Презентація на тему:
Способи вивільнення ядерної енергії

Способи вивільнення ядерної енергії. Фізичні основи ядерної енергетики

Мета уроку Вивчити особливості поділу ядер урану, з’ясувати умови проходження ланцюгової реакції Вивчити особливості термоядерного синтезу Ознайомитися з фізичними основами ядерної енергетики та її впливом на екологію

Які реакції називають ядерними ? Які частинки використовують для ядерних реакцій ? Чому для ядерних реакцій часто застосовують нейтрони ? Які типи ядерних реакцій ви знаєте ? Чому ядра наприкінці періодичної таблиці елементів нестійкі ? Що ми знаємо про уран ? Інтелектуальна розминка

Уран(лат. Uranium), U — радіоактивний хімічний елемент  III групи періодичної системи Менделєєва, належить до сімейства актиноїдів, атомний номер  92, атомна маса 238,029; сріблясто-білий метал. Уран Відносна атомна маса Атомний номер Розподіл електронів Температура плавлення С Температура кипіння С Латинська назва Назва

Уран є одним із найважливіших для життя хімічних елементів, оскільки температура Землі підтримується завдяки енергії розпаду урану всередині Землі.

Уран одержують з уранових руд, що містять 0,05-0,5% U. Вміст урану в земній корі становить 0,003%. Природний уран складається з суміші трьох ізотопів : 92238U - 99,3% Т1/2 = 4,51·10 9 років, 92235U - 0,7 %, Т1/2 = 7,1·10 8 років, 92234U - 0,0056 %, Т1/2 = 2,48·10 5 років

92235U + 01n 56142Ba + 3691Kr + 3 01n + ΔE 1938 - 1939 р.р. відкриття поділу ядер урану Відомо біля 30 реакцій Уламки ядра є радіоактивними

92235U + 01n 56142Ba + 3691Kr + 3 01n + ΔE 1 г U 2т бензину або 3 т вугілля, або 2,5 т нафти

Ланцюгова реакція- реакція в якій частинки (нейтрони), що спричиняють її, утворюються як продукти цієї реакції Нейтрони ділення і уламки поділу володіють великою кінетичною енергією. В результаті зіткнень уламків з іншими атомами ця кінетична енергія швидко перетворюється в тепло.

Якщо k >1 - вибух (атомна бомба – k = 1,01) Якщо k = 1 – стабільна ланцюгова реакція (ядерний реактор k = 1,005) Якщо k

Критична маса - мінімальна маса речовини, яка ділиться і яка знаходиться в системі критичних розмірів Для чистого 92235U критична маса сферичної форми

Ланцюгова реакція здійснюється на ізотопах 92235U, 92233U, 94239 Pu – ядерне пальне 92238U, 90232Th – ядерна сировина Ізотопи 94239Pu і 92233U одержують штучно в ядерних реакторах

Ядерний реактор- установка в якій здійснюється керована ланцюгова реакція ділення ядер

Схема енергетичної установки з ядерним реактором

h Реактори на швидких нейтронах- реактори – розмножувачі ядерного палива Перетворення Урану-238 на Плутоній-239 Коефіцієнт відтворення до 1,5

Енергетично вигідніша, ніж поділ ядер урану! Термоядерні реакції- 12Н + 13Н 24Не + 10 n + 17,6 МеВ 28,3 – (8,5 + 2,2) = 17,6 МеВ реакції злиття легких ядер при дуже високій температурі

В даний час розробляються міжнародні проекти ядерних реакторів нового покоління, які обіцяють підвищити безпеку і збільшити ККД АЕС Розвиток енергетики в Україні

Потребують великих запасів води Водосховища : затоплюють родючі землі необоротно змінюють природу унікальних заплавних екосистем на десятки км (застій води); проблема водопостачання, проблема рибного господарства; ГЕС проблема індустрії дозвілля здоров’я місцевого населення

Найбільшою мірою спричиняють руйнування біосфери Землі ! Знищують млн. т невідновлюваного органічного палива 250 млн. т/рік золи; 60 млн. т/рік сірчистого ангідриду; Парниковий ефект Кислотні дощі Радіаційний фон біля ТЕС навіть вище, ніж на АЕС ТЕС

р Екологічно найчистіша технологія виробництва Стабільність режиму роботи незалежність від джерел палива з-за невеликого обсягу використовуваного палива. АЕС Рівненська АЕС

Хмельницька АЕС Проблеми: захоронення радіоактивних відходів небезпечні наслідки аварій ядерний тероризм ліквідація після вироблення ресурсу може скласти до 20% від вартості будівництва. АЕС

Головна проблема сучасної енергетики - не виснаження мінеральних ресурсів, а загрозлива екологічна обстановка: ще задовго до того, як будуть використані всі можливі ресурси, може вибухнути екологічна катастрофа, яка перетворить Землю в планету, зовсім не пристосовану для життя людини. Енергетична проблема - проблема всього людства

1942 р. - вперше керована ланцюгова реакція в США під керівництвом Енріко Фермі. 1954 р.(червень) - перша в світі АЕС в СРСР, м. Обнінськ (заглушена 2002 р.) 1945 р. – бойове застосування ядерної зброї Збройними силами США проти Японії на завершальному етапі Другої світової війни 1949 р. (29 серпня) в СРСР відбулося е випробування першої атомної бомби. 1946 р. – в СРСР під керівництвом І.В. Курчатова запущений експериментальний варіант атомного реактора. Для його роботи використано 45 т урану. Історична довідка

Атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі   (6 і 9 серпня  1945 року — єдині в історії людства два приклади бойового застосування ядерної зброї Збройними силами США на завершальному етапі Другої світової війни

Атомні криголами Атомні підводні човни Ядерна зброя

Домашнє завдання 1.Вивчити § 51 , 52. Повторити §§48 -50 2.Написати тлумачний словник до термінів структурно-логічної схеми «Ланцюгова реакція» 3.Закінчити розв’язування задачі; написати формули задіяні у виведенні загальної формули розв’язку задачі 4.Реферати, повідомлення (додатково): Застосування ядерної енергії Ядерна енергетика: за чи проти Традиційна енергетика та екологія Альтернативна енергетика

Задача Внаслідок поділу ядра 235U виділяється близько 200 МеВ енергії. Яка маса і який об’єм ядерного палива витрачається за добу блоком АЕС, якщо його потужність 1 ГВт, а ККД 31 % ? Дано: Е1= 200МеВ Р= 1 ГВт η = 31 % ρ = 19 г/см3 t=1доба m- ?V- ?

Підсумок уроку Я дізнався Зрозумів Вивчив Мені дещо незрозуміло Мені складно зрозуміти