Задачи: -изучение процессов получения атомной энергии -изучение истории развития атомной энергетики
|
Скачать 167.12 Kb.
|
|
Атомная энергетика: плюсы и минусы исследовательская работа по физике Цель исследования: выявить отношение людей к атомной энергетике, плюсы и минусы атомной энергетики. Задачи: -изучение процессов получения атомной энергии -изучение истории развития атомной энергетики -изучение значения атомной энергетики -выявление проблем атомной энергетики Предмет исследования: отношение человека к вопросам атомной энергетики 1.Атомная энергетика 1.1.История получения атомной энергии В 1930 – 1941 годах активно проводились работы в ядерной области. В это десятилетие проводились фундаментальные радиохимические исследования, без которых вообще немыслимо полное понимание этих проблем, их развитие и, тем более – реализация. Проводились всесоюзные конференции АН СССР по ядерной физике, в которых принимали участие отечественные и иностранные исследователи, работавшие не только в области атомной физики, но и в других смежных дисциплинах – геохимии, физической химии, неогранической химии и др[1][2]. Работы с начала 1920-х годов интенсивно развивалась в Радиевом институте и в первом Физтехе (оба в Ленинграде), в Харьковском физико – техническом институте, в институте химической физики в Москве. Авторитетом в этой области считался академик В.Г.Хлопин, также серьезный вклад сделали, в числе многих других сотрудники Радиевого института: Г.А. Гамов, И.В. Курчатов и Л.В. Мысовский (создатели первого в Европе циклотрона), Ф.Ф. Ланге (создал первый советский проект атомной бомбы - 1940), а также основатель Института химической физики Н.Н.Семенов. советский проект курировал председатель СНК СССР В.М. Молотов. В 1941 году исследования по атомной проблематике были засекречены. Начало Великой Отечественной войны в значительной степени обусловило то, что в СССР были вынуждены сократить объемы проводившихся ядерных исследований, в том числе – исследования возможности осуществления цепной реакции деления, тогда как в Великобритании и США работы по этой проблеме энергично продолжались. Роль деятельности Радиевого института Править Хронология исследований, проводившихся сотрудниками Радиевого института в Ленинграде, говорит о том, что работы в данном направлении не были свернуты полностью, чему в немалой степени способствовали предвоенные фундаментальные изыскания. Еще в 1938 году здесь была создана первая в СССР лаборатория искусственных радиоактивных элементов (заведующий А.Е.Полесицкий); в 1939 году опубликованы работы В.Г.Хлопина, Л.В.Мысовского, А.П.Жданова, Н.А.Перфилова и другихисследователей о делении ядра урана под действием нейтронов; в 1940году Г.Н.Флеровым и К.А. Петржаком было открыто явление спонтанного деления тяжеых ядер на приеме урана. Под председательством В.Г. Хлопина сформирована Урановая комиссия АН СССР, в 1942 году в период эвакуации института, А.П.Жданов и Л.В.Мысовский открыли новый вид ядерного деления – полный развал атомного ядра под действием многозарядных частиц космических лучей; в 1943 году В.Г. Хлопин направил письмо в ГКО и АН СССР, дающее обоснование обязательного участия Радиевого института в «урановом проекте». Радиевому институту поручена разработка технологии выделения эка-рения (Z=93) и эка-осмия (Z=94) из облученного нейтронами урана; в 1945 году с помощью циклотрона получен первый советский препарат плутония в импульсивных количествах. Под руководством Б.С. Джелепова начаты работы по бета-гамма-спектроскопии ядер. Институту были поручены: проверка и испытания методов выделения плутония, изучение химии плутония, разработка технологической схемы выделения плутония из облученного урана, выдача технологической схемы выделения плутония из облученного урана, выдача технологических данныз в заводу. 1946 году завершена разработка технологии получения плутония из облученного урана. Институт совместно с проектировщиками ГИПХ выдал технологическую часть проектного задания объекта «Б» («Синяя книга»), содержащую все необходимые первичные данные для проектирования радиохимического завода. 1947 году Г.М.Толмачев разработал радиохимический метод определения коэффициента использования ядерного горючего при ядерных взрывах. В 1948 году под руководством Радиевого института и на основе разработанной им ацетатной осадительной технологии пущен первый в СССР радиохимический завод под Челябинском. К 1949 году наработано количество плутония, необходимое для испытания ядерного оружия. Проведена первая разработка полоний-бериллиевых источников в качестве запала для ядерных бомб первого поколения (руководитель Д.М.Зив). Уже с сентября 1941 года в СССР начала поступать разведывательная информация о проведении в Великобритании и США секретных интенсивных научно-исследовательских работ, направленных на разработку методов использования атомной энергии для военных целей и создание атомных бомб огромной разрушительной силы. Одним из наиболее важных, полученных еще в 1941 году советской разведкой, документов является отчет британского «Комитета MAUD». Из материалов этого отчета, полученного по каналам внешней разведки НКВД СССР от Дональда Маклина, следовало, что создание атомной бомбы реально, что вероятно она может быть создана еще до окончания войны и, следовательно, может повлиять на ее ход. Разведывательная информация о работах по проблеме атомной энергии за рубежом, имевшаяся в СССР к моменту принятия решения о возобновлении работ по урану, была получена как по каналам Главного разведывательного управления Генерального штаба (ГРУ) Красной армии. В мае 1942 года руководство ГРУ информировало Академию наук СССР о наличии сообщений о работах за рубежом по проблеме использования атомной энергии в военных целях и просило сообщить, имеет ли в настоящее время эта проблема реальную практическую основу. Ответ на указанный запрос в июне 1942 года дал В.Г.Хлопин, который отметил, что за последний года в научной литературе почти совершенно не публикуются работы, связанные с решением проблемы использования атомной энергии. Советская разведка имела подробные сведения о работах по созданию атомной бомбы в США, исходившие от специалистов, понимавших опасность ядерной монополии или сочувствующих СССР, в частности, Клауса Фукса, Теодора Холла, Жоржа Коваля и Давида Грингласа. Однако решающее значение, как полагают некоторые, имело адресованное Сталину в начале 1943 года письмо советского физика Г.Флерова, который сумел разъяснить суть проблемы популярно. С другой стороны, имеются основания предполагать, что работа Г.Н.Флерова над письмом Сталину завершено не была и отправлено оно не было. Атомная энергетика (ядерная энергетика) — это отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии. Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер плутония-239 или урана-235. Ядра делятся при попадании в них нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло. Топливный цикл Атомная энергетика основана на использовании ядерного топлива, совокупность промышленных процессов которого составляют топливный ядерный цикл. Хотя существуют различные типы топливных циклов, зависящие как от типа реактора, так и от характеристик конечной стадия цикла, в целом у него существуют общие этапы.
В ходе эксплуатации в процессах технического обслуживания удаляются образующиеся низкорадиоактивные отходы. С окончанием срока службы производится вывод из эксплуатации самого реактора, демонтаж сопровождается дезактивацией и удалением в отходы деталей реактора. Ядерный реактор Ядерный реактор — устройство, предназначенное для организации управляемой самоподдерживающейся цепной реакции деления, которая всегда сопровождается выделением энергии. Существуют разные типы реакторов, основные отличия в них обусловлены используемым топливом и теплоносителем, применяемым для поддержания нужной температуры активной зоны, и замедлителем, используемым для снижения скорости нейтронов, которые выделяются в результате распада ядер, для поддержания нужной скорости цепной реакции.
А́томная электроста́нция (АЭС) - ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками (персоналом), предназначенная для производства электрической энергии). Атомная транспортная энергетика Атомоход (атомное судно) — общее название судов с ядерной энергетической установкой, обеспечивающей ход судна. Различают атомоходы гражданские (атомные ледоколы, транспортные суда) и военные (авианосцы, подводные лодки, крейсеры, тяжёлыефрегаты). Военные корабли США — атомные крейсера «Бейнбридж» и«Лонг Бич», и первый в мире авианосец «Энтерпрайз», самое длинное в мире военное судно, в 1964 году во время рекордного кругосветного путешествия, в течение которого они преодолели 49,190 км за 65 дней без дозаправки. В декабре 1954 года в США вошла в строй первая атомная подводная лодка «Наутилус». 1.3.Экономическое значение атомной энергетики В 2014 году ядерная энергия обеспечивала 2,6 % всей потребляемой человечеством энергии. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен в промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов во Франции, Украине, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии, Швейцарии и Японии. Эти страны производят от 20 до 74 % (во Франции) электроэнергии на АЭС. В 2013 году мировое производство ядерной энергии выросло впервые с 2010 года — по сравнению с 2012 годом произошёл рост на 0,5 % — до 6,55 млрд МВт ч (562,9 млн тонн нефтяного эквивалента). Наибольшее потребление энергии атомных станций в 2013 году составило в США — 187,9 млн тонн нефтяного эквивалента. В России потребление составило 39,1 млн тонн нефтяного эквивалента, в Китае — 25 млн тонн нефтяного эквивалента, в Индии — 7,5 млн тонн. Согласно отчёту Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), на 2013 год насчитывалось436 действующих ядерных энергетических, то есть производящих утилизируемую электрическую и/или тепловую энергию, реакторов в 31 стране мира (кроме энергетических, существуют также исследовательские и некоторые другие). Примерно половина мирового производства электроэнергии на АЭС приходится на две страны — США и Францию. США на АЭС производят только 1/8 своей электроэнергии, однако это составляет около 20 % мирового производства. Абсолютным лидером по использованию ядерной энергии являлась Литва. Единственная Игналинская АЭС, расположенная на её территории, вырабатывала электрической энергии больше, чем потребляла вся республика (например, в 2003 году в Литве всего было выработано 19,2 млрд кВт⋅ч, из них — 15,5 Игналинской АЭС). Обладая её избытком (а в Литве есть и другие электростанции), «лишнюю» энергию отправляли на экспорт. Однако, под давлением ЕС (из-за сомнений в её безопасности — ИАЭС использовала энергоблоки того же типа, что и Чернобыльская АЭС), с 1 января 2010 года Игналинская АЭС была окончательно закрыта (предпринимались попытки добиться продолжения эксплуатации станции и после 2009 года, но они не увенчались успехом), сейчас решается вопрос о строительстве на той же площадке АЭС современного типа. 1.5.Плюсы атомной энергетики Современная цивилизация немыслима без электрической энергии. Выработка и использование электричества увеличивается с каждым годом, но перед человечеством уже маячит призрак грядущего энергетического голода из-за истощения месторождений горючих ископаемых и все больших экологических потерь при получении электроэнергии. Энергия, выделяющаяся в ядерных реакциях, в миллионы раз выше, чем та, которую дают обычные химические реакции (например, реакция горения), так что теплотворная способность ядерного топлива оказывается неизмеримо большей, чем обычного топлива. Использовать ядерное топливо для выработки электроэнергии - чрезвычайно заманчивая идея. Преимущества атомных электростанций (АЭС) перед тепловыми (ТЭЦ) и гидроэлектростанциями (ГЭС) очевидны: нет отходов, газовых выбросов, нет необходимости вести огромные объемы строительства, возводить плотины и хоронить плодородные земли на дне водохранилищ. Пожалуй, более экологичны, чем АЭС, только электростанции, использующие энергию солнечного излучения или ветра. Но и ветряки, и гелиостанции пока маломощны и не могут обеспечить потребности людей в дешевой электроэнергии , а эта потребность все быстрее растет. И все же целесообразность строительства и эксплуатации АЭС часто ставят под сомнение из-за вредного воздействия радиоактивных веществ на окружающую среду и человека. 1.6.Минусы атомной энергетики Атомная энергетика остаётся предметом острых дебатов. Сторонники и противники ядерной энергетики резко расходятся в оценках её безопасности, надёжности и экономической эффективности. Опасность связана с проблемами утилизации отходов, авариями ,приводящими к экологическим катастрофам, а также с возможностью использовать повреждение этих объектов (наряду с другими: ГЭС, химзаводами и т. п.) обычным оружием или в результате теракта — как оружие массового поражения. «Двойное применение» предприятий ядерной энергетики, возможная утечка (как санкционированная, так и преступная) ядерного топлива из сферы производства электроэнергии и его использовании для производства ядерного оружия служит постоянным источником общественной озабоченности, политических интриг и поводов к военным акциям . Тепловое загрязнение Одной из проблем атомной энергетики является тепловое загрязнение. По мнению некоторых специалистов, атомные электростанции, «в расчете на единицу производимой электроэнергии», выделяют в окружающую среду больше тепла, чем сопоставимые по мощности ТЭС. В качестве примера можно привести проект строительства в бассейне Рейна нескольких атомных и теплоэлектростанций. Расчеты показали, что, в случае запуска всех запланированных объектов, температура в ряде рек поднялась бы до 45°С, уничтожив в них всякую жизнь. Атом выходит из-под контроля Аварии на объектах атомной энергетики - самый больной вопрос эксплуатации АЭС. 26 апреля 1986 года на четвертом блоке Чернобыльской АЭС произошла авария, которая привела к разрушению активной зоны реактора и части здания, в котором он был расположен. Государственная комиссия провела расследование причин взрыва, и пришла к выводу: авария произошла во время эксперимента, к проведению которого персонал АЭС был не подготовлен. Включение оператором аварийной защиты реактора привело к взрыву. Сейчас заключение госкомиссии подвергается сомнению, многие независимые эксперты усматривают в нем предвзятость и даже элементы фальсификации. Видимо, никто и никогда не узнает, почему реактор перешел в непредсказуемое состояние, при котором аварийная защита перестала гарантировать остановку ядерной реакции, и что именно заставило оператора нажать злополучную "красную кнопку". Результат - взрыв и пожар, расплавление и распыление радиоактивного "топлива", ужасные последствия для Украины, Белоруссии, соседних европейских стран. В результате чернобыльского взрыва в окружающее пространство было выброшено колоссальное количество радиоактивных веществ. Перемещение в атмосфере радиоактивного облака, осаждение радионуклидов с пылью и дождем, распространение почвенных и поверхностных вод, загрязненных радиоактивными изотопами, - все это привело к облучению сотен тысяч человек на территории свыше 23 тыс. км2. Несколько десятков пожарных и специалистов - ликвидаторов аварии, работавших на расчистке территории разрушенного четвертого блока станции от обломков графита, радиоактивной пыли и кусков ядерного горючего, - погибли от острой лучевой болезни. Еще несколько сотен человек были признаны больными острой лучевой болезнью. С огромными трудностями был построен "саркофаг" - уникальное сооружение из бетона и стали, изолирующее взорвавшийся блок ЧАЭС от окружающей среды. Дезактивация зоны радиоактивного поражения продолжается по сей день, и этой работе не видно конца. Эта зона включает в себя два города (Чернобыль и Припять), около 80 брошенных сел с домами, фермами, мастерскими, сельскохозяйственной техникой. В зоне находятся 800 "могильников", где похоронены" автомобили, трактора, бульдозеры, экскаваторы и даже танки, набравшие такие дозы радиации, что их уже невозможно дезактивировать. Люди, подвергшиеся облучению в результате Чернобыльской аварии, теряют здоровье и страдают от множества болезней, вызванных не только радиацией, но и психологическим шоком. Однако несмотря на их тяжесть, в целом вероятность таких аварий невелика. С момента появления атомной энергетики произошло не более трех десятков аварий, и лишь в четырех случаях имел место выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. Всемирная ядерная ассоциация опубликовала данные, согласно которым гигаватт*год электроэнергии, произведенной на угольных электростанциях, в среднем (учитывая всю производственную цепочку) обходится в 342 человеческих жертвы, на газовых — в 85, на гидростанциях — в 885, тогда как на атомных — всего в 8. Радиоактивный "мусор" Даже если атомная электростанция работает идеально и без малейших сбоев, ее эксплуатация неизбежно ведет к накоплению радиоактивных веществ. Поэтому людям приходится решать очень серьезную проблему, имя которой - безопасное хранение отходов. Радиоактивные отходы образуются почти на всех стадиях ядерного цикла. Они накапливаются в виде жидких, твердых и газообразных веществ с разным уровнем активности и концентрации. Большинство отходов являются низкоактивными: это вода, используемая для очистки газов и поверхностей реактора, перчатки и обувь, загрязненные инструменты и перегоревшие лампочки из радиоактивных помещений, отработавшее оборудование, пыль, газовые фильтры и многое другое. Газы и загрязненную воду пропускают через специальные фильтры, пока они не достигнут чистоты атмосферного воздуха и питьевой воды. Ставшие радиоактивными фильтры перерабатывают вместе с твердыми отходами. Труднее всего подготовить к долговременному хранению высокоактивные отходы. Лучше всего такой "мусор" превращать в стекло и керамику. Для этого отходы прокаливают и сплавляют с веществами, образующими стеклокерамическую массу. Рассчитано, что для растворения 1 мм поверхностного слоя такой массы в воде потребуется не менее 100 лет. В отличие от многих химических отходов, опасность радиоактивных отходов со временем снижается. Бoльшая часть радиоактивных изотопов имеет период полураспада около 30 лет, поэтому уже через 300 лет они почти полностью исчезнут. Так что для окончательного удаления радиоактивных отходов необходимо строить такие долговременные хранилища, которые позволили бы надежно изолировать отходы от их проникновения в окружающую среду до полного распада радионуклидов. Такие хранилища называют могильниками. Необходимо учитывать, что высокоактивные отходы долгое время выделяют значительное количество теплоты. Поэтому чаще всего их удаляют в глубинные зоны земной коры. Вокруг хранилища устанавливают контролируемую зону, в которой вводят ограничения на деятельность человека, в том числе бурение и добычу полезных ископаемых. Предлагался еще один способ решения проблемы радиоактивных отходов - отправлять их в космос. Действительно, объем отходов невелик, поэтому их можно удалить на такие космические орбиты, которые не пересекаются с орбитой Земли, и навсегда избавиться радиоактивного загрязнения. Однако этот путь был отвергнут из-за опасности непредвиденного возвращения на Землю ракеты-носителя в случае возникновения каких-либо неполадок. В некоторых странах серьезно рассматривается метод захоронения твердых радиоактивных отходов в глубинные воды океанов. Этот метод подкупает своей простотой и экономичностью. Однако такой способ вызывает серьезные возражения, коррозия достаточно быстро нарушит целостность контейнеров, и радиоактивные вещества попадут в воду, а морские течения разнесут активность по морским просторам. Список использованной литературы
Интернет- источники: http://treeofknowledge.narod.ru/accident.htm http://www.dozimetr.biz/radiaciya_vokrug_nas_osnovnie_istochniki.php |
Похожие:
 |
Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии Выпускаются взамен федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Требования к устройству и безопасной эксплуатации... |
|
Информация В 2007 году в соответствии с федеральной целевой программой развития атомной энергетики началось строительство замещающих мощностей... |
 |
Лабораторная работа №1. Источники энергии при сварке. Лазерная сварка.... Из лекций по Теории Сварочных процессов Вы знаете об источниках энергии при сварке. В основном, это сварочная дуга |
|
Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии ... |
|
Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов... Выпускаются взамен федеральных норм и правил в области использования атомной энергии "Требования к устройству и безопасной эксплуатации... |
|
Государственная корпорация по атомной энергии (росатом) саморегулируемая организация «объединение организаций, выполняющих строительство, реконструкцию и капитальный ремонт объектов атомной отрасли «союзатомстрой» |
|
Государственная корпорация по атомной энергии «росатом» саморегулируемая... Объединение организаций выполняющих строительство, реконструкцию, капитальный ремонт объектов атомной отрасли |
|
Государственная корпорация по атомной энергии «росатом» саморегулируемая... Объединение организаций выполняющих строительство, реконструкцию, капитальный ремонт объектов атомной отрасли |
|
Государственная корпорация по атомной энергии «росатом» саморегулируемая... Объединение организаций выполняющих строительство, реконструкцию, капитальный ремонт объектов атомной отрасли |
|
И радиационной безопасности Утвердить и ввести в действие с 1 октября 2003 г прилагаемые федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии... |
|
Федеральный надзор россии по ядерной и радиационной безопасности Утвердить и ввести в действие с 1 октября 2003 г прилагаемые федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии... |
|
Федеральный надзор россии по ядерной и радиационной безопасности Утвердить и ввести в действие с 1 октября 2003 г прилагаемые федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии... |
|
Федеральный надзор россии по ядерной и радиационной безопасности Утвердить и ввести в действие с 1 октября 2003 г прилагаемые федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии... |
|
Назначение и область применения Настоящие федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Правила обеспечения безопасности при выводе из эксплуатации... |
|
И радиационной безопасности постановление Утвердить и ввести в действие с 1 января 2001 г федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии нп-15-2000 "Типовое... |
|
Программы повышения квалификации инженерно-технических работников... «Работы по подготовке технологических решений объектов атомной энергетики, промышленности и их комплексов» (П-6) |