Презентація на тему:
Ядерна енергетика

Середня загальноосвітня школа №81 м. Дніпропетровськ 2011 Семенова Юлія Євгенівна Вчитель фізики

Ядерна енергетика - це, насамперед, уміння тримати під контролем реакцію розпаду ядер урану, яка відбувається в реакторах і нагріває пар, що обертає турбіни електричного генератора

Незважаючи на те, що ядерна енергія реально забезпечує людині “безвуглеводну” енергію за розумними цінами, вона ж показує і свою небезпечну сторону у вигляді радіації та інших лих

Атомні електростанції – це основа ядерної енергетики, які використовують ядерну енергію для цілей електрифікації і теплофікації Для здійснення ланцюгової ядерної реакції використовують складні технічні прилади – ядерні (атомні) реактори. Перший в світі реактор був збудований у 1942 році в США, роботами керував італійський фізик Е.Фермі. У Європі першим ядерним реактором стала установка Ф-1. Вона була запущена 25 грудня 1946 року в Москві під керівництвом. В. Курчатова

Ядерний реактор – установка, в якій відбувається керована ланцюгова реакція ділення важких ядер і яка супроводжується виділенням енергії

Основним компонентом ядерного реактора є його осердя, або активна зона, де розщеплюється паливо і здійснюється керована ланцюгова реакція. Перед розщепленням уранову масу збагачують і перетворюють у покриті керамічним матеріалом пігулки Будь-який ядерний реактор складається з наступних частин: активна зона з ядерним паливом і сповільнювачем; відбивач нейтронів, що оточує активну зону; теплоносій; система регулювання ланцюгової реакції, у тому числі аварійний захист; радіаційний захист; система дистанційного керування. Реактор на тепловых нейтронах 1 — управляющий стержень; 2 — биологическая защита; 3 — теплоизоляция; 4 — замедлитель; 5 — ядерное топливо; 6 — теплоноситель.

Усередині реактора безперервно відбувається ядерна реакція. Атоми урану в паливних стержнях розщепляються і випускають нейтрони, швидкість яких регулюють водяні або графітові «сповільнювачі» таким чином, щоб збільшити розщеплення атомів урану в ланцюговій реакції до максимуму. Під час розщеплення атомів утворюється тепло. При цьому трубки весь час занурені у воду, яка відбирає тепло. На одних ядерних електростанціях вода, що проходить крізь активну зону реактора, кипить і перетворюється на пару, яку подають безпосередньо до турбін, а на інших тепло передається лише на вторинній системі, і аж тоді вода закипає і перетворюється на пару

Ланцюгову реакцію треба підтримувати, але нею треба також керувати. Якщо водночас розщеплюється надто велика кількість атомів, то вивільняється дуже багато тепла і система може не витримати перегріву Щоб запобігти цього, використовують контрольні стрижні та системи охолодження активної зони реактора. Контрольні стрижні – це основні механізми, що регулюють швидкість розщеплення Ядерний реактор CROCUS

Якщо між паливними стержнями вставити контрольні, то швидкість розщеплення зменшиться, бо нейтрони, які звичайно розщеплюють інші уранові ядра, поглинаються контрольними стрижнями, що діють неначе губка. І навпаки, якщо контрольні стрижні витягнути, то швидкість розщеплення збільшується, бо вивільнюється більше нейтронів, здатних розщеплювати сусідні атоми урану. Якщо вставити всі контрольні стрижні, то розщеплення атомів припиняється і реактор вимикається Однак контрольні стрижні вбирають нейтрони, а не тепло. Тому, щоб не розтопилася активна зона реактора, потрібна ще одна система. Вона називається системою охолодження активної зони реактора

У більшості таких систем для охолодження використовується вода. У міру того, як розщеплюється уранове паливо, утворюється тепло, яке проходить крізь стіни трубок з паливними пігулками. Ці трубки занурені у воду, яка безперервно циркулює в активній зоні завдяки дії охолоджувальних помп. Саме ця вода й охолоджує циркалоєві трубки, не даючи їм розтопитися

Типи ядерних реакторів 1) водо-водяні зі звичайною водою в якості сповільнювача і теплоносія; 2) графіто-водні (вода - теплоносій, графіт - сповільнювач) 3) важководні (вода - теплоносій, важка вода - сповільнювач) 4) графіто-газові (газ - теплоносій, графіт - сповільнювач) Найбільш часто на АЕС застосовуються 4 типи реакторів на теплових нейтронах:

Будова активної зони реактора «ВВЭР» Сповільнювач – вода, теплоносій – вода Вона має міцний зовнішній сталевий корпус, у разі непередбачених обставин можна локалізувати можливу аварію. Корпус повністю заповнений водою під високим тиском. Вода подається в реактор знизу під тиском. Зверху реактор закритий сталевий кришкою, що герметизує його корпус. Характерна риса такого типу реакторів – високий рівень самозахисту. Реактор буде стійкий до впливу землетрусу, падіння літака, вибухової хвилі

Будова АЕС Атомна електростанція – це електростанція, в якій атомна енергія преобразуется в електричну

Принцип дії АЕС Тепло, що виділяється в активній зоні реактора, відбирається водою 1-го контуру, що прокачується через реактор насосом. Нагріта вода з реактора надходить в теплообмінник де передає тепло воді 2-го контуру. Вода 2-го контуру випаровується в парогенераторі і утворюється пар надходить в турбіну.

У другій половині 40-х рр. ще до закінчення робіт по створенню першої радянської атомної бомби (її випробування відбулося 29 серпня 1949 року), радянські 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 Реактор першої в світі АЕС

Теоретично ядерна енергія близька до ідеальної. Вона ефективна і недорога. У добу, коли нафтові запаси обмежені, атомна енергетика забезпечує незалежність тієї чи іншої країни від країн – експортерів нафти Проте найпалкіші прихильники ядерної енергетики визнають, що з її виробництвом пов’язано чимало проблем

«ЗА» чи «ПРОТИ» Економія органічного палива Малі маси пального Отримання великої потужності з одного реактора Низькі транспортні витрати енергії Відсутність потреби в атмосферному повітрі АЕС не забруднюють атмосферу, не вимагають створення великих водосховищ, що займають великі площі Безпека реактора (можливість аварії з розгоном реактора, радіоактивні викиди в навколишнє середовище) Радіоактивні відходи (утилізація відпрацьованого палива) Особливості ремонту Складність ліквідації ядерного енергетичного об'єкта Висока кваліфікація і відповідальність кадрів Доступність для тероризму і шантажу з катастрофічними наслідками Дорого коштує видобуток палива ПЕРЕВАГИ ПРОБЛЕМИ

Катастрофа на чорнобильській АЕС перетворила велику частину країни в зону екологічного нещастя З карти України зникло 333 населених пункти

Зараз у зв'язку з трагічними подіями в Японії (катастрофи на АЕС "Фукусіма") світова спільнота напевно перегляне своє ставлення до використання "мирного" атома. Атомні електростанції, як показує досвід їх експлуатації, незважаючи на свою високу технологічність, дуже небезпечні для всього людства. Техногенна катастрофа на будь-який АЕС, як правило, ставить під загрозу здоров'я і життя багатьох держав. АЕС “Фукусіма-1” до катастрофи

Оволодівши атомною енергією, людство мимоволі поставило під загрозу сам факт свого існування, так як розщеплення атомного ядра – це найнебезпечніший з процесів, відомих людині. З його допомогою можна обернути Землю на пустелю, але й можна примусити пустелю зацвісти буйним цвітом

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

Рішення проблем енергетичного комплексу можливо з впровадженням і подальшим використанням сучасних технологій. Крім того, Україна має всі можливості для використання альтернативних і відновлюваних джерел енергії. Це, як правило, вітрові, геліо, термальні станції

Атом скорений, але цивілізація під загрозою Прав ли был Прометей, давший людям огонь? Мир рванулся вперед, мир сорвался с пружин, Из прекрасного лебедя вырос дракон, Из запретной бутылки был выпущен джин

Дякуємо за увагу