýkoľvek ďalší pohyb po injekcii je minimalizovaný).

Odstránenie na mori.

Zneškodňovanie na mori sa týka rádioaktívneho odpadu prepravovaného na lodiach a vypúšťaného do mora v obaloch určených:

Výbuch v hĺbke má za následok priame uvoľnenie a rozptýlenie rádioaktívneho materiálu do mora, príp

Ponoriť sa na morské dno a dosiahnuť ho neporušené.

Po určitom čase prestane byť fyzické zadržiavanie kontajnerov účinné a rádioaktívne látky sa rozptýlia a zriedia do mora. Ďalšie riedenie spôsobí migráciu rádioaktívnych látok z miesta vypúšťania vplyvom prúdov.

Súvisiace informácie.