Lecție în clasa a IX-a Profesor de fizică „Școala secundară MKOU Muzhichanskaya”
Volosentsev Nikolai Vasilievici
Repetarea cunoștințelor despre energia conținută în nucleele atomilor;
Cea mai importantă problemă energetică;
Etapele proiectului nuclear intern;
Probleme cheie pentru viabilitatea viitoare;
Avantajele și dezavantajele centralelor nucleare;
Summit-ul securității nucleare.
Ce două tipuri de forțe acționează în nucleul unui atom? -Ce două tipuri de forțe acționează în nucleul unui atom?
-Ce se întâmplă cu un nucleu de uraniu care a absorbit un electron în plus?
-Cum se schimbă temperatura ambientală atunci când un număr mare de nuclee de uraniu se fisură?
-Povestiți-ne despre mecanismul reacției în lanț.
-Care este masa critică a uraniului?
- Ce factori determină posibilitatea unei reacții în lanț?
-Ce este un reactor nuclear?
-Ce este în miezul reactorului?
-Pentru ce sunt necesare tijele de control? Cum se folosesc?
-Ce a doua funcție (în afară de moderarea neutronilor) îndeplinește apa în circuitul primar al reactorului?
-Ce procese apar în al doilea circuit?
-Ce transformări energetice au loc la generarea curentului electric la centralele nucleare?
Din cele mai vechi timpuri, lemne de foc, turba, cărbune, apă, vânt. Din cele mai vechi timpuri, au fost cunoscute tipuri de combustibil precum cărbunele, petrolul și șistul. Aproape tot combustibilul extras este ars. Se consumă mult combustibil la termocentrale, în diferite motoare termice, pentru nevoi tehnologice (de exemplu, în timpul topirii metalelor, pentru încălzirea pieselor de prelucrat în forje și ateliere de laminare) și pentru încălzirea spațiilor rezidențiale și întreprinderile industriale. Când combustibilul este ars, se formează produse de combustie, care sunt de obicei eliberate în atmosferă prin coșuri. În fiecare an intră în aer sute de milioane de tone de diverse substanțe nocive. Conservarea naturii a devenit una dintre cele mai importante sarcini ale omenirii. Combustibilii naturali sunt completați extrem de lent. Rezervele existente s-au format cu zeci și sute de milioane de ani în urmă. În același timp, producția de combustibil este în continuă creștere. De aceea, cea mai importantă problemă energetică este problema găsirii de noi rezerve de resurse energetice, în special energie nucleară.De mult timp, lemnul de foc, turba, cărbunele, apa și vântul au fost folosite ca surse principale de energie. Din cele mai vechi timpuri, au fost cunoscute tipuri de combustibil precum cărbunele, petrolul și șistul. Aproape tot combustibilul extras este ars. Se consumă mult combustibil la termocentrale, în diferite motoare termice, pentru nevoi tehnologice (de exemplu, în timpul topirii metalelor, pentru încălzirea pieselor de prelucrat în forje și ateliere de laminare) și pentru încălzirea spațiilor rezidențiale și a întreprinderilor industriale. Când combustibilul este ars, se formează produse de combustie, care sunt de obicei eliberate în atmosferă prin coșuri. În fiecare an intră în aer sute de milioane de tone de diverse substanțe nocive. Conservarea naturii a devenit una dintre cele mai importante sarcini ale omenirii. Combustibilii naturali sunt completați extrem de lent. Rezervele existente s-au format cu zeci și sute de milioane de ani în urmă. În același timp, producția de combustibil este în continuă creștere. De aceea, cea mai importantă problemă energetică este problema găsirii de noi rezerve de resurse energetice, în special energia nucleară.
Data începerii pe scară largă a proiectului atomic URSS este considerată a fi 20 august 1945. Data începerii la scară largă a proiectului atomic URSS este considerată a fi 20 august 1945.
Cu toate acestea, lucrările privind dezvoltarea energiei atomice în URSS au început mult mai devreme. În anii 1920-1930 au fost create centre și școli științifice: Institutul de Fizică și Tehnologie din Leningrad sub conducerea lui Ioffe, Institutul de Fizică și Tehnologie Harkov, unde funcționează Institutul de radiu Leipunsky condus de Khlopin, Institutul de Fizică numit după. P.N. Lebedev, Institutul de Fizică Chimică și alții. În același timp, accentul în dezvoltarea științei este pus pe cercetarea fundamentală.
În 1938, Academia de Științe a URSS a înființat Comisia pentru nucleul atomic, iar în 1940, Comisia pentru problemele uraniului.
Da.B. Zeldovich și Yu.B. Khariton în 1939-40 a efectuat o serie de calcule fundamentale privind reacția în lanț ramificată a fisiunii uraniului într-un reactor ca sistem controlat controlat.
Dar războiul a întrerupt această lucrare. Mii de oameni de știință au fost recrutați în armată, mulți oameni de știință celebri care aveau rezerve au mers pe front ca voluntari. Institutele și centrele de cercetare au fost închise, evacuate, activitatea lor a fost întreruptă și practic paralizată.
La 28 septembrie 1942, Stalin a aprobat Ordinul de Apărare a Statului nr. 2352ss „Cu privire la organizarea lucrărilor privind uraniul”. Activitățile de informații au jucat un rol semnificativ, ceea ce le-a permis oamenilor de știință să fie la curent cu progresele științifice și tehnologice în domeniul dezvoltării armelor nucleare aproape din prima zi. Cu toate acestea, acele evoluții care au stat la baza armelor noastre atomice au fost ulterior create în întregime de oamenii noștri de știință. Pe baza ordinului Comitetului de Apărare a Statului din 11 februarie 1943, conducerea Academiei de Științe a URSS a decis să creeze un laborator special al Academiei de Științe a URSS la Moscova pentru a efectua lucrări asupra uraniului. Șeful tuturor lucrărilor subiect atomic a devenit Kurchatov, care și-a adunat studenții de fizică și tehnologie din Sankt Petersburg pentru muncă: Zeldovich, Khariton, Kikoin și Flerov. Sub conducerea lui Kurchatov, la Moscova a fost organizat Laboratorul secret nr. 2 (viitorul Institut Kurchatov) La 28 septembrie 1942, Stalin a aprobat decretul GKO nr. 2352ss „Cu privire la organizarea lucrărilor privind uraniul”. Activitățile de informații au jucat un rol semnificativ, ceea ce le-a permis oamenilor de știință să fie la curent cu progresele științifice și tehnologice în domeniul dezvoltării armelor nucleare aproape din prima zi. Cu toate acestea, acele evoluții care au stat la baza armelor noastre atomice au fost ulterior create în întregime de oamenii noștri de știință. Pe baza ordinului Comitetului de Apărare a Statului din 11 februarie 1943, conducerea Academiei de Științe a URSS a decis să creeze un laborator special al Academiei de Științe a URSS la Moscova pentru a efectua lucrări asupra uraniului. Liderul tuturor lucrărilor pe tema atomică a fost Kurchatov, care și-a adunat studenții de fizică și tehnologie din Sankt Petersburg pentru lucrare: Zeldovich, Khariton, Kikoin și Flerov. Sub conducerea lui Kurchatov, la Moscova a fost organizat Laboratorul secret nr. 2 (viitorul Institut Kurchatov).
Igor Vasilievici Kurchatov
În 1946, în Laboratorul nr. 2 a fost construit primul reactor nuclear de uraniu-grafit F-1, a cărui lansare fizică a avut loc la ora 18:00 pe 25 decembrie 1946. În acest moment, a fost efectuată o reacție nucleară controlată cu o masă de uraniu de 45 de tone, grafit - 400 t și prezența în miezul reactorului a unei tije de cadmiu introduse la 2,6 m În 1946, în Laboratorul nr. 2 a fost construit primul reactor nuclear cu uraniu-grafit F-1. a cărui lansare fizică a avut loc la ora 18:00 pe 25 decembrie 1946. La această oră, a fost efectuată o reacție nucleară controlată cu o masă de 45 de tone de uraniu, 400 de tone de grafit și prezența unei tije de cadmiu în miezul reactorului. , introdus la 2,6 m.
În iunie 1948 a fost lansat primul reactor nuclear industrial, iar pe 19 iunie s-a încheiat o lungă perioadă de pregătire a reactorului pentru funcționarea la capacitatea sa proiectată, care era de 100 MW. Această dată este asociată cu începutul activitati de productie uzina nr. 817 din Chelyabinsk-40 (acum Ozersk, regiunea Chelyabinsk).
Lucrările la crearea unei bombe atomice au durat 2 ani și 8 luni. La 11 august 1949, la KB-11 a fost efectuat asamblarea de control a unei încărcături nucleare din plutoniu. Taxa a fost numită RDS-1. Testul de succes al încărcării RDS-1 a avut loc la ora 7 a.m. pe 29 august 1949 la locul de testare Semipalatinsk
Intensificarea lucrărilor privind utilizarea militară și pașnică a energiei nucleare a avut loc în perioada 1950–1964. Activitatea acestei etape este legată de îmbunătățirea armelor nucleare și termonucleare, dotarea forțelor armate cu aceste tipuri de arme, înființarea și dezvoltarea energiei nucleare și începerea cercetărilor în domeniul utilizării pașnice a energiilor reacțiilor de fuziune. a elementelor ușoare. Primit în perioada 1949 – 1951. Fundația științifică a servit drept bază pentru îmbunătățirea în continuare a armelor nucleare destinate aviației tactice și a primelor rachete balistice interne. În această perioadă, munca s-a intensificat pentru a crea primul hidrogen (bombă termonucleară). Una dintre variantele bombei termonucleare RDS-6 a fost dezvoltată de A.D. Saharov (1921-1989) și testată cu succes la 12 august 1953. Intensificarea lucrărilor privind utilizarea militară și pașnică a energiei nucleare a avut loc în perioada 1950 - 1964. . Activitatea acestei etape este legată de îmbunătățirea armelor nucleare și termonucleare, dotarea forțelor armate cu aceste tipuri de arme, înființarea și dezvoltarea energiei nucleare și începerea cercetărilor în domeniul utilizării pașnice a energiilor reacțiilor de fuziune. a elementelor ușoare. Primit în perioada 1949 – 1951. Fundația științifică a servit drept bază pentru îmbunătățirea în continuare a armelor nucleare destinate aviației tactice și a primelor rachete balistice interne. În această perioadă, munca s-a intensificat pentru a crea primul hidrogen (bombă termonucleară). Una dintre variantele bombei termonucleare RDS-6 a fost dezvoltată de A.D. Saharov (1921-1989) și testată cu succes la 12 august 1953.
În 1956, a fost testată o încărcătură pentru un obuz de artilerie.. În 1956, a fost testată o taxă pentru o obuze de artilerie.
În 1957, au fost lansate primul submarin nuclear și primul spărgător de gheață nuclear.
În 1960, prima rachetă balistică intercontinentală a fost pusă în funcțiune.
În 1961, a fost testată cea mai puternică bombă aeriană din lume cu un echivalent TNT de 50 Mt.
Slide nr. 10
La 16 mai 1949, un decret guvernamental a determinat începerea lucrărilor la crearea primei centrale nucleare. I.V. Kurchatov a fost numit supervizor științific al lucrărilor de creare a primei centrale nucleare, iar N.A. Dollezhal a fost numit proiectant-șef al reactorului. La 27 iunie 1954, la Obninsk, Rusia, a fost lansată prima centrală nucleară din lume cu o capacitate de 5 MW. În 1955, la Combinatul Chimic Siberian a fost lansat un nou reactor industrial I-1, cu o capacitate inițială de 300 MW, care a fost mărită de 5 ori în timp. La 16 mai 1949, un decret guvernamental a determinat începerea lucrărilor privind crearea primei centrale nucleare. I.V. Kurchatov a fost numit supervizor științific al lucrărilor de creare a primei centrale nucleare, iar N.A. Dollezhal a fost numit proiectant-șef al reactorului. La 27 iunie 1954, la Obninsk, Rusia, a fost lansată prima centrală nucleară din lume cu o capacitate de 5 MW. În 1955, la combinatul chimic siberian a fost lansat un nou reactor industrial I-1, mai puternic, cu o capacitate inițială de 300 MW, care a fost mărită de 5 ori în timp.
În 1958, a fost lansat un reactor de uraniu-grafit cu circuit dublu, cu un ciclu de răcire închis EI-2, care a fost dezvoltat la Institutul de Cercetare și Proiectare de Inginerie Energetică, numit astfel. N.A. Dollezhal (NIKIET).
Prima centrală nucleară din lume
Slide nr. 11
În 1964, centralele nucleare Beloyarsk și Novovoronezh au produs curent industrial. Dezvoltarea industrială a reactoarelor cu apă-grafit în industria energiei electrice a urmat linia de proiectare a RBMK - reactoare cu canale de mare putere. Reactorul nuclear RBMK-1000 este un reactor cu canal eterogen care utilizează neutroni termici, care utilizează dioxid de uraniu ușor îmbogățit în U-235 (2%) ca combustibil, grafit ca moderator și apă ușoară clocotită ca lichid de răcire. Dezvoltarea RBMK-1000 a fost condusă de N.A. Dollezhal. Aceste reactoare au fost unul dintre bazele energiei nucleare. A doua versiune a reactoarelor a fost reactorul de putere răcit cu apă VVER, a cărui proiectare datează din 1954. Ideea pentru proiectarea acestui reactor a fost propusă la Institutul Kurchatov RRC. VVER este un reactor de putere cu neutroni termici. Prima unitate de putere cu reactorul VVER-210 a fost pusă în funcțiune la sfârșitul anului 1964 la CNE Novovoronezh În 1964, centralele nucleare Beloyarsk și Novovoronezh au produs curent industrial. Dezvoltarea industrială a reactoarelor cu apă-grafit în industria energiei electrice a urmat linia de proiectare a RBMK - reactoare cu canale de mare putere. Reactorul nuclear RBMK-1000 este un reactor cu canal eterogen care utilizează neutroni termici, care utilizează dioxid de uraniu ușor îmbogățit în U-235 (2%) ca combustibil, grafit ca moderator și apă ușoară clocotită ca lichid de răcire. Dezvoltarea RBMK-1000 a fost condusă de N.A. Dollezhal. Aceste reactoare au fost unul dintre bazele energiei nucleare. A doua versiune a reactoarelor a fost reactorul de putere răcit cu apă VVER, a cărui proiectare datează din 1954. Ideea pentru proiectarea acestui reactor a fost propusă la Institutul Kurchatov RRC. VVER este un reactor de putere cu neutroni termici. Prima unitate de putere cu reactorul VVER-210 a fost pusă în funcțiune la sfârșitul anului 1964 la CNE Novovronezh.
CNE Beloyarsk
Slide nr. 12
Centrala nucleară Novovoronezh - prima centrală nucleară din Rusia cu reactoare VVER - este situată în regiunea Voronezh, la 40 km spre sud.
Voronej, pe mal
Don River.
Din 1964 până în 1980, în stație au fost construite cinci unități de putere cu reactoare VVER, fiecare dintre ele fiind cea principală, adică. prototip de reactoare de putere în serie.
Slide nr. 13
Stația a fost construită în patru etape: prima etapă - unitatea de putere nr. 1 (VVER-210 - în 1964), a doua etapă - unitatea de putere nr. 2 (VVER-365 - în 1969), a treia treaptă - unități de putere Nr. 3 și 4 (VVER-440, în 1971 și 1972), a patra treaptă - unitatea de putere nr. 5 (VVER-1000, 1980).
În 1984, după 20 de ani de funcționare, unitatea de putere nr. 1 a fost scoasă din funcțiune, iar în 1990, unitatea de putere nr. 2. Rămân în funcțiune trei unități de putere - cu o capacitate electrică totală de 1834 MW VVER-1000
Slide nr. 14
Novovoronezh NPP satisface pe deplin nevoile regiunii Voronezh pentru energie electrică și până la 90% - nevoile de căldură ale orașului Novovoronezh.
Pentru prima dată în Europa, un set unic de lucrări a fost efectuat la unitățile de putere nr. 3 și 4 pentru a prelungi durata de viață a acestora cu 15 ani și au fost obținute licențele corespunzătoare de la Rostechnadzor. Au fost efectuate lucrări de modernizare și extindere a duratei de viață a unității de alimentare nr. 5.
De la punerea în funcțiune a primei unități de alimentare (septembrie 1964), centrala nucleară Novovoronezh a generat peste 439 miliarde kWh de energie electrică.
Slide nr. 15
În 1985, în URSS existau 15 centrale nucleare: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk, Smolensk, Kalinin, Balakovsk (RSFSR), armeană, Cernobîl, Rivne, ucraineană de sud, Zaporojie, Ignalinsk (altfel). ) URSS). Au fost în funcțiune 40 de unități de putere de tip RBMK, VVER, EGP și o unitate de putere cu un reactor cu neutroni rapidi BN-600, cu o capacitate totală de aproximativ 27 milioane kW. În 1985, centralele nucleare ale țării au produs mai mult de 170 de miliarde de kWh, ceea ce a reprezentat 11% din întreaga producție de energie electrică În 1985, existau 15 centrale nucleare în URSS: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk. , Smolensk, Kalinin, Balakovo (RSFSR), armeană, Cernobîl, Rivne, ucraineană de sud, Zaporojie, Ignalinsk (alte republici ale URSS). Au fost în funcțiune 40 de unități de putere de tip RBMK, VVER, EGP și o unitate de putere cu un reactor cu neutroni rapidi BN-600, cu o capacitate totală de aproximativ 27 milioane kW. În 1985, centralele nucleare ale țării au produs peste 170 de miliarde de kWh, ceea ce a reprezentat 11% din întreaga producție de energie electrică.
Slide nr. 16
Acest accident a schimbat radical cursul dezvoltării energiei nucleare și a dus la o scădere a ratei de punere în funcțiune a noilor capacități în majoritatea ţările dezvoltate, inclusiv în Rusia Acest accident a schimbat radical cursul dezvoltării energiei nucleare și a dus la o încetinire a ritmului de punere în funcțiune a noilor capacități în majoritatea țărilor dezvoltate, inclusiv în Rusia.
Pe 25 aprilie, la ora 01:23:49, au avut loc două explozii puternice cu distrugerea completă a centralei reactorului. Accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl a devenit cel mai mare accident nuclear tehnic din istorie.
Peste 200.000 de metri pătrați au fost poluați. km, aproximativ 70% - pe teritoriul Belarusului, Rusiei și Ucrainei, restul pe teritoriul statelor baltice, Poloniei și țărilor scandinave. În urma accidentului, aproximativ 5 milioane de hectare de teren au fost scoase din folosință agricolă, s-a creat o zonă de excludere de 30 de kilometri în jurul centralei nucleare, sute de mici așezări au fost distruse și îngropate (îngropate cu utilaje grele).
Slide nr. 17
Până în 1998, situația în industrie în ansamblu, precum și în părțile sale energetice și de arme nucleare, a început să se stabilizeze. Încrederea populației în energia nucleară a început să fie restabilită. Deja în 1999, centralele nucleare din Rusia au generat același număr de kilowați-oră de energie electrică care au fost generați în 1990 de centralele nucleare situate pe teritoriul fostului RSFSR. Până în 1998, situația din industrie în ansamblu precum și în energia sa și părțile armelor nucleare au început să se stabilizeze. Încrederea populației în energia nucleară a început să fie restabilită. Deja în 1999, centralele nucleare rusești generau aceeași cantitate de kilowați-oră de energie electrică care a fost generată în 1990 de centralele nucleare situate pe teritoriul fostei RSFSR.
În complexul de arme nucleare, începând cu anul 1998, a fost implementat programul țintă federal „Dezvoltarea complexului de arme nucleare pentru perioada 2003”, iar din 2006, al doilea program țintă „Dezvoltarea complexului de arme nucleare pentru perioada 2006-2009 și pentru viitorul 2010-2015.”
Slide nr. 18
În ceea ce privește utilizarea pașnică a energiei nucleare, în februarie 2010, a fost adoptat programul țintă federal „Tehnologii de energie nucleară de nouă generație pentru perioada 2010-2015”. și pentru viitor până în 2020.” Scopul principal al programului este de a dezvolta o nouă generație de tehnologii de energie nucleară pentru centralele nucleare care să răspundă nevoilor energetice ale țării și să crească eficiența utilizării uraniului natural și a combustibilului nuclear uzat, precum și studiul unor noi modalități de utilizare. energia nucleului atomic În ceea ce privește utilizarea pașnică a energiei nucleare în februarie 2010. A fost adoptat programul țintă federal „Tehnologii de energie nucleară de nouă generație pentru perioada 2010-2015”. și pentru viitor până în 2020.” Scopul principal al programului este dezvoltarea unei noi generații de tehnologii de energie nucleară pentru centralele nucleare, care să răspundă nevoilor energetice ale țării și să crească eficiența utilizării uraniului natural și a combustibilului nuclear uzat, precum și studiul unor noi modalități de utilizare a energia nucleului atomic.
Slide nr. 19
O direcție importantă în dezvoltarea energiei nucleare mici o reprezintă centralele nucleare plutitoare. Proiectul unei centrale termice nucleare de mică putere (ATEP) bazată pe o unitate de putere plutitoare (FPU) cu două unități reactoare KLT-40S a început să fie dezvoltat în 1994. Un APEC plutitor are o serie de avantaje: capacitatea de a funcționa în condiţii de permafrost în teritoriul de dincolo de Cercul Polar. FPU este conceput pentru orice accident, proiect centrală nucleară plutitoare se potrivește cu toate cerințe moderne siguranța și, de asemenea, rezolvă complet problema securității nucleare pentru zonele active din punct de vedere seismic. În iunie 2010, a fost lansată prima unitate de putere plutitoare din lume, Akademik Lomonosov, care, după teste suplimentare, a fost trimisă la baza sa din Kamchatka. Un domeniu important în dezvoltarea energiei nucleare mici este centralele nucleare plutitoare. Proiectul unei centrale termice nucleare de mică putere (ATEP) bazată pe o unitate de putere plutitoare (FPU) cu două unități reactoare KLT-40S a început să fie dezvoltat în 1994. Un APEC plutitor are o serie de avantaje: capacitatea de a funcționa în condiţii de permafrost în teritoriul de dincolo de Cercul Polar. FPU este proiectat pentru orice accident, proiectarea centralei nucleare plutitoare îndeplinește toate cerințele moderne de siguranță și, de asemenea, rezolvă complet problema securității nucleare pentru zonele active din punct de vedere seismic. În iunie 2010, a fost lansată prima unitate de putere plutitoare din lume, Akademik Lomonosov, care, după teste suplimentare, a fost trimisă la baza sa din Kamchatka.
Slide nr. 20
asigurarea parității nucleare strategice, îndeplinirea ordinelor de apărare a statului, menținerea și dezvoltarea complexului de arme nucleare;
efectuarea de cercetări științifice în domeniul fizicii nucleare, al energiei nucleare și termonucleare, al științei materialelor speciale și al tehnologiilor avansate;
dezvoltarea energiei nucleare, inclusiv furnizarea de materii prime, ciclul combustibilului, ingineria mașinilor și instrumentelor nucleare, construcția de centrale nucleare interne și străine.
Slide 2
ŢINTĂ:
Evaluează pozitivul și aspecte negative utilizarea energiei nucleare în societatea modernă. Formează idei legate de amenințarea păcii și a umanității atunci când se folosește energia nucleară.
Slide 3
Aplicarea energiei nucleare
Energia este fundamentul. Toate beneficiile civilizației, toate sferele materiale ale activității umane – de la spălarea hainelor până la explorarea Lunii și Marte – necesită consum de energie. Și cu cât mai departe, cu atât mai mult. Astăzi, energia atomică este utilizată pe scară largă în multe sectoare ale economiei. Se construiesc submarine puternice și nave de suprafață cu arme nucleare centrale electrice. Atomul pașnic este folosit pentru a căuta minerale. Aplicare masivă în biologie, agricultură, medicina, izotopi radioactivi au fost gasiti in explorarea spatiului.
Slide 4
Energie: „PENTRU”
a) Energia nucleară este astăzi cea mai buna vedere obtinerea energiei. Economic, de mare putere, ecologic atunci când este utilizat corect. b) Centralele nucleare, în comparație cu termocentralele tradiționale, au un avantaj în costul combustibilului, ceea ce este evident mai ales în acele regiuni în care există dificultăți în furnizarea de combustibil și resurse energetice, precum și o tendință constantă de creștere a costului fosilei. producția de combustibil. c) Nici centralele nucleare nu sunt caracterizate prin poluare mediu natural cenușă, gaze de ardere cu CO2, NOx, SOx, ape reziduale care conțin produse petroliere.
Slide 5
Centrala nucleara, centrala termica, centrala hidroelectrica - civilizatie moderna
Civilizația modernă este de neconceput fără energie electrică. Producția și utilizarea energiei electrice crește în fiecare an, dar spectrul unei viitoare foamete energetice se profilează deja în fața umanității din cauza epuizării zăcămintelor de combustibili fosili și a creșterii pierderilor de mediu la obținerea energiei electrice. Energia eliberată în reacțiile nucleare este de milioane de ori mai mare decât cea produsă de reacțiile chimice convenționale (de exemplu, reacțiile de ardere), astfel încât puterea calorică a combustibilului nuclear este nemăsurat mai mare decât cea a combustibilului convențional. Utilizarea combustibilului nuclear pentru a genera energie electrică este o idee extrem de tentantă Avantajele centralelor nucleare (CNP) față de centralele termice (CHP) și centralele hidroelectrice (HPP) sunt evidente: nu există deșeuri, nu există emisii de gaze, nu există. trebuie să execute volume uriașe de construcții, să construiască baraje și să îngroape pământ fertil pe fundul rezervoarelor. Poate că singurele mai ecologice decât centralele nucleare sunt centralele care folosesc energie solară sau eoliană. Dar atât turbinele eoliene, cât și centralele solare sunt încă cu putere redusă și nu pot satisface nevoile oamenilor de electricitate ieftină - iar această nevoie crește din ce în ce mai repede. Și totuși, fezabilitatea construcției și exploatării centralelor nucleare este adesea pusă la îndoială din cauza efectelor nocive ale substanțelor radioactive asupra mediului și asupra oamenilor.
Slide 6
Perspective pentru energia nucleară
După un început bun, țara noastră a rămas în urma țărilor lider ale lumii în domeniul dezvoltării energiei nucleare din toate punctele de vedere. Desigur, energia nucleară poate fi abandonată cu totul. Acest lucru va elimina complet riscul expunerii umane și amenințarea accidentelor nucleare. Dar apoi, pentru a satisface nevoile energetice, va fi necesară creșterea construcției de centrale termice și hidrocentrale. Și acest lucru va duce inevitabil la o poluare mare a atmosferei cu substanțe nocive, la acumularea de cantități în exces de dioxid de carbon în atmosferă, la modificări ale climei Pământului și la perturbarea echilibrului termic la scară planetară. Între timp, spectrul foametei de energie începe să amenințe cu adevărat umanitatea Radiația este o forță formidabilă și periculoasă, dar cu atitudinea corectă, este foarte posibil să lucrezi cu ea. Este tipic că cei cărora le este cel mai puțin frică de radiații sunt cei care se confruntă în mod constant cu ea și sunt bine conștienți de toate pericolele asociate cu acestea. În acest sens, este interesant de comparat statisticile și evaluarea intuitivă a gradului de pericol al diferiților factori viata de zi cu zi. Astfel, s-a stabilit că cel mai mare număr de vieți omenești sunt revendicate de fumat, alcool și mașini. Între timp, potrivit persoanelor din grupuri de populație de diferite vârste și studii, cel mai mare pericol pentru viață îl reprezintă energia nucleară și armele de foc (daunele cauzate umanității de fumat și alcool sunt în mod clar subestimate specialiștii care pot evalua cel mai calificat avantajele și posibilitățile de utilizare a energiei nucleare Experții consideră că omenirea nu se mai poate lipsi de energia atomică. Energia nucleară este una dintre cele mai promițătoare modalități de a satisface foamea de energie a umanității în fața problemelor energetice asociate cu utilizarea combustibililor fosili.
Slide 7
Avantajele energiei nucleare
Există atât de multe beneficii ale centralelor nucleare. Sunt complet independente de siturile de exploatare a uraniului. Combustibilul nuclear este compact și are o durată de viață destul de lungă. Centralele nucleare sunt orientate către consumatori și devin din ce în ce mai solicitate în locurile în care există o penurie acută de combustibili fosili și cererea de energie electrică este foarte mare. Un alt avantaj este costul redus al energiei produse și costurile relativ mici de construcție. În comparație cu centralele termice, centralele nucleare nu emit o cantitate atât de mare de substanțe nocive în atmosferă, iar funcționarea lor nu duce la creșterea efectului de seră. În prezent, oamenii de știință se confruntă cu sarcina de a crește eficiența utilizării uraniului. Se rezolvă folosind reactoare de reproducere rapidă (FBR). Împreună cu reactoarele cu neutroni termici, acestea măresc producția de energie pe tonă de uraniu natural de 20-30 de ori. Odată cu utilizarea integrală a uraniului natural, extracția sa din minereuri foarte sărace și chiar extracția sa din apa de mare devine profitabilă. Utilizarea centralelor nucleare cu RBN duce la unele dificultăți tehnice, care în prezent sunt în curs de rezolvare. Rusia poate folosi drept combustibil uraniul foarte îmbogățit eliberat ca urmare a reducerii numărului de focoase nucleare.
Slide 8
Medicament
Metodele de diagnostic și terapeutice și-au demonstrat randament ridicat. Când este iradiat celule canceroaseγ – cu raze încetează să se mai divizeze. Și dacă cancerul este într-un stadiu incipient, atunci tratamentul are succes în cantități mici de izotopi radioactivi. De exemplu, bariul radioactiv este utilizat în fluoroscopia stomacului. Izotopii sunt utilizați cu succes în studiul metabolismului iodului în glanda tiroidă
Slide 9
Cel mai bun
Kashiwazaki-Kariwa este cea mai mare centrală nucleară din lume în ceea ce privește capacitatea instalată (din 2008) și este situată în orașul japonez Kashiwazaki, prefectura Niigata. Există cinci reactoare cu apă fierbinte (BWR) și două reactoare avansate cu apă fierbinte (ABWR) în funcțiune, cu o capacitate combinată de 8.212 GigaWatt.
Slide 10
CNE Zaporojie
Slide 11
Înlocuire alternativă pentru centralele nucleare
Energia solară. Cantitatea totală de energie solară care ajunge la suprafața Pământului este de 6,7 ori mai mare decât potențialul global al resurselor de combustibili fosili. Folosirea a doar 0,5% din această rezervă ar putea acoperi complet nevoile de energie ale lumii timp de milenii. Spre nord Potențialul tehnic al energiei solare în Rusia (2,3 miliarde de tone de combustibil convențional pe an) este de aproximativ 2 ori mai mare decât consumul de combustibil de astăzi.
Slide 12
Căldura pământului. Energia geotermală - tradus literal înseamnă: energia termică a pământului. Volumul Pământului este de aproximativ 1085 miliarde km cubi și tot, cu excepția unui strat subțire al scoarței terestre, are o temperatură foarte ridicată. Dacă luăm în considerare și capacitatea termică a rocilor Pământului, devine clar că căldura geotermală este, fără îndoială, cea mai mare sursă de energie pe care omul o are în prezent la dispoziție. Mai mult, aceasta este energia din formă pură, deoarece există deja sub formă de căldură și, prin urmare, nu necesită arderea combustibilului sau crearea de reactoare pentru a-l obține.
Slide 13
Avantajele reactoarelor apă-grafit
Avantajele unui reactor cu grafit canal sunt posibilitatea de a folosi simultan grafitul ca moderator și material structural pentru miez, ceea ce permite utilizarea canalelor de proces în versiuni înlocuibile și neînlocuibile, utilizarea barelor de combustibil într-o tijă sau tubulară. design cu răcire unilaterală sau integrală prin lichidul lor de răcire. Diagrama de proiectare a reactorului și a miezului face posibilă organizarea realimentării cu combustibil într-un reactor în funcțiune, aplicarea principiului zonal sau secțional al construcției miezului, permițând profilarea eliberării de energie și îndepărtarea căldurii, utilizarea pe scară largă a proiectelor standard și implementarea supraîncălzirii nucleare a aburului, adică supraîncălzirea aburului direct în miez.
Slide 14
Energia nucleară și mediul înconjurător
Astăzi, energia nucleară și impactul ei asupra mediului sunt problemele cele mai presante la congresele și întâlnirile internaționale. Această problemă a devenit deosebit de acută după accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl (ChNPP). La astfel de congrese, probleme legate de munca de instalare la o centrală nucleară. Precum și problemele care afectează starea echipamentelor de lucru din aceste stații. După cum știți, funcționarea centralelor nucleare se bazează pe scindarea uraniului în atomi. Prin urmare, extracția acestui combustibil pentru stații este, de asemenea, o problemă importantă astăzi. Multe probleme legate de centralele nucleare sunt legate de mediu într-un fel sau altul. Deși funcționarea centralelor nucleare aduce o cantitate mare de energie utilă, din păcate, toate „pro” din natură sunt compensate de „contra”. Energia nucleară nu face excepție: în funcționarea centralelor nucleare se confruntă cu probleme de eliminare, depozitare, procesare și transportul deșeurilor.
Slide 15
Cât de periculoasă este energia nucleară?
Energia nucleară este o industrie în curs de dezvoltare. Este evident că este destinat unui viitor mare, deoarece rezervele de petrol, gaze și cărbune se usucă treptat, iar uraniul este un element destul de comun pe Pământ. Dar trebuie amintit că energia nucleară este asociată cu un pericol crescut pentru oameni, care, în special, se manifestă prin consecințele extrem de adverse ale accidentelor cu distrugerea reactoarelor nucleare.
Slide 16
Energie: „împotrivă”
„împotriva” centralelor nucleare: a) Consecințele teribile ale accidentelor la centralele nucleare. b) Impact mecanic local asupra reliefului - în timpul construcției. c) Daune aduse persoanelor în sisteme tehnologice- în timpul funcționării. d) Scurgerea apelor de suprafață și subterane care conțin componente chimice și radioactive. e) Modificări ale naturii utilizării terenurilor și proceselor metabolice din imediata vecinătate a centralei nucleare. f) Modificări ale caracteristicilor microclimatice ale zonelor adiacente.
Slide 17
Nu doar radiații
Funcționarea centralelor nucleare este însoțită nu numai de pericolul contaminării cu radiații, ci și de alte tipuri de impact asupra mediului. Efectul principal este efectul termic. Este de una și jumătate până la două ori mai mare decât de la centralele termice. În timpul funcționării unei centrale nucleare, este necesar să se răcească vaporii de apă uzată. Cel mai simplu mod este răcirea cu apă dintr-un râu, lac, mare sau bazine special construite. Apa încălzită cu 5-15 °C revine la aceeași sursă. Dar această metodă poartă cu ea pericolul deteriorării situației mediului în mediul acvatic în locațiile centralelor nucleare Un sistem de alimentare cu apă care utilizează turnuri de răcire, în care apa este răcită datorită evaporării și răcirii sale parțiale, este utilizat pe scară largă. . Pierderile mici sunt completate prin completarea constantă cu apă proaspătă. Cu un astfel de sistem de răcire, o cantitate imensă de vapori de apă și picături de umiditate este eliberată în atmosferă. Acest lucru poate duce la o creștere a cantității de precipitații, a frecvenței formării de ceață și a tulburării În ultimii ani, a început să fie utilizat un sistem de răcire cu aer pentru vapori de apă. În acest caz, nu există pierderi de apă și este cel mai ecologic. Cu toate acestea, un astfel de sistem nu funcționează la temperaturi medii ridicate ale mediului ambiant. În plus, costul energiei electrice crește semnificativ.
Slide 18
Inamic Invizibil
Trei elemente radioactive sunt în primul rând responsabile pentru radiația naturală a pământului - uraniu, toriu și actiniu. Aceste elemente chimice sunt instabile; Când se degradează, eliberează energie sau devin surse de radiații ionizante. De regulă, degradarea produce un gaz greu invizibil, insipid și inodor, radonul. Există ca doi izotopi: radon-222, un membru al seriei radioactive formate din produșii de descompunere ai uraniului-238, și radon-220 (numit și toron), un membru al seriei radioactive thorium-232. Radonul se formează în mod constant în adâncurile Pământului, se acumulează în stânci, și apoi se deplasează treptat de-a lungul crăpăturilor la suprafața Pământului. O persoană primește foarte des radiații de la radon în timp ce este acasă sau la locul de muncă și nu este conștientă de pericol - într-o cameră închisă, neventilata, unde concentrația acestui gaz - o. sursă de radiații - este crescută Radonul pătrunde în casă de la sol - prin crăpăturile fundației și prin podea - și se acumulează în principal la etajele inferioare ale clădirilor rezidențiale și industriale. Există însă și cazuri în care clădirile rezidențiale și clădirile industriale sunt construite direct pe vechile haldări ale întreprinderilor miniere, unde elementele radioactive sunt prezente în cantități semnificative. Dacă în producția de construcții se folosesc materiale precum granit, piatră ponce, alumină, fosfogips, cărămidă roșie, zgură de silicat de calciu, materialul de perete devine o sursă de radiație de radon sursă potențială de radon Și dacă apa pentru nevoile casnice este pompată din straturi de apă adânci saturate cu radon, atunci există o concentrație mare de radon în aer chiar și atunci când spălați hainele! Apropo, s-a constatat că concentrația medie de radon în baie este de obicei de 40 de ori mai mare decât în camerele de zi și de câteva ori mai mare decât în bucătărie.
Slide 19
„gunoi” radioactiv
Chiar dacă o centrală nucleară funcționează perfect și fără cea mai mică defecțiune, funcționarea ei duce inevitabil la acumularea de substanțe radioactive. Prin urmare, oamenii trebuie să rezolve o problemă foarte serioasă, al cărei nume este depozitarea în siguranță a deșeurilor. Deșeurile din orice industrie cu o scară mare de producție de energie, diverse produse și materiale creează o problemă uriașă. Poluarea mediului și a atmosferei în multe zone ale planetei noastre provoacă îngrijorare și îngrijorare. Este vorba despre despre posibilitatea păstrării florei și faunei nu în forma lor originală, dar cel puțin în limitele standardelor minime de mediu sunt generate deșeuri radioactive în aproape toate etapele ciclului nuclear. Se acumulează sub formă de substanțe lichide, solide și gazoase cu diferite niveluri activitate și concentrare. Cele mai multe deșeuri sunt de nivel scăzut: apă folosită pentru curățarea gazelor și suprafețelor reactorului, mănuși și încălțăminte, unelte contaminate și becuri arse din încăperi radioactive, echipamente uzate, praf, filtre de gaz și multe altele.
Slide 20
Combaterea deșeurilor radioactive
Gazele și apa contaminată sunt trecute prin filtre speciale până când ajung la puritate aerul atmosfericŞi apă potabilă. Filtrele care au devenit radioactive sunt reciclate împreună cu deșeuri solide. Acestea sunt amestecate cu ciment și transformate în blocuri sau turnate în recipiente de oțel împreună cu bitumul fierbinte, cel mai dificil de pregătit pentru depozitarea pe termen lung. Cel mai bine este să transformați astfel de „gunoi” în sticlă și ceramică. Pentru a face acest lucru, deșeurile sunt calcinate și topite cu substanțe care formează o masă vitroceramică. Se calculează că va dura cel puțin 100 de ani pentru a dizolva 1 mm din stratul de suprafață al unei astfel de mase în apă Spre deosebire de multe deșeuri chimice, pericolul deșeurilor radioactive scade în timp. Majoritatea izotopilor radioactivi au un timp de înjumătățire de aproximativ 30 de ani, așa că în 300 de ani vor dispărea aproape complet. Așadar, pentru eliminarea finală a deșeurilor radioactive, este necesară construirea unor astfel de instalații de depozitare pe termen lung care să izoleze în mod fiabil deșeurile de la pătrunderea lor în mediu până la dezintegrarea completă a radionuclizilor. Astfel de spații de depozitare sunt numite cimitire.
Slide 21
Explozie la centrala nucleară de la Cernobîl pe 26 aprilie 1986.
Pe 25 aprilie, a 4-a unitate de putere a fost oprită pentru întreținere programată, timp în care erau planificate mai multe teste de echipamente. În conformitate cu programul, puterea reactorului a fost redusă și apoi au început probleme legate de fenomenul de „otrăvire cu xenon” (acumularea izotopului de xenon într-un reactor care funcționează la putere redusă, inhibând și mai mult funcționarea reactorului). Pentru a compensa otrăvirea, tijele absorbante au fost ridicate și puterea a început să crească. Ce s-a întâmplat în continuare nu este tocmai clar. Raportul Grupului Internațional de Consiliere pentru Securitate Nucleară menționa: „Nu se știe cu certitudine ce a declanșat creșterea puterii care a dus la distrugerea reactorului de la centrala nucleară de la Cernobîl”. Au încercat să suprime acest salt brusc coborând tijele absorbante, dar din cauza designului lor slab, nu a fost posibil să încetinească reacția și a avut loc o explozie.
Slide 22
Cernobîl
Analiză Accident de la Cernobîl confirmă în mod convingător faptul că poluarea radioactivă a mediului este cea mai importantă consecință de mediu a accidentelor de radiații cu degajări de radionuclizi, principalul factor care influențează sănătatea și condițiile de viață ale oamenilor din zonele expuse la contaminare radioactivă.
Slide 23
Cernobîl japonez
Recent, a avut loc o explozie la centrala nucleară Fukushima 1 (Japonia) din cauza unui cutremur puternic. Accidentul de la centrala nucleară de la Fukushima a fost primul dezastru la o instalație nucleară cauzat de impactul, deși indirect, al dezastrelor naturale. Până acum, cele mai mari accidente au fost de natură „internă”: au fost cauzate de o combinație de elemente de proiectare nereușite și factori umani.
Slide 24
Explozie în Japonia
La stația Fukushima-1, situată în prefectura cu același nume, pe 14 martie, hidrogenul care se acumulase sub acoperișul celui de-al treilea reactor a explodat. Potrivit Tokyo Electric Power Co (TEPCO), operatorul centralei nucleare. Japonia a informat Agenția Internațională pentru Energie Atomică (AIEA) că, în urma exploziei de la centrala nucleară Fukushima-1, radiația de fond în zona accidentului a depășit limita permisă.
Slide 25
Consecințele radiațiilor:
Mutații Boli canceroase (glanda tiroidă, leucemie, sân, plămân, stomac, intestine) Tulburări ereditare Sterilitatea ovarelor la femei. Demenţă
Slide 26
Coeficientul de sensibilitate a țesuturilor la doza de radiație echivalentă
Slide 27
Rezultate radiații
Slide 28
Concluzie
Factorii „Pro” ai centralelor nucleare: 1. Energia nucleară este de departe cea mai bună formă de producere a energiei. Economic, de mare putere, ecologic atunci când este utilizat corect.
2. Centralele nucleare, în comparație cu termocentralele tradiționale, au un avantaj în costul combustibilului, ceea ce este evident mai ales în acele regiuni în care există dificultăți în furnizarea de combustibil și resurse energetice, precum și o tendință constantă de creștere a costului fosilelor. producția de combustibil.
3. De asemenea, centralele nucleare nu sunt predispuse la poluarea mediului natural cu cenușă, gaze de ardere cu CO2, NOx, SOx și ape uzate care conțin produse petroliere. Factori „împotriva” centralelor nucleare: 1. Consecințele teribile ale accidentelor la centralele nucleare.
2. Impact mecanic local asupra terenului – în timpul construcției. 3. Deteriorarea persoanelor în sistemele tehnologice - în timpul funcționării. 4. Scurgerea apelor de suprafață și subterane care conțin componente chimice și radioactive. 5. Modificări ale naturii utilizării terenurilor și proceselor metabolice din imediata vecinătate a centralei nucleare. 6. Modificări ale caracteristicilor microclimatice ale zonelor adiacente. Vizualizați toate diapozitiveleSlide 1
* Prognoze mondiale pentru dezvoltarea energiei nucleare Echivalarea consumului specific de energie în țările dezvoltate și în curs de dezvoltare va necesita o creștere de trei ori a cererii de resurse energetice până în 2050. O parte semnificativă a creșterii nevoilor globale de combustibil și energie poate fi preluată de energia nucleară, care îndeplinește cerințele de siguranță și economice ale energiei la scară largă. WETO - „World Energy Technology Outlook - 2050”, Comisia Europeană, 2006 „The Future of Nuclear Energy”, Massachusetts Institute of Technology, 2003
Slide 3
* Starea și perspectivele imediate pentru dezvoltarea energiei nucleare la nivel mondial în 12 țări, se construiesc 30 de unități nucleare cu o capacitate totală de 23,4 GW(e). aproximativ 40 de țări și-au declarat oficial intențiile de a crea un sector nuclear în sectorul energetic național. Până la sfârșitul anului 2007, 439 de reactoare nucleare cu o capacitate instalată totală de 372,2 GW(e) funcționau în 30 de țări din întreaga lume (adăpostește două treimi din populația lumii). Ponderea nucleară în producția mondială de energie electrică a fost de 17%. Țara Număr reactoare, buc. Putere, MW Ponderea energiei nucleare în producție e/e, % Franța 59 63260 76,9 Lituania 1 1185 64,4 Slovacia 5 2034 54,3 Belgia 7 5824 54,1 Ucraina 15 13107 48,1 Suedia 10 9014 41,36 Slovenia 41,36 Elveția 41,36 5 3220 40,0 Ungaria 4 1829 36,8 Coreea de Sud. 20 17451 35,3 Bulgaria 2 1906 32,3 Cehia 6 3619 30,3 Finlanda 4 2696 28,9 Japonia 55 47587 27,5 Germania 17 20470 27,3 Țara Număr reactoare, buc. Putere, MW Ponderea energiei nucleare în producție e/e, % SUA 104 100582 19,4 Taiwan (China) 6 4921 19,3 Spania 8 7450 17,4 Rusia 31 21743 16,0 Marea Britanie 19 10222 15,1 Canada 18 12589 12589 12589 12589 21743 16,0 Africa de Sud 2.1800 5,5 Mexic 2.1360 4,6 Țările de Jos 1.482 4.1 Brazilia 2.1795 2,8 India 17.3782 2,5 Pakistan 2.425 2,3 China 11.8572 1,9 Total 439 372202 17,0
Slide 4
* Dezvoltarea în două etape a energiei nucleare Energia din reactoare termice și acumularea de plutoniu în acestea pentru lansarea și dezvoltarea paralelă a reactoarelor rapide. Dezvoltarea de centrale nucleare de mari dimensiuni bazate pe reactoare rapide, care înlocuiesc treptat generarea tradițională de energie cu combustibili organici fosili. Scopul strategic al dezvoltării energiei nucleare a fost stăpânirea resurselor inepuizabile de combustibil ieftin - uraniu și, eventual, toriu, pe baza de reactoare rapide. Scopul tactic al dezvoltării energiei nucleare a fost utilizarea reactoarelor termice U-235 (dezvoltate pentru producerea de materiale de calitate pentru arme, plutoniu și tritiu și pentru submarinele nucleare) pentru a produce energie și radioizotopi pentru economie nationalași acumularea de plutoniu de calitate energetică pentru reactoare rapide.
Slide 5
* Industria nucleară a Rusiei În prezent, industria include: Complexul de arme nucleare (NWC). Complexul de securitate nucleară și de radiații (NRS). Complexul Energetic Nuclear (NEC): ciclul combustibilului nuclear; energie nucleară. Complexul științific și tehnic (STC). Corporația de Stat ROSATOM este concepută pentru a asigura unitatea sistemului de management pentru a sincroniza programele de dezvoltare a industriei cu sistemul de priorități externe și interne al Rusiei. Sarcina principală a OJSC Atomenergoprom este de a forma o companie globală care să concureze cu succes pe piețele cheie.
Slide 6
* În 2008, funcționau 10 centrale nucleare (31 de unități de putere) cu o capacitate de 23,2 GW. În 2007, centralele nucleare au produs 158,3 miliarde kWh de energie electrică. Cota CNE: in producția generală energie electrică – 15,9% (în partea europeană – 29,9%); în capacitatea totală instalată - 11,0%. Centralele nucleare rusești în 2008
Slide 7
Slide 8
* Dezavantajele energiei nucleare moderne Ciclul deschis al combustibilului nuclear al reactoarelor termice este o resursă limitată de combustibil și problema gestionării combustibilului uzat. Costuri mari de capital pentru construcția unei centrale nucleare. Concentrați-vă pe unitățile de alimentare cu o capacitate mare de unități legate de nodurile rețelei de energie și consumatori mari de energie. Abilitate scăzută CNE la manevra de putere. În prezent, nu există o strategie specifică în lume pentru manipularea SNF din reactoare termice (până în 2010 se vor acumula peste 300.000 de tone de SNF, cu o creștere anuală de 11.000-12.000 de tone de SNF). Rusia a acumulat 14.000 de tone de combustibil uzat cu o radioactivitate totală de 4,6 miliarde de Ci, cu o creștere anuală de 850 de tone de combustibil uzat. Este necesar să treceți la o metodă uscată de depozitare a combustibilului nuclear uzat. Se recomandă amânarea reprocesării majorității combustibilului nuclear iradiat până la începerea construcției în serie a reactoarelor rapide de nouă generație.
Slide 9
* Probleme de manipulare a deșeurilor radioactive și a combustibilului nuclear uzat Un reactor termic cu o capacitate de 1 GW produce anual 800 de tone de deșeuri radioactive cu activitate scăzută și medie și 30 de tone de combustibil uzat de nivel înalt. Deșeurile de activitate, ocupând mai puțin de 1% din volum, ocupă 99% din totalul activității. Niciuna dintre țări nu a trecut la utilizarea tehnologiilor care ar rezolva problema manipulării combustibilului nuclear iradiat și a deșeurilor radioactive. Un reactor termic cu o putere electrică de 1 GW produce 200 kg de plutoniu anual. Rata de acumulare a plutoniului în lume este de ~70 de tone/an. Principalul document internațional care reglementează utilizarea plutoniului este Tratatul de neproliferare a armelor nucleare (TNP). Pentru consolidarea regimului de neproliferare este necesar suportul tehnologic al acestuia.
Slide 10
* Direcții de strategie în domeniul ingineriei nucleare Finalizarea producției elementelor critice ale tehnologiei centralei nucleare la întreprinderi rusești, inclusă total sau parțial în structura Corporației de Stat ROSASOM. Crearea de furnizori alternativi de echipamente de bază pentru actualii monopolişti. Pentru fiecare tip de echipament, se așteaptă să se formeze cel puțin doi producători posibili. Este necesară formarea de alianțe tactice și strategice ale Corporației de Stat ROSATOM cu principalii participanți la piață.
Slide 11
* Cerințe pentru tehnologiile energetice la scară largă Tehnologia energetică la scară largă nu ar trebui să fie supusă incertitudinilor naturale asociate cu extracția materiilor prime din combustibili fosili. Procesul de „ardere” a combustibilului trebuie să fie sigur. Deșeurile conținute trebuie să nu fie mai active din punct de vedere fizic și chimic decât materia primă combustibilă originală. Cu o creștere moderată a capacității de energie nucleară instalată, energia nucleară se va dezvolta în principal pe reactoare termice cu o pondere mică de reactoare rapide. În cazul dezvoltării intensive a energiei nucleare, reactoarele rapide vor juca un rol decisiv în aceasta.
Slide 12
* Energia nucleară și riscul proliferării armelor nucleare Elemente ale energiei nucleare care determină riscul proliferării armelor nucleare: Noua tehnologie nucleară nu trebuie să conducă la deschiderea de noi canale pentru obținerea de materiale de calitate pentru arme și utilizarea acesteia în scopuri similare. Dezvoltarea energiei nucleare folosind reactoare rapide cu un ciclu de combustibil proiectat corespunzător creează condiții pentru reducerea treptată a riscului de proliferare a armelor nucleare. Separarea izotopilor de uraniu (imbogatire). Separarea plutoniului și/sau U-233 de combustibilul iradiat. Depozitarea pe termen lung a combustibilului iradiat. Depozitarea plutoniului separat.
Slide 13
* Dezvoltarea energiei nucleare în Rusia până în 2020 Concluzie: 3,7 GW Kalinin 4 finalizarea NVNPP-2 1 Rostov 2 finalizarea NVNPP-2 2 Rostov 3 Rostov 4 LNPP-2 1 LNPP-2 2 LNPP-2 3 Beloyarka 4 BN-800 Kola 2 NVNPP 3 LNPP-2 4 Kola 1 LNPP 2 LNPP 1 NVNPP 4 Severskaya 1 Nijni Novgorod 1 Nijni Novgorod 2 Kola-2 1 Kola-2 2 program suplimentar obligatoriu Intrare: 32,1 GW (program obligatoriu) Plus 69 GW (program suplimentar. ) linia roșie limitează numărul de unități de putere cu finanțare garantată (FTP) linia albastră indică programul obligatoriu pentru punerea în funcțiune a unităților de energie Nizhny Novgorod 3 YuUralskaya 2 Tverskaya 1 Tverskaya 2 Central 1 Tverskaya 3 Tverskaya 4 YuUralskaya 3 YuUralskaya 4 YuUralskaya 4; 3 Kola-2 4 YuUralskaya 1 Severskaya 2 Nota 1 Nota 2 Kursk 5 NVNPP-2 3 Central 4 Nijni Novgorod 4 NVNPP-2 4 Central 2 Central 3 Unități operaționale - 58 Unități închise - 10 Raportul de personal ar trebui redus de la curent 1,5 persoane/MW până la 0,3-0,5 persoane/MW.
Slide 14
* Trecerea la nou platforma tehnologica Un element cheie al progresului științific și tehnic este dezvoltarea tehnologiei reactoarelor nucleare cu un reactor cu neutroni rapidi. Conceptul „CEL MAI BUN” cu combustibil cu nitrură, HF de echilibru și lichid de răcire cu metale grele este cel mai alegere promițătoare pentru a crea o bază pentru noi tehnologii de energie nucleară. Proiectul de asigurare este un reactor rapid (BN) răcit cu sodiu dezvoltat industrial. Din cauza problemelor legate de scalare, acest proiect este mai puțin promițător decât BEST, se bazează pe dezvoltarea de noi tipuri de combustibil și elemente ale unui ciclu închis de combustibil nuclear. Principiul siguranței inerente: excluderea deterministă a accidentelor grave la reactoare și a accidentelor la întreprinderile din ciclul combustibilului nuclear; transmutare ciclu închis al combustibilului nuclear cu fracţionarea produselor de reprocesare a combustibilului uzat; suport tehnologic pentru regimul de neproliferare.
Slide 15
* Structura posibilă a generării de energie până în 2050 Ponderea energiei nucleare în complexul de combustibil și energie după producție - 40% Ponderea energiei nucleare în complexul de combustibil și energie după producție - 35%
Slide 16
* Perioade de dezvoltare a tehnologiilor nucleare în secolul XXI Perioada de mobilizare: modernizarea și creșterea eficienței utilizării capacităților instalate, finalizarea unităților de putere, dezvoltarea evolutivă a reactoarelor și a tehnologiilor ciclului combustibilului cu introducerea lor în exploatare comercială, dezvoltare și exploatare de probă. tehnologii inovatoare pentru centralele nucleare și ciclul combustibilului. Perioada de tranziție: extinderea sferei energiei nucleare și dezvoltarea tehnologiilor inovatoare ale reactorului și ciclului combustibilului (reactoare rapide, reactoare de înaltă temperatură, reactoare pentru energie regională, ciclu închis uraniu-plutoniu și toriu-uraniu, folosirea utilă și arderea radionuclizi periculoși, izolarea geologică pe termen lung a deșeurilor, producția de hidrogen, desalinizarea apei). Perioada de dezvoltare: implementarea tehnologiilor nucleare inovatoare, formarea energiei nucleare și atomo-hidrogen multicomponente.
Slide 17
* Sarcini pe termen scurt (2009-2015) Formarea unei baze tehnice pentru rezolvarea problemei aprovizionării cu energie a țării folosind tehnologii de reactoare stăpânite cu dezvoltarea necondiționată a tehnologiilor inovatoare: Creșterea eficienței, modernizarea, prelungirea duratei de viață a reactoarelor existente, completarea unități de putere. Justificarea funcționării reactorului în regim de manevrabilitate și dezvoltarea sistemelor de menținere a funcționării centralei nucleare în regim de bază. Construcția de unități de generație următoare, inclusiv centrale nucleare cu BN-800, cu crearea simultană a producției pilot de combustibil MOX. Dezvoltarea programelor de alimentare regională cu energie nucleară pe bază de centrale nucleare mici și mijlocii. Desfășurarea unui program de lucru pentru închiderea ciclului combustibilului nuclear pentru uraniu și plutoniu pentru a rezolva problema aprovizionării nelimitate cu combustibil și a gestionării deșeurilor radioactive și a combustibilului nuclear uzat. Implementarea unui program de utilizare a surselor de energie nucleară pentru extinderea piețelor de vânzare (cogenerare, furnizare de căldură, producție de energie, desalinizare a apei de mare). Construcția de unități de putere în conformitate cu Schema generală.
Slide 18
* Sarcini pe termen mediu (2015-2030) Extinderea amplorii energiei nucleare și stăpânirea tehnologiilor inovatoare ale reactoarelor și ale ciclului combustibilului: Construcția de unități de energie în conformitate cu Schema generală. Dezvoltare și implementare proiect inovator VVER a treia generație. Dezafectarea și eliminarea unităților electrice de prima și a doua generație și înlocuirea acestora cu unități de generația a treia. Formarea unei baze tehnologice pentru tranziția la energia nucleară la scară largă. Dezvoltarea producției radiochimice pentru prelucrarea combustibililor. Funcționare de probă a unei centrale nucleare demonstrative cu un reactor rapid și instalații pentru ciclul combustibilului cu siguranță inerentă. Funcționarea de probă a unității prototip GT-MGR și producția de combustibil pentru aceasta (în cadrul proiect international). Construirea de instalații energetice la scară mică, inclusiv stații de energie și de desalinizare staționare și plutitoare. Dezvoltarea de reactoare de înaltă temperatură pentru producerea de hidrogen din apă.
Slide 19
* Obiective pe termen lung(2030-2050) Implementarea tehnologiilor nucleare inovatoare, formarea energiei nucleare și atomo-hidrogen multicomponente: Crearea unei infrastructuri de energie nucleară la scară largă pe o nouă platformă tehnologică. Construcția unei centrale nucleare demonstrative cu reactor termic cu ciclu toriu-uraniu și funcționarea de probă a acesteia. Tranziția la energia nucleară la scară largă necesită o cooperare internațională largă nivel de stat. Sunt necesare dezvoltări comune, concentrate pe nevoile energetice atât naționale, cât și globale.
Slide 20
Slide 21
Descrierea prezentării diapozitive individuale:
1 tobogan
Descrierea diapozitivei:
2 tobogan
Descrierea diapozitivei:
Întreaga lume, acoperind de la pământ până la cer, După ce a alarmat mai mult de o generație, Progresul științific mătură întreaga planetă. Ce se află în spate fenomen similar? Omul a mers în spațiu și a fost pe Lună. Natura are de toate mai puține secrete. Dar orice descoperire este un ajutor pentru război: același atom și aceleași rachete... Cum să folosești cunoștințele este preocuparea oamenilor. Nu este știință – omul de știință este responsabil. Cine le-a dat foc oamenilor - avea dreptate Prometeu. Cum va evolua pentru planetă?
3 slide
Descrierea diapozitivei:
Descoperirea lui Antoine Becquerel Februarie 1896 Experiment de la Paris: O cruce a fost pusă sub o farfurie cu săruri de uraniu pusă pe o placă fotografică învelită în hârtie opaca. Dar expoziția de săruri a trebuit să fie amânată din cauza vremii înnorate. Și în așteptarea soarelui, am așezat întreaga structură într-un sertar al dulapului. Duminică, 1 martie 1896, fără să aștepte vreme senină, a decis, pentru orice eventualitate, să dezvolte o placă fotografică și, spre surprinderea sa, a descoperit pe ea contururile clare ale unei cruci săruri de uraniu emise de radiații care pătrundeau prin straturi de hârtie opacă și a lăsat un semn clar pe placa fotografică fără „reîncărcare” cu lumină 1903 Premiul Nobel pentru descoperirea radioactivității naturale
4 slide
Descrierea diapozitivei:
Descoperirea radiului Pierre Curie 1859 – 1906 Maria Sklodowska – Curie 1867 – 1934 Razele descoperite de A. Becquerel au interesat-o pe Marie Curie S-a dovedit că astfel de raze provin nu numai din uraniu. Cuvântul „rază” este latină pentru „rază”. Prin urmare, Maria a propus numirea tuturor substanțelor care emit raze invizibile radioactive. Munca Mariei l-a interesat foarte mult pe soțul ei Pierre. Curând au descoperit raze care au fost trimise de un element necunoscut! Ei au numit acest element poloniu, iar ceva timp mai târziu au descoperit radiul. Și nu numai că descoperă, ci și extrage o mică bucată de radiu, distins cu Premiul Nobel pentru descoperirea fenomenului radioactivității
5 slide
Descrierea diapozitivei:
În 1961 N.S. Hrușciov a declarat cu voce tare că URSS avea o bombă care conținea 100 de milioane de tone de TNT. „Dar”, a remarcat el, „nu vom detona o astfel de bombă, pentru că dacă o detonăm chiar și în cele mai îndepărtate locuri, atunci și atunci ne putem sparge geamurile”. Din istorie
6 diapozitiv
Descrierea diapozitivei:
Igor Vasilyevich Kurchatov este omul care a dat securitatea țării 01/02/1903 - 02/07/1960 1932. Kurchatov a fost unul dintre primii din Rusia care a studiat fizica nucleului atomic. În 1934, a investigat radioactivitatea artificială și a descoperit izomeria nucleară - dezintegrarea atomilor identici cu la viteze diferite. În 1940, Kurchatov, împreună cu G.N Flerov și K.A Petrzhak, au descoperit că nucleele atomice de uraniu pot suferi fisiune fără ajutorul iradierii cu neutroni. În 1943 a început să lucreze la un proiect de creare a armelor atomice. 1946 - primul reactor european sub conducerea lui I.V Kurchatov la Obninsk Crearea bombei atomice interne a fost finalizată în 1953, a apărut bomba cu hidrogen. Numele Kurchatov este, de asemenea, asociat cu construcția primei centrale nucleare din lume, care a produs electricitate în 1954. Este de remarcat faptul că Kurchatov a fost cel care a scris cuvintele „Atomul ar trebui să fie un muncitor, nu un soldat”.
7 slide
Descrierea diapozitivei:
8 slide
Descrierea diapozitivei:
1 g U - 75 MJ = 3 tone de cărbune 1 g amestec deuteriu-tritiu – 300 MJ =? tone de cărbune. Randamentul energetic al reacțiilor
Slide 9
Descrierea diapozitivei:
10 diapozitive
Descrierea diapozitivei:
Fuziunea termonucleară este o sursă de energie inepuizabilă și prietenoasă cu mediul. Concluzie:
11 diapozitiv
Descrierea diapozitivei:
(Fuziune termonucleară controlată) Proiect Tokamak (camera-magnet actual) La temperaturi ridicate (de ordinul a sute de milioane de grade), ține plasma în interiorul instalației timp de 0,1 - 1 s. Problema TCB
12 slide
Descrierea diapozitivei:
Slide 13
Descrierea diapozitivei:
Schema unei bombe nucleare 1-exploziv convențional; 2-plutoniu sau uraniu (sarcina este împărțită în 6 părți, masa fiecăreia dintre ele este mai mică decât masa critică, dar masa lor totală este mai mare decât masa critică). Dacă conectați aceste părți, va începe o reacție în lanț, care are loc în milionatimi de secundă - va avea loc o explozie atomică. Pentru a face acest lucru, părțile încărcăturii sunt conectate folosind un dispozitiv convențional exploziv. Legătura are loc fie prin „împușcarea” a două blocuri de substanță fisionabilă de masă subcritică unul către celălalt. A doua schemă presupune obținerea unei stări supercritice prin comprimarea materialului fisionabil cu o undă de șoc focalizată creată prin explozia unui exploziv chimic convențional, căruia i se dă o formă foarte complexă pentru focalizare și detonarea se realizează simultan în mai multe puncte.
Slide 14
Descrierea diapozitivei:
Reacție nucleară în lanț necontrolată. Arme nucleare. Proprietăți de luptă 1. Undă de șoc. Se formează ca urmare a unei creșteri puternice și excepțional de puternice a presiunii în zona de reacție nucleară. Este un val de aer puternic comprimat și încălzit care se propagă rapid în jurul centrului exploziei (de la 40 la 60% din energie) 2. Radiație luminoasă 30-50% din energie) 3. Contaminare radioactivă - 5-10% din energie) - contaminarea zonei din zona epicentrului la explozia aerului este cauzată în principal de radioactivitatea apărută în sol ca urmare a expunerii la neutroni. 4. Radiații penetrante. Radiația penetrantă este fluxul de raze gamma și neutroni emise în momentul unei explozii atomice. Principala sursă de radiație penetrantă este fragmentele de fisiune ale materiei de încărcare (5% din energie) 5. Pulsul electromagnetic (2-3% din energie)
15 slide
Descrierea diapozitivei:
Testele de arme nucleare au fost efectuate pentru prima dată pe 16 iulie 1945 în SUA (în partea deșertică a New Mexico.) Un dispozitiv nuclear cu plutoniu montat pe un turn de oțel a fost detonat cu succes. Energia exploziei a corespuns cu aproximativ 20 kt TNT. Explozia a creat un nor de ciuperci, a transformat turnul în abur și a topit solul tipic deșertic de dedesubt într-o substanță sticloasă foarte radioactivă (la 16 ani de la explozie, nivelul de radioactivitate în acest loc era încă peste normal.) În 1945, acolo. au fost aruncate bombe asupra orașelor Hiroshima și Nagasaki
16 slide
Descrierea diapozitivei:
Prima bombă atomică a URSS - „RDS-1” Încărcarea nucleară a fost testată pentru prima dată pe 29 august 1949 la locul de testare Semipalatinsk. Putere de încărcare până la 20 de kilotone de echivalent TNT.
Slide 17
Descrierea diapozitivei:
Bombă nucleară pentru a fi utilizată de la avioanele supersonice Focoase ale unui intercontinental rachetă balistică
18 slide
Descrierea diapozitivei:
1. 1953 - în URSS, 2. 1956 - în SUA, 3. 1957 - în Anglia, 4. 1967 - în China, 5. 1968 - în Franța. Bombă cu hidrogen Peste 50 de mii de bombe cu hidrogen au fost acumulate în arsenalele din diferite țări!
Slide 19
Descrierea diapozitivei:
BZHRK include: 1. Trei module minime de pornire 2. Un modul de comandă format din 7 vagoane 3. Un vagon cisternă cu rezerve de combustibil și lubrifianți 4. Trei locomotive diesel DM62. Modulul minim de lansare include trei mașini: 1. Centrul de control al lansatorului 2. Lansatorul 3. Unitatea de sprijin Sistemul de rachete feroviare de luptă BZHRK 15P961 „Molodets” cu o rachetă nucleară intercontinentală.
20 de diapozitive
Descrierea diapozitivei:
O explozie a unei sarcini termonucleare cu o putere de 20 Mt va distruge toată viața la o distanță de până la 140 km de epicentrul său.
21 de diapozitive
Descrierea diapozitivei:
Avea dreptate Prometeu când a dat foc oamenilor? Lumea s-a repezit înainte, lumea s-a rupt din izvoare, Un dragon a crescut dintr-o lebădă frumoasă, Un geniu a fost eliberat dintr-o sticlă interzisă „Parcă lumina ar fi apărut din adâncurile Pământului, lumina nu a acestei lumi, dar a multor Sori adunați laolaltă. Acest trandafir imens de foc, schimbându-și culoarea de la violet la portocaliu, crescând în dimensiune, nămolul natural a intrat în acțiune, eliberat de legăturile care fuseseră legate de miliarde de ani „W. Lawrence Un grup mic de observatori uluiți au privit nemaivăzut spectacol care s-a desfăşurat la zece kilometri de ei . Unul stătea cu mâna întinsă, cu palma în sus. Pe palmă erau mici bucăți de hârtie. Ridicate de unda de șoc, bucățile de hârtie au zburat de pe mâna bărbatului și au căzut la o distanță de aproximativ un metru de el.
22 slide
Descrierea diapozitivei:
Un reactor nuclear este o instalație în care se realizează o reacție în lanț controlată de fisiune a nucleelor grele Primul reactor nuclear: SUA, 1942, E. Fermi, fisiunea nucleelor de uraniu. În Rusia: 25 decembrie 1946, I.V Kurchatov Prima centrală nucleară pilot din lume cu o capacitate de 5 MW a fost lansată în URSS la 27 iunie 1954 la Obninsk. În străinătate, prima centrală nucleară industrială cu o capacitate de 46 MW a fost dată în exploatare în 1956 la Calder Hall (Anglia).
Slide 23
Descrierea diapozitivei:
Cernobîl este un sinonim mondial pentru un dezastru ecologic - 26 aprilie 1986. Sarcofagul a 4-a unitate de putere distrus În prima zi a accidentului, 31 de oameni au murit, la 15 ani după dezastru, 55 de mii de lichidatori au murit, alți 150 de mii au devenit invalidi, 300 mii de oameni au murit din cauza bolilor de radiații, un total de 3 milioane 200 de mii de oameni au primit doze crescute de radiații
24 slide
Descrierea diapozitivei:
Energie nucleară VVER – reactor de apă sub presiune RBMK – reactor nuclear cu canal de mare putere BN – reactor nuclear cu neutroni rapidi EGP – reactor nuclear de grafit cu supraîncălzire cu abur
25 diapozitiv
Descrierea diapozitivei:
Sursele de radiații externe, razele cosmice (0,3 mSv/an), furnizează puțin mai puțin de jumătate din totalul radiațiilor externe primite de populație. Când o persoană este localizată, cu cât se ridică mai sus deasupra nivelului mării, cu atât radiația devine mai puternică, deoarece. Grosimea stratului de aer și densitatea acestuia scad pe măsură ce se ridică și, prin urmare, proprietățile protectoare scad. Radiațiile terestre provin în principal din acele roci minerale care conțin potasiu - 40, rubidiu - 87, uraniu - 238, toriu - 232.
26 slide
Descrierea diapozitivei:
Expunerea internă a populației Pătrunderea în organism cu alimente, apă, aer. Gazul radioactiv radonul este un gaz invizibil, fără gust, inodor, care este de 7,5 ori mai greu decât aerul. Alumină. Deșeuri industriale utilizate în construcții, de exemplu, cărămizi de argilă roșie, zgură de furnal, cenușă zburătoare. De asemenea, nu trebuie să uităm că atunci când cărbunele este ars, o parte semnificativă a componentelor sale este sinterizată în zgură sau cenușă, unde sunt concentrate substanțele radioactive.
Slide 27
Descrierea diapozitivei:
Explozii nucleare Exploziile nucleare contribuie și la creșterea dozei de radiații pentru oameni (ceea ce sa întâmplat la Cernobîl). Efectele radioactive rezultate din testele în atmosferă se răspândesc pe întreaga planetă, crescând nivelul general de poluare. În total, testele nucleare în atmosferă au fost efectuate de: China - 193, URSS - 142, Franța - 45, SUA - 22, Marea Britanie - 21. După 1980, exploziile în atmosferă s-au oprit practic. Testele subterane sunt încă în desfășurare.
28 slide
Descrierea diapozitivei:
Expunerea la radiații ionizante Orice tip de radiații ionizante provoacă modificări biologice în organism, atât în timpul iradierii externe (sursa este în afara corpului), cât și în timpul iradierii interne (substanțele radioactive, adică particulele, pătrund în organism cu alimente, prin sistemul respirator). O singură expunere la radiații provoacă daune biologice care depind de doza totală absorbită. Deci cu o doză de până la 0,25 Gy. Nu există încălcări vizibile, dar deja la 4 - 5 Gy. decesele reprezintă 50% din numărul total al victimelor, iar la 6 Gy. și mai mult - 100% dintre victime. (Aici: Gr. - gri). Principalul mecanism de acțiune este asociat cu procesele de ionizare a atomilor și a moleculelor materiei vii, în special a moleculelor de apă conținute în celule. Gradul de expunere la radiații ionizante asupra unui organism viu depinde de rata dozei de radiație, de durata acestei expuneri și de tipul de radiații și radionuclizi care au pătruns în organism. A fost introdusă valoarea dozei echivalente, măsurată în sieverți (1 Sv. = 1 J/kg). Sievertul este o unitate de doză absorbită înmulțită cu un factor care ia în considerare riscul radioactiv variabil pentru organism. diferite tipuri radiatii ionizante.
Slide 29
Descrierea diapozitivei:
Doza de radiație echivalentă: N=D*K K - factor de calitate D – doza de radiație absorbită Doza de radiație absorbită: D=E/m E – energia corpului absorbit m – masa corporală
30 de diapozitive
Descrierea diapozitivei:
În ceea ce privește consecințele genetice ale radiațiilor, acestea se manifestă sub formă de aberații cromozomiale (inclusiv modificări ale numărului sau structurii cromozomilor) și mutații genetice. Mutațiile genice apar imediat în prima generație (mutații dominante) sau numai dacă ambii părinți au aceeași genă mutată (mutații recesive), ceea ce este puțin probabil. O doză de 1 Gy primită la un nivel scăzut de radiație de fond de bărbați (estimările sunt mai puțin sigure pentru femei) determină apariția a 1000 până la 2000 de mutații care duc la consecințe grave și de la 30 la 1000 de aberații cromozomiale pentru fiecare milion de nou-născuți vii.
31 de diapozitive
Descrierea diapozitivei:
Efectele genetice ale radiațiilor
