Презентація на тему:
Що таке ядерна енергія та ядерна енергетика-

2011 © Хацкевич Александр Георгиевич Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Що таке ядерна енергія та ядерна енергетика? Ядерна енергія (атомна енергія) - це енергія, що міститься в ядрах атомів і виділяється при ядерних реакціях. Зазвичай для отримання ядерної енергії використовують ланцюгову ядерну реакція ділення ядер урану-235 або плутонію. Ядра діляться при попаданні в них нейтрона, при цьому виходять нові нейтрони і осколки поділу. Нейтрони ділення і осколки поділу володіють великою кінетичною енергією. В результаті зіткнень осколків з іншими атомами ця кінетична енергія швидко перетворюється в тепло. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Що таке ядерна енергія та ядерна енергетика? Ядерна енергія виробляється в атомних електричних станціях, використовується на атомних криголамах, атомних підводних човнах. США здійснюють програму по створенню ядерного двигуна для космічних кораблів (СРСР на момент свого розпаду вже мав робочий зразок), крім того, були спроби створити ядерний двигун для літаків (атомольотів) і "атомних" танків. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Що таке ядерна енергія та ядерна енергетика? Хоча в будь-якій області енергетики первинним джерелом є ядерна енергія, до ядерної енергетики відноситься лише використання керованих реакцій в ядерних реакторах. Ядерна енергетика (атомна енергетика) - галузь енергетики, що займається виробництвом електричної та теплової енергії шляхом перетворення ядерної енергії. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Що таке ядерна енергія та ядерна енергетика? Ядерний реактор - пристрій, в якому здійснюється керована ланцюгова ядерна реакція, що супроводжується виділенням енергії Перший ядерний реактор побудований в грудні 1942 року в США під керівництвом Е. Фермі. У Європі першим ядерним реактором стала установка Ф-1. Вона була запущена 25 грудня 1946 року в Москві під керівництвом В. Курчатова. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Історія У другій половині 40-х рр. ще до закінчення робіт по створенню першої радянської атомної бомби, вчені розпочали розробки перших проектів мирного використання атомної енергії, генеральним напрямком якого відразу ж стала електроенергетика. У 1948 р. почалися перші роботи з практичного застосування енергії атома для отримання електроенергії. Ядерний реактор Обнінської АЕС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Історія Перша в світі промислова атомна електростанція потужністю 5 Мвт була запущена 27 червня 1954 в СРСР, в селищі Обнінське Калузької області (зараз місто Обнінськ). Була оснащена одним уран-графітовим канальним реактором з водяним теплоносієм АМ-1 (абревіатура АМ спочатку означала "атом морський", так як реактор був призначений для транспортної установки. Проте його розміри виявилися занадто великі і було прийнято рішення про використання даного реактора для цивільної енергетики, в результаті чого розшифровкою абревіатури АМ стало поєднання “мирний атом”. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Історія Реактор Обнінської АЕС, крім вироблення енергії, служив базою для експериментальних досліджень і для вироблення ізотопів для потреб медицини. Досвід експлуатації першої по суті експериментальної атомної станції, повністю підтвердив інженерно-технічні рішення, запропоновані фахівцями атомної галузі, що дозволило приступити до реалізації широкомасштабної програми з будівництва нових АЕС. В даний час Обнінська АЕС виведена з експлуатації. Її реактор був заглушений 29 квітня 2002 року, успішно пропрацювавши майже 48 років. Зупинка реактора була викликана науково-технічної недоцільністю його подальшої експлуатації. За межами СРСР перша АЕС промислового призначення потужністю 46 Мвт була введена в експлуатацію в 1956 в Колдер-Холі (Великобританія). Через рік вступила в лад АЕС потужністю 60 Мвт в Шиппингпорте (США). На базі Обнінської АЕС буде створено музей атомної енергетики Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

По типу реакторів Атомні електростанції класифікуються згідно з встановленими на них реакторами: * Реактори на теплових нейтронах, що використовують спеціальні сповільнювачі для збільшення ймовірності поглинання нейтрона ядрами атомів палива: - реактори на легкій воді; - реактори на важкій воді. * Реактори на швидких нейтронах. * Субкритичні реактори, які використовують зовнішні джерела нейтронів. * Термоядерні реактори. Класифікація Схема реактора на повільних нейтронах Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Всі реактори, що діють в Україні, зроблені за проектом ВВЕР (водо-водяний енергетичний реактор) і відносяться до так званого другого покоління. Саме до нього належали енергоблоки на АЕС Фукусіма-1 і реактори Чорнобильської електростанції. Класифікація Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

По виду енергії, що відпускається, АЕС можна розділити на: Атомні електростанції (АЕС), призначені для вироблення електричної енергії. При цьому на багатьох АЕС є теплофікаційні установки, призначені для підігріву мережної води, використовуючи теплові втрати станції. Атомні теплоелектроцентралі (АТЭЦ), що виробляють як електроенергію, так і теплову енергію. Класифікація Типова схема ядерного реактора Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Перші проекти атомних теплоцентральних станцій були розроблені ще в 70-і роки XX століття, проте із-за економічних потрясінь, що наступили в кінці 80-х рр., і жорсткої протидії громадськості, до кінця жоден з них не був реалізований. Макет арктичної установки Класифікація Виняток становить Білібінська АЕС невеликої потужності, що постачає тепло і електроенергію селищу Білібіно в Заполяр'ї і на місцеві гірничодобувні підприємства. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

На малюнку показана схема роботи атомної електростанції з двоконтурним водо-водяним енергетичних реактором. Енергія, що виділяється в активній зоні реактора, передається теплоносію першого контуру. Далі теплоносій надходить в теплообмінник (парогенератор), де нагріває воду до кипіння другого контуру. Отриманий при цьому пар надходить у турбіни, обертаючі електрогенератори. На виході з турбін пар надходить в конденсатор, де охолоджується великою кількістю води, що надходять з водосховища. Принцип дії АЕС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Принцип дії АЕС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Недоліки та переваги ядерної енергетики Небезпека, пов'язана з проблемами утилізації відходів, аваріями, що призводять до екологічних і техногенних катастроф, а також з можливістю використовувати як зброю масового ураження пошкодження цих об'єктів звичайною зброєю або в результаті теракту. Ядерна енергетика залишається предметом гострих дебатів. Прихильники і супротивники ядерної енергетики різко розходяться в оцінках її безпеки, надійності та економічної ефективності. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Недоліки та переваги ядерної енергетики "Подвійне застосування" підприємств ядерної енергетики, можливий витік (як санкціонований, так і злочинний) ядерного палива зі сфери виробництва електроенергії і його використання для виробництва ядерної зброї є постійним джерелом громадської заклопотаності, політичних інтриг і приводів до воєнних дій (наприклад, операція "Опера", Іракська війна). Уранові стрижні АЕС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Недоліки та переваги ядерної енергетики Головний недолік АЕС - тяжкі наслідки аварій, для виключення яких АЕС обладнуються складними системами безпеки з багаторазовими запасами і резервуванням, що забезпечують виключення розплавлювання активної зони навіть у разі максимальної проектної аварії. Також серйозною проблемою для АЕС є їх ліквідація після вироблення ресурсу, за оцінками вона може скласти до 20% від вартості будівництва. Демонтаж турбіни Чорнобильської АЕС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Недоліки та переваги ядерної енергетики Головна перевага - незалежність від джерел палива з-за невеликого обсягу використовуваного палива. Витрати на перевезення ядерного палива на відміну від традиційного вугілля або мазуту, незначні. Величезною перевагою АЕС є їх відносна екологічна чистота. На ТЕС сумарні річні викиди шкідливих речовин на 1000 Мвт встановленої потужності становлять від 13 000 тонн в рік на газових до 165 000 тонн на пиловугільних. Подібні викиди на АЕС повністю відсутні. ТЕС потужністю 1000 Мвт споживає 8 мільйонів тонн кисню в рік для окислення палива, АЕС не споживають кисню взагалі. Крім того, більший питомий (на одиницю виробленої електроенергії) викид радіоактивних речовин дає вугільна станція. У вугіллі завжди містяться природні радіоактивні речовини, при спалюванні вугілля вони практично повністю потрапляють в зовнішнє середовище. При цьому питома активність викидів ТЕС в кілька разів вище, ніж для АЕС. Рівненська АЭС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Недоліки та переваги ядерної енергетики Єдиний чинник, в якому АЕС поступаються в екологічному плані традиційним ТЕС - теплове забруднення, викликане великими витратами технічної води для охолодження конденсаторів турбін, яке у АЕС дещо вище з-за більш низького ККД. Проте цей чинник важливий для водних екосистем, а сучасні АЕС в основному мають власні штучно створені водосховища-охолоджувачі або зовсім охолоджуються градирнями. Також деякі АЕС відводять частина тепла на потреби опалення та гарячого водопостачання міст, що знижує непродуктивні теплові втрати. Існують діючі та перспективні проекти по використанню "зайвого" тепла в энергобіологічних комплексах (рибництво, вирощування устриць, обігрів теплиць і ін.). Запорізька АЭС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Недоліки та переваги ядерної енергетики Для більшості країн виробництво електроенергії на АЕС не дорожче, ніж на пиловугільних і тим більше газомазутних ТЕС. Особливо помітна перевага АЕС у вартості виробленої електроенергії під час так званих енергетичних криз, що почалися з початку 70-х років. Падіння цін на нафту автоматично знижує конкурентоспроможність АЕС. Витрати на будівництво АЕС знаходяться приблизно на такому ж рівні, як і будівництво ТЕС, або трохи вище. Хмельницька АЭС Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Перспективи розвитку Академік Анатолій Александров, науковий керівник проекту розробки реактора Чорнобильського типу вважав, що "ядерна енергетика великих масштабів стане найбільшим благом для людства і дозволить вирішити цілий ряд гострих проблем". Альтернативні способи отримання енергії, за рахунок енергії припливів, вітру, Сонця, геотермальних джерел та ін. на даний момент поступаються по продуктивності традиційній енергетиці. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Перспективи розвитку В даний час розробляються міжнародні проекти ядерних реакторів нового покоління, які обіцяють підвищити безпеку і збільшити ККД АЕС. США і Японія ведуть розробки міні-АЕС, з потужністю близько 10-20 Мвт для цілей тепло- і електропостачання окремих виробництв, житлових комплексів, а в перспективі і індивідуальних будинків. Малогабаритні реактори створюються з використанням безпечних технологій, багаторазово зменшують можливість витоку ядерного речовини. Росія і США спільно розробляють проект АЕС майбутнього. Вона значно перевершить всі колишні системи по безпеці, по економічності і по багатьом іншим параметрам. Росія розпочала будівництво першої в світі плавучої АЕС, що дозволить вирішити проблему браку енергії у віддалених прибережних районах країни. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Перспективи розвитку Встановлено, що світові енергетичні ресурси ядерного пального (уран, плутоній і ін.) істотно перевищують енергоресурси природних запасів органічного палива (нафта, вугілля, природний газ та ін.). Це відкриває широкі перспективи для задоволення швидко зростаючих потреб в паливі. Незважаючи на відкриття нових родовищ органічного палива та вдосконалення способів його видобутку, в світі спостерігається тенденція до відносного збільшення його вартості. Це створює найбільш важкі умови для країн, які мають обмежені запаси палива органічного походження. Модель мініреактора Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Перспективи розвитку Способи поховання відходів, що практикуються сьогодні, (наприклад, в підземних сховищах) не можуть гарантувати того, що відходи в майбутньому не отруять навколишнє середовище, і при цьому навіть такі сховища настільки дорогі, що в якості альтернативи розглядається поховання радіоактивних відходів на навколоземній орбіті. Неминучі відмови техніки внаслідок людських помилок, як у Чорнобилі, або внаслідок природних катастроф, як у Фукусіма, призводять до людських жертв і гігантським фінансовими витратами. Атомна енергія була б найбільш перспективною, якби були відомі рентабельні способи переробки радіоактивних відходів і якби існувала абсолютно безвідмовна техніка. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Прогнози розвитку ядерної енергетики Саме тому атомна енергетика відразу отримала пріоритетний розвиток у багатьох промислово розвинених країнах. Проте з часом ситуація почала змінюватися. Настав час, коли енергетики, вчені і політики визнали наявність серйозних проблем в атомній галузі і виділили найбільш важливі з них: існуючі АЕС потенційно небезпечні: жоден із сучасних енергоблоків не гарантований від тяжких аварій; використання енергії атома призвело до радіаційного та екологічного забруднення значних територій, води, повітря і матеріалів, використовуваних в атомній енергетиці; вибухи ядерних пристроїв, аварії і звичайна робота АЕС підвищили радіаційний фон планети і чинять негативний вплив на здоров'я людей; як показує досвід, аварійно-рятувальні служби після масштабної аварії і сьогодні виявляються не готовими до ефективної роботи із захисту персоналу АЕС і населення прилеглих територій, особливо в початковому періоді. Ще не так давно слова "атомна енергетика" і "науково-технічний прогрес" зливалися в нерозривне ціле. І тому було чимало причин. Молода галузь стимулювала розвиток цілого ряду нових напрямків у фізиці, хімії, біології. Більше того, відкривалася дуже приваблива перспектива рішення енергетичних проблем, в першу чергу заміни традиційних видів палива принципово іншим - компактним, "бездимним" і, що особливо важливо, практично невичерпним. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Прогнози розвитку ядерної енергетики Сьогодні близько 15% енергії, що виробляється на нашій планеті, припадає на атомні електростанції. Найбільше електроенергії на АЕС виробляють США, Франція, Японія, ФРН, Росія, Канада. Але середній показник дає лише загальне уявлення про ситуацію, що склалася в світі. Є держави, в яких виробництво енергії на АЕС виражається дуже значними цифрами: наприклад, у Франції воно досягає приблизно 70% загальної видобутку. І ніяких змін у бік зменшення там не передбачається. Навпаки, населення дуже тверезо оцінює питання, пов'язані з розвитком атомної енергетики, справедливо розглядаючи свої АЕС як стимулятор господарської життя. Але разом з тим існують держави, що прийняли рішення про повне припинення будівництва нових АЕС: Швеція, Італія. Хто правий? Однозначної відповіді тут взагалі немає. Показовою в цьому відношенні позиція США. Припинивши будівництво нових АЕС, там широко розгорнули науково-дослідні і конструкторські роботи в галузі атомної енергетики. Таким чином, створюється гарний заділ, щоб у потрібний момент активно приступити до розвитку атомної енергетики на якісно іншому рівні. Незважаючи на зростання використання сонячних батарей, енергії вітру і хвиль, інших альтернатив, від "класичної" енергетики нам в найближчі десятиліття не відійти. А тут, мабуть, найбільш екологічною є, як не дивно, атомна енергетика. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Прогнози розвитку ядерної енергетики Так, утилізація відпрацьованого ядерного палива - складна проблема, але зовсім не безнадійна. А ось теплові станції отруюють атмосферу мільйонами тонн отрут і парникових газів. І радіоактивними речовинами теж, до речі, які містяться, скажімо, у вугіллі і потрапляють з вихлопом станції в трубу. Гідроелектростанції, здається, чисті. Але їх скрізь не поставиш, а водосховища, до речі, необоротно змінюють природу на багато десятків кілометрів навколо, зачіпає середовище життя тисяч видів, мають величезний тиск на земну кору. Ядерний синтез? Так, є цікаві варіанти, але це - на перспективу. А в найближчі роки коло, начебто, замикається - будемо "палити" уран. Наприклад, в супер-АЕС, розробленої спільно Росією і США. Енергетична проблема виросла в XXI столітті в глобальну проблему всього людства. Як вона буде вирішуватися, якими джерелами енергії буде належати головна роль в економіці, - від цього багато в чому буде залежати розвиток цивілізації на землі. Адже 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. Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ

Дякую за увагу А як ви вважаєте? Ядерна енергетика: ЗА чи ПРОТИ