Az atomerőművek előnyei és hátrányai. Fizikai kutatómunka "Atomenergia: előnyei és hátrányai"

Az atomerőművek előnyei és hátrányai „Az atom legyen munkás, ne katona.” Előnyök és hátrányok
Atomerőművek
„Legyen az atom munkás, és
nem katona."

Atomerőmű tervezése

Atomerőmű (Atomerőmű) - nukleáris létesítmény energiatermelésre

Atomerőmű (Atomerőmű) nukleáris létesítmény számára
energiatermelés

A világ első ipari
erőmű - Obninsk (Szovjetunió) 1954
Teljesítmény 5 MW

Az atomenergia az egyik leginkább
az energia kielégítésének ígéretes módjai
az emberiség éhsége energiaviszonyok között
használattal kapcsolatos problémák
fosszilis tüzelőanyagok.

Az atomerőművek előnyei és hátrányai

Mik az atomerőművek előnyei és hátrányai?
Mi több?

Az atomerőművek előnyei

1. Kevés üzemanyagot fogyaszt:
2. Környezetbarátabb, mint a hőerőművek
és vízerőművek (amelyek fűtőolajjal működnek,
tőzeg és egyéb tüzelőanyagok): mert Atomerőmű
uránnal és részben gázzal működik.
3. Bárhol megépíthető.
4. Nem függ további
energiaforrás:

Egymillió kilowattórát termelni
az áram több százat igényel
gramm uránt, szénvonat helyett.

Autó nukleáris üzemanyag szállítására

Költségek a
nukleáris anyagok szállítása
üzemanyag, ellentétben
a hagyományostól
jelentéktelen. Oroszországban
ez különösen fontos
európai nyelven
alkatrészek, mivel
szénszállítás
Szibériából is
út.
Autó nukleáris üzemanyag szállítására

10. Az atomerőmű hatalmas előnye a viszonylagos környezeti tisztaság.

A hőerőműveknél az összes éves károsanyag-kibocsátás
1000 MW beépített kapacitásra vetítve
évi 13 000 és 165 000 tonna között mozog.

11. Az atomerőművekben nincs ilyen kibocsátás.

Atomerőmű Udomlyában

12.

Az 1000 MW teljesítményű hőerőmű 8
millió tonna oxigént évente
az üzemanyag oxidációja, az atomerőművek nem fogyasztanak
oxigén általában.

13. A világ legerősebb atomerőművei

"Fukushima"
"Brus"
"Kavics"
"Zaporozhye"
"Pickering"
"Palo Verde"
"Leningrádszkaja"
"Trikasten"

14.

Fukushima
Graveline
fűrészáru
Zaporozhye

15.

Pickering
Palo Verde
Tricasten
Leningrádszkaja

16. Az atomerőművek hátrányai

1. a környezet termikus szennyezése
környezet;
2. szokásos radioaktivitás-szivárgás
(radioaktív kibocsátás és kisülés);
3. radioaktív anyagok szállítása
Pazarlás;
4. atomreaktorbalesetek;

17.

Ezenkívül magasabb fajlagos (egységenkénti)
termelt villamos energia) kibocsátása
a szén radioaktív anyagokat termel
állomás. A szén mindig tartalmaz
természetes radioaktív anyagokkal,
égő szén szinte teljesen
belépni a külső környezetbe. Ahol
hőerőművi kibocsátások fajlagos aktivitása ben
többszöröse, mint az atomerőművek esetében

18. A radioaktív hulladék mennyisége nagyon kicsi, nagyon kompakt, és olyan körülmények között tárolható, amelyek garantálják, hogy nem szivárognak ki.

19. A Bilibino Atomerőmű az egyetlen atomerőmű a permafrost zónában.

Az atomerőmű építésének költségei a
megközelítőleg ugyanazon a szinten, mint
hőerőművek építése, vagy valamivel magasabb.
A Bilibino Atomerőmű az egyetlen az örök zónában
permafrost atomerőmű.

20.

Az atomerőművek gazdaságosabbak
hagyományos termikus
állomások, és a legtöbb
a legfontosabb, hogy mikor
javítsd ki őket
művelet az
tiszta források
energia.

21. Egy békés atomnak élnie kell

Az atomenergia kemény leckéket vont le
Csernobil és más balesetek, folytatódik
fejleszteni, maximalizálni a biztonságot
és megbízhatóság! Az atomerőművek termelnek
az elektromosság a legkörnyezetbarátabb
út. Ha az emberek felelősek és
kompetensen kezelni az atomerőművek működését, akkor
A jövő az atomenergiáé. Az embereknek nem kellene
félj a békés atomtól, mert balesetek következnek be
az ember hibája.

Az atomenergia előnyei és hátrányai
A világ atomenergia-fejlesztésének 40 éves fejlesztése során 26 országban mintegy 400 erőmű épült, amelyek összenergia-kapacitása körülbelül 300 millió kW. Az atomenergia fő előnye a magas végső jövedelmezőség és az égéstermékek légkörbe történő kibocsátásának hiánya (ebből a szempontból környezetbarátnak tekinthető), a fő hátránya a radioaktív szennyeződés potenciális veszélye. nukleáris fűtőanyag hasadási termékeivel egy balesetben (például Csernobilban vagy az amerikai Trimile szigeten található állomáson), valamint a használt nukleáris üzemanyag újrafeldolgozásának problémája.
Nézzük először az előnyöket. Az atomenergia jövedelmezősége több összetevőből áll. Az egyik az üzemanyag-szállítástól való függetlenség. Ha egy 1 millió kW teljesítményű erőmű mintegy 2 millió t.e.-t igényel évente. (vagy kb. 5 millió gyenge minőségű szén), akkor a VVER-1000-es blokkhoz legfeljebb 30 tonna dúsított uránt kell szállítani, ami gyakorlatilag nullára csökkenti az üzemanyag szállítási költségeit (széntüzelésű állomásokon ezek a költségek összege a költség 50%-áig). A nukleáris üzemanyag energiatermeléshez való felhasználása nem igényel oxigént, és nem jár állandó égéstermék-kibocsátással, ami ennek megfelelően nem teszi szükségessé a légkörbe történő kibocsátások tisztítására szolgáló létesítmények építését. Az atomerőművek közelében található városok többnyire környezetbarát zöld városok a világ minden országában, és ha ez nem így van, akkor ez az azonos területen található más iparágak és létesítmények befolyásának köszönhető. Ebben a tekintetben a TPP-k teljesen más képet adnak. Az oroszországi környezeti helyzet elemzése azt mutatja, hogy a hőerőművek a légkörbe kerülő összes káros kibocsátás több mint 25%-át teszik ki. A hőerőművek kibocsátásának mintegy 60%-a az európai részen és az Urálban történik, ahol a környezetterhelés jelentősen meghaladja a maximális határértéket. A legsúlyosabb környezeti helyzet az Urál-, Közép- és Volga-vidéken alakult ki, ahol a kén- és nitrogénlerakódások által okozott terhelések helyenként 2-2,5-szeresével haladják meg a kritikus mértéket.
Az atomenergia hátrányai közé tartozik a környezet radioaktív szennyeződésének potenciális veszélye olyan súlyos balesetek esetén, mint például Csernobil. Most a csernobili típusú (RBMK) reaktort használó atomerőművekben további biztonsági intézkedéseket hoztak, amelyek a NAÜ (Nemzetközi Atomenergia Ügynökség) következtetése szerint teljes mértékben kizárják az ilyen súlyosságú balesetet: mint a tervezett élettartam kimerült, az ilyen reaktorokat új generációs, fokozott biztonságú reaktorokra kell cserélni. Mindazonáltal a közvéleményben az atomenergia biztonságos felhasználásával kapcsolatos fordulópont láthatóan nem fog hamarosan bekövetkezni. A radioaktív hulladékok elhelyezésének problémája nagyon akut az egész világ közössége számára. Ma már léteznek módszerek az atomerőművekből származó radioaktív hulladékok üvegesítésére, bitumenesítésére és cementálására, de olyan területekre van szükség a temetők építéséhez, ahol ezt a hulladékot örök tárolásra helyezik. A kis területű és nagy népsűrűségű országok komoly nehézségekkel küzdenek e probléma megoldásában. #2

Oroszország nukleáris üzemanyag- és energiabázisa.

Az első, mindössze 5000 kW teljesítményű atomerőmű 1954-es beindítása globális jelentőségű esemény lett. Ezzel kezdetét vette a nukleáris energia fejlődése, amely hosszú ideig képes ellátni az emberiséget elektromos és hőenergiával. Jelenleg az atomerőművek által termelt villamos energia globális részesedése viszonylag kicsi, körülbelül 17 százalék, de számos országban eléri az 50-75 százalékot. A Szovjetunióban erős atomenergia-ipar jött létre, amely nemcsak saját, hanem számos más ország atomerőművét is ellátta üzemanyaggal. Jelenleg Oroszországban, a FÁK-országokban és Kelet-Európában 20 blokk VVER-1000-es, 26 blokk VVER-440-es, 15 blokk RBMK-reaktorral és 2 blokk gyorsneutronreaktorral üzemel. Az említett reaktorok nukleáris üzemanyaggal való ellátása meghatározza a fűtőelem-rudak és fűtőelem-kazetták ipari gyártásának volumenét Oroszországban. Két üzemben gyártják: az Elektrostalban - VVER-440, RBMK és gyorsneutron reaktorokhoz; Novoszibirszkben - VVER-1000 reaktorokhoz A VVER-1000 és RBMK fűtőelemekhez való pelletet egy kazahsztáni (Uszt-Kamenogorsk) üzem szállítja. #4
Jelenleg a Szovjetunióban épített 15 atomerőműből 9 orosz területen található; 29 erőművük beépített teljesítménye 21 242 megawatt. Az üzemelő erőművek közül 13 VVER tartályos reaktor (nyomás alatti vizes erőreaktor, melynek magja fém vagy feszített betonházban van kialakítva, teljes hűtőközeg nyomásra), 11 blokkcsatornás RMBK-1000 (RMBK - grafit- vízreaktor tartós ház nélkül. A hűtőközeg ebben a reaktorban csöveken áramlik, amelyek belsejében fűtőelemek vannak, 4 egység - EGP (víz-grafit csatornás reaktor forrásban lévő hűtőközeggel) egyenként 12 megawatt a Bilibino APEC-ben és egy másik Az erőmű gyorsneutronokon működő BN-600 reaktorral van felszerelve. Meg kell jegyezni, hogy a legújabb generációs nyomástartó edényes reaktorok fő flottája Ukrajnában található (10 VVER-1000 blokk és 2 VVER-440 blokk). #9

Új erőművek.
Ebben az évtizedben megkezdődik a nyomás alatti vizes reaktorokkal felszerelt erőművek új generációjának építése. Ezek közül az elsők a VVER-640-es blokkok lesznek, amelyek tervezése és paraméterei figyelembe veszik a hazai és a világ tapasztalatait, valamint a továbbfejlesztett VVER-1000-es reaktorral, jelentősen javított biztonsági mutatókkal. A VVER-640 fő erőművi egységei Sosnovy Bor, Leningrád régió és Kola atomerőmű telephelyein, a VVER-1000 alapján pedig a Novovoronyezsi Atomerőmű telephelyén találhatók.
Kidolgozásra került egy közepes teljesítményű, integrált elrendezésű VPBER-600 nyomástartó edényes reaktor projektje is. Az ilyen reaktorokkal rendelkező atomerőműveket valamivel később lehet majd építeni.
A megnevezett berendezéstípusok minden kutatási és kísérleti munka időben történő megvalósításával az előre jelzett 15-20 éves periódusra biztosítják az atomenergia alapvető szükségleteit.
Javaslatok vannak a grafit-vízcsatornás reaktorokkal kapcsolatos munkálatok folytatására, 800 megawatt elektromos teljesítményre való átállásra és egy olyan reaktor létrehozására, amely biztonsági szempontból nem rosszabb, mint a VVER reaktor. Ilyen reaktorok helyettesíthetik a meglévő RBMK reaktorokat. A jövőben lehetőség nyílik modern, biztonságos BN-800-as gyorsneutronreaktorokkal működő erőművek megépítésére. Ezek a reaktorok arra is használhatók, hogy energia- és fegyvertiszta plutóniumot vonjanak be az üzemanyagciklusba, és technológiát fejlesszenek ki az aktinidák (radioaktív fémelemek, amelyek minden izotópja radioaktív) elégetésére. #9

Az atomenergia fejlesztésének kilátásai.
Az atomenergia közeli (a század vége előtti) és távoli jövőbeni kilátásainak mérlegelésekor számos tényező hatását kell figyelembe venni: a természetes urán korlátozott készletei, az atomenergia beruházásának magas költsége. erőművek a hőerőművekhez képest, negatív közvélemény, ami számos országban (USA, Németország, Svédország, Olaszország) olyan törvények elfogadásához vezetett, amelyek korlátozzák az atomenergia-ipar jogát számos technológia használatára (pl. Pu, stb.), ami az új kapacitások építésének visszafogásához és a kimerültek fokozatos kivonásához vezetett anélkül, hogy újakkal kellett volna helyettesíteni. Ugyanakkor a már bányászott és dúsított urán, valamint a nukleáris robbanófejek leszerelése során felszabaduló urán és plutónium nagy tartalék jelenléte, fejlett tenyésztési technológiák jelenléte (ahol a reaktorból kirakott üzemanyag több hasadó izotópot tartalmaz mint betöltötték) megszünteti a természetes urántartalékok korlátozásának problémáját, 200-300 Q-ra növeli az atomenergia kapacitását. Ez meghaladja a szerves tüzelőanyag forrásait, és lehetővé teszi a világ energia alapját 200-300 évre. .
A fejlett tenyésztési technológiák (különösen a gyorstenyésztő reaktorok) azonban az újrafeldolgozás és újrahasznosítás (a „hasznos” urán és plutónium kiégett fűtőelemekből történő kinyerése) terén való lemaradása miatt nem jutottak el a tömeggyártás szakaszába. A világ legelterjedtebb modern termikus neutronreaktorai pedig mindössze 0,50,6% uránt használnak (főleg az U 238 hasadó izotópot, amelynek koncentrációja a természetes uránban 0,7%). Az uránhasználat ilyen alacsony hatásfoka mellett az atomenergia energiaképességét mindössze 35 Q-ra becsülik. Bár ez a közeljövőben elfogadhatónak bizonyulhat a világközösség számára, figyelembe véve a nukleáris és a hagyományos közötti már kialakult kapcsolatot. energia és az atomerőművek növekedési ütemének meghatározása világszerte. Emellett a kiterjesztett szaporítás technológiája jelentős többletkörnyezeti terhelést jelent. .Ma már teljesen világos a szakemberek számára, hogy az atomenergia elvileg az egyetlen valódi és jelentős forrás az emberiség hosszú távú villamosenergia-ellátására, amely nem okoz olyan negatív jelenségeket a bolygó számára, mint az üvegházhatás, a savas esők. stb. Mint ismeretes, ma már a fosszilis tüzelőanyagokra, azaz a szén, olaj és gáz elégetésére épülő energia a világ villamosenergia-termelésének alapja.A szerves tüzelőanyagok, egyben értékes nyersanyagok megőrzésének vágya, a CO-kibocsátási határértékek megállapításának kötelezettsége; szintjük csökkentése és a megújuló energiaforrások széles körű felhasználásának korlátozott lehetőségei mind azt jelzik, hogy növelni kell az atomenergia hozzájárulását.
A fentiek figyelembevételével megállapíthatjuk, hogy az atomenergia fejlesztésének kilátásai a világban régiónként és országonként eltérőek lesznek, a szükségletek és a villamos energia, a terület nagysága, a fosszilis nyersanyagok elérhetősége alapján. üzemanyag-tartalékok, pénzügyi források bevonásának lehetősége egy ilyen meglehetősen drága technológia megépítéséhez és működtetéséhez, a közvélemény befolyása egy adott országban és számos egyéb ok. #2
Nézzük külön-külön az atomenergia kilátásai Oroszországban. Az Oroszországban létrehozott, technológiailag kapcsolódó vállalkozások zárt kutatási és termelési komplexuma lefedi a nukleáris ipar működéséhez szükséges összes területet, beleértve az ércbányászatot és -feldolgozást, a kohászatot, a kémiát és a radiokémiát, a gép- és műszergyártást, valamint az építési potenciált. Az ipar tudományos, mérnöki és műszaki potenciálja egyedülálló. Az iparban rejlő ipari és nyersanyag-potenciál lehetővé teszi az oroszországi és a FÁK-országok atomerőművek működésének hosszú évekig történő biztosítását, emellett a tervek szerint a felhalmozott fegyverminőségű urán és plutónium bevonása az üzemanyagciklusba. . Oroszország természetes és dúsított uránt exportálhat a világpiacra, tekintettel arra, hogy az uránbányászat és -feldolgozás technológiai szintje egyes területeken meghaladja a világét, ami lehetővé teszi a globális uránpiacon elfoglalt pozíciójának megtartását a globális verseny feltételei között.
De az ipar további fejlesztése anélkül, hogy visszatérnénk hozzá közbizalom lehetetlen. Ehhez szükséges az iparág nyitottságán alapuló pozitív közvélemény kialakítása és a NAÜ irányítása alatt álló atomerőművek biztonságos üzemeltetésének lehetőségének biztosítása. Tekintettel Oroszország gazdasági nehézségeire, az ipar a közeljövőben a meglévő kapacitások biztonságos üzemeltetésére helyezi a hangsúlyt az elhasznált első generációs blokkok fokozatos cseréjével a legfejlettebb orosz reaktorokra (VVER-1000, 500, 600), valamint enyhe emeléssel. a kapacitás a már megkezdett üzemek építésének befejezése miatt következik be. Hosszú távon Oroszország kapacitásnövekedését valószínűsíti az új generációs atomerőművekre való átállás, amelyek biztonsági szintje és gazdasági mutatói biztosítják az ipar fenntartható fejlődését a jövőben.

A nukleáris energia az egyetlen módja annak, hogy kielégítsük az emberiség növekvő villamosenergia-szükségletét.

Semmilyen más energiaforrás nem képes elegendő villamos energiát termelni. Globális fogyasztása 1990 és 2008 között 39%-kal nőtt, és évente növekszik. A napenergia nem tudja kielégíteni az ipari villamosenergia-szükségletet. Az olaj- és széntartalékok kimerülnek. 2016-ban 451 atomerőművi blokk működött a világon. Összességében az erőművek a világ villamosenergia-termelésének 10,7%-át termelték ki. Az Oroszországban megtermelt villamos energia 20%-át atomerőművek állítják elő.

A magreakció során felszabaduló energia jelentősen meghaladja az égés során felszabaduló hő mennyiségét.

1 kg 4%-ra dúsított urán 60 tonna olaj vagy 100 tonna szén elégetésének megfelelő mennyiségű energiát szabadít fel.

Az atomerőművek biztonságos üzemeltetése a termikus erőművekkel összehasonlítva.

Az első nukleáris létesítmények építése óta mintegy háromtucatnyi baleset történt, négy esetben káros anyagok kerültek a légkörbe. Több tucatnyira tehető a szénbányákban történt metánrobbanásokkal kapcsolatos események száma. Az elavult berendezések miatt évről évre nő a hőerőművekben bekövetkezett balesetek száma. Az utolsó nagyobb baleset Oroszországban 2016-ban történt Szahalinon. Aztán 20 ezer orosz maradt áram nélkül. 2013-ban robbanás történt az Uglegorszki hőerőműben (Donyecki régió, Ukrajna) olyan tüzet okozott, amelyet 15 órán keresztül nem tudtak eloltani. Nagy mennyiségű mérgező anyag került a légkörbe.

Függetlenség a fosszilis energiaforrásoktól.

A természetes tüzelőanyag-tartalékok kimerülnek. A szén és olaj maradványait 0,4 IJ-re (1 IJ = 10 24 J) becsülik. Az urántartalék meghaladja a 2,5 IJ-t. Ezenkívül az urán újrafelhasználható. A nukleáris üzemanyag könnyen szállítható, és a szállítási költségek minimálisak.

Az atomerőművek összehasonlító környezetbarátsága.

2013-ban a fosszilis tüzelőanyagok villamosenergia-termelésre való felhasználásából származó globális kibocsátás 32 gigatonna volt. Ide tartoznak a szénhidrogének és aldehidek, a kén-dioxid és a nitrogén-oxidok. Az atomerőművek nem fogyasztanak oxigént, de a hőerőművek oxigént használnak az üzemanyag oxidálására, és évente több százezer tonna hamut termelnek. Ritka esetekben fordulnak elő kibocsátások az atomerőművekben. Tevékenységük mellékhatása a radionuklidok kibocsátása, amelyek néhány órán belül lebomlanak.

Az "üvegházhatás" arra ösztönzi az országokat, hogy korlátozzák az elégetett szén és olaj mennyiségét. Az európai atomerőművek évente 700 millió tonnával csökkentik a CO2-kibocsátást.

Pozitív hatás a gazdaságra.

Az atomerőmű építése munkahelyeket teremt az erőműben és a kapcsolódó iparágakban. A Leningrádi Atomerőmű például a helyi ipari vállalkozásokat látja el fűtéssel és meleg használati vízzel. Az állomás orvosi oxigénforrás az egészségügyi intézmények számára és folyékony nitrogén forrása a vállalkozások számára. A hidraulikus műhely ivóvízzel látja el a fogyasztókat. Az atomerőmű által megtermelt energia mennyisége közvetlenül összefügg a régió jólétének növekedésével.

Kis mennyiségű valóban veszélyes hulladék.

A kiégett nukleáris üzemanyag energiaforrás. A radioaktív hulladékok a kiégett fűtőelemek 5%-át teszik ki. 50 kg hulladékból mindössze 2 kg igényel hosszú távú tárolást és komoly elkülönítést.

A radioaktív anyagokat folyékony üveggel keverik össze, és ötvözött acélból készült vastag falú tartályokba öntik. A vastartályok készen állnak a veszélyes anyagok megbízható tárolására 200-300 évig.

Az úszó atomerőművek (FNPP) építése olcsó villamos energiát biztosít majd a nehezen megközelíthető területeken, beleértve a földrengésveszélyes területeket is.

Az atomerőművek létfontosságúak a távol-keleti és távol-észak nehezen megközelíthető területein, de a helyhez kötött állomások építése a ritkán lakott területeken gazdaságilag nem indokolt. A megoldást kis úszó atomhőerőművek alkalmazása jelenti majd. A világ első úszó atomerőműve, az Akademik Lomonoszov 2019 őszén indul a peveki Csukotka-félsziget partján. Egy úszó erőmű (FPU) építése folyik a szentpétervári Balti Hajógyárban. Összesen 7 úszó atomerőművet terveznek üzembe helyezni 2020-ig. Az úszó atomerőművek használatának előnyei között szerepel:

• olcsó villamos energia és hő biztosítása;
• napi 40-240 ezer köbméter édesvíz beszerzése;
• nincs szükség a lakosság sürgős evakuálására az atomerőműben bekövetkezett balesetek esetén;
• a tápegységek megnövekedett ütésállósága;
• potenciális ugrás az úszó erőművekkel rendelkező régiók gazdasági fejlődésében.

Javasold a tényedet

Az atomenergia hátrányai

Az atomerőművek építésének nagy költségei.

Egy modern atomerőmű építését 9 milliárd dollárra becsülik. Egyes szakértők szerint a költségek elérhetik a 20-25 milliárd eurót. Egy reaktor költsége kapacitásától és szállítójától függően 2-5 milliárd dollár között mozog. Ez 4,4-szerese a szélenergia költségének és 5-ször drágább, mint a napenergia. Az állomás megtérülési ideje meglehetősen hosszú.

A szinte minden atomerőműben felhasznált urán-235 készletek korlátozottak.

Az urán-235 készletek 50 évig tartanak fenn. Az urán-238 és a tórium kombinációjára váltva további ezer évig energiát termelhetünk az emberiség számára. A probléma az, hogy urán-238-ra és tóriumra váltáshoz urán-235-re van szükség. Az urán-235 összes tartalékának felhasználása lehetetlenné teszi az átállást.

Az atomenergia előállításának költségei meghaladják a szélerőművek működési költségeit.

Az Energy Fair kutatói bemutattak egy jelentést, amely bemutatja az atomenergia felhasználásának gazdasági céltalanságát. Egy atomerőmű által termelt 1 MW/óra 60 fonttal (96 dollárral) többe kerül, mint a szélmalmok által termelt ugyanennyi energia. Az atommaghasadási állomások üzemeltetése 1 MW/óra 202 fontba (323 dollár), egy szélenergia-létesítményé pedig 140 fontba (224 dollár) kerül.

Atomerőművi balesetek súlyos következményei.

A létesítményekben bekövetkezett balesetveszély az atomreaktorok teljes élettartama alatt fennáll. Kirívó példa a csernobili baleset, amelynek megszüntetésére 600 ezer embert küldtek. A balesetet követő 20 éven belül 5 ezer felszámoló halt meg. Folyók, tavak, erdőterületek, kisebb-nagyobb települések (5 millió hektár föld) lakhatatlanná váltak. 200 ezer km2 volt szennyezett. A baleset több ezer halálos áldozatot követelt, és megnövekedett a pajzsmirigyrákos betegek száma. Európában ezt követően 10 ezer torzsal született gyermek esetét regisztrálták.

A radioaktív hulladék elhelyezésének szükségessége.

Az atomhasadás minden szakasza veszélyes hulladék keletkezésével jár. A radioaktív anyagok teljes bomlásuk előtti elkülönítésére tárolókat építenek, amelyek nagy területeket foglalnak el a Föld felszínén, a világ óceánjainak távoli területein. Tádzsikisztánban 180 hektáros területen elásott 55 millió tonna radioaktív hulladék veszélye fenyegeti, hogy a környezetbe kerül. A 2009-es adatok szerint az orosz vállalatok radioaktív hulladékának csak 47%-a van biztonságos állapotban.

A nukleáris energia felhasználása a modern világban olyan fontosnak bizonyul, hogy ha holnap felébrednénk, és a nukleáris reakcióból származó energia eltűnne, az általunk ismert világ valószínűleg megszűnne létezni. A béke képezi az ipari termelés és élet alapját olyan országokban, mint Franciaország és Japán, Németország és Nagy-Britannia, az USA és Oroszország. És ha az utolsó két ország még mindig képes az atomenergia-forrásokat hőerőművekkel helyettesíteni, akkor Franciaország vagy Japán számára ez egyszerűen lehetetlen.

Az atomenergia felhasználása számos problémát okoz. Alapvetően mindezek a problémák azzal a ténnyel kapcsolatosak, hogy az atommag kötési energiáját (amit atomenergiának nevezünk) saját javára fordítva az ember jelentős rosszat kap erősen radioaktív hulladék formájában, amelyet nem lehet egyszerűen kidobni. A nukleáris energiaforrásokból származó hulladékot biztonságos körülmények között kell feldolgozni, szállítani, elásni és hosszú ideig tárolni.

Az atomenergia használatának előnyei és hátrányai, előnyei és kárai

Tekintsük az atom-nukleáris energia használatának előnyeit és hátrányait, azok előnyeit, kárait és jelentőségét az emberiség életében. Nyilvánvaló, hogy az atomenergiára ma csak az iparosodott országoknak van szükségük. Vagyis a békés célú atomenergiát főleg olyan létesítményekben használják fel, mint a gyárak, feldolgozó üzemek stb. Az energiaintenzív iparágak, amelyek távol vannak az olcsó villamosenergia-forrásoktól (például vízerőművek), amelyek belső folyamataik biztosítására és fejlesztésére használnak atomerőműveket.

Az agrárrégióknak és városoknak nincs nagy szüksége atomenergiára. Teljesen lehetséges helyettesíteni termikus és egyéb állomásokkal. Kiderült, hogy az atomenergia elsajátítása, beszerzése, fejlesztése, előállítása és felhasználása nagyrészt az ipari termékek iránti szükségleteink kielégítését célozza. Lássuk, milyen iparágakról van szó: autóipar, katonai termelés, kohászat, vegyipar, olaj- és gázkomplexum stb.

A modern ember szeretne új autót vezetni? Szeretne divatos műszálakba öltözni, műszálat enni és mindent műszálba csomagolni? Különböző formájú és méretű színes termékeket szeretne? Minden új telefont, tévét, számítógépet szeretne? Sokat szeretne vásárolni, és gyakran cseréli a körülötte lévő felszerelést? Szeretnél finom vegyszeres ételeket enni színes csomagokból? Szeretnél békében élni? Szeretne édes beszédeket hallani a tévéképernyőről? Azt akarja, hogy sok tank legyen, valamint rakéták és cirkálók, valamint lövedékek és fegyverek?

És mindent megkap. Nem számít, hogy a szó és a tett közötti ellentmondás végül háborúhoz vezet. Nem számít, hogy az újrahasznosítás is energiát igényel. A férfi egyelőre nyugodt. Eszik, iszik, dolgozni jár, árul és vásárol.

És mindehhez energia kell. És ehhez sok olaj, gáz, fém stb. Mindezek az ipari folyamatok pedig atomenergiát igényelnek. Ezért bárki bármit mond, amíg az első ipari termonukleáris fúziós reaktort nem állítják termelésbe, az atomenergia csak fejlődni fog.

Nyugodtan sorolhatjuk az atomenergia előnyei közé mindazt, amit megszoktunk. Hátránya az erőforrások kimerülésének összeomlása, a nukleáris hulladékkal kapcsolatos problémák, a népességnövekedés és a termőföld degradációja miatti közelgő halál szomorú kilátása. Vagyis az atomenergia lehetővé tette az ember számára, hogy még jobban kézbe vegye a természetet, olyan mértékben megerőszakolva azt, hogy néhány évtized alatt átlépte az alapvető erőforrások újratermelésének küszöbét, elindítva a fogyasztás összeomlásának folyamatát 2000 között. és 2010. Ez a folyamat objektíve már nem az embertől függ.

Mindenkinek kevesebbet kell ennie, kevesebbet kell élnie és kevésbé élveznie kell a természeti környezetet. Itt rejlik egy újabb plusz-mínusz az atomenergiában, mégpedig az, hogy azok az országok, amelyek elsajátították az atomot, képesek lesznek hatékonyabban újraosztani azok szűkös erőforrásait, akik nem sajátították el az atomot. Ráadásul csak a termonukleáris fúziós program fejlesztése teszi lehetővé az emberiség számára, hogy egyszerűen túlélje. Most magyarázzuk el részletesen, hogy milyen „vadállat” ez - az atomenergia (nukleáris) és mivel eszik.

Tömeg, anyag és atomi (nukleáris) energia

Gyakran halljuk azt az állítást, hogy „a tömeg és az energia ugyanaz”, vagy olyan ítéleteket, amelyek szerint az E = mc2 kifejezés magyarázza az atombomba felrobbanását. Most, hogy először megértette az atomenergiát és alkalmazásait, valóban nem lenne bölcs dolog összetéveszteni olyan kijelentésekkel, mint a „tömeg egyenlő energiával”. Mindenesetre a nagy felfedezés értelmezésének ez a módja nem a legjobb. Úgy tűnik, ez csak a fiatal reformisták, „az új idők galileaiai” szellemessége. Valójában az elmélet jóslata, amelyet számos kísérlet igazolt, csak azt mondja ki, hogy az energiának tömege van.

Most kifejtjük a modern nézőpontot, és rövid áttekintést adunk fejlődésének történetéről.
Ha bármely anyagi test energiája növekszik, a tömege nő, és ezt a többlettömeget az energia növekedésének tulajdonítjuk. Például, amikor a sugárzás elnyelődik, az abszorber felforrósodik és tömege megnő. A növekedés azonban olyan kicsi, hogy meghaladja a szokásos kísérletek mérési pontosságát. Ellenkezőleg, ha egy anyag sugárzást bocsát ki, akkor tömegéből egy cseppet veszít, amit a sugárzás magával visz. Felmerül egy tágabb kérdés: vajon az anyag teljes tömegét nem az energia határozza meg, azaz nincs-e benne minden anyagban hatalmas energiatartalék? Sok évvel ezelőtt a radioaktív átalakulások pozitívan reagáltak erre. Amikor egy radioaktív atom bomlik, hatalmas mennyiségű energia szabadul fel (leginkább mozgási energia formájában), és az atom tömegének egy kis része eltűnik. A mérések egyértelműen ezt mutatják. Így az energia tömeget visz magával, ezáltal csökkenti az anyag tömegét.

Következésképpen az anyag tömegének egy része felcserélhető a sugárzás tömegével, a mozgási energiával stb. Ezért mondjuk: „az energia és az anyag részben képesek kölcsönös átalakulásra”. Sőt, ma már olyan anyagrészecskéket is létrehozhatunk, amelyek tömeggel rendelkeznek, és képesek teljesen átalakulni sugárzássá, amelynek szintén van tömege. Ennek a sugárzásnak az energiája más formákká alakulhat át, tömegét átadva nekik. Ezzel szemben a sugárzás anyagrészecskévé alakulhat át. Tehát ahelyett, hogy „az energiának tömege van”, azt mondhatjuk, hogy „az anyag és a sugárzás részecskéi egymással átváltoztathatók, és ezért képesek más energiaformákkal is átalakulni”. Ez az anyag teremtése és elpusztítása. Ilyen pusztító események a hétköznapi fizika, kémia és technika területén nem fordulhatnak elő, ezeket vagy a magfizika által vizsgált mikroszkopikus, de aktív folyamatokban, vagy az atombombák magas hőmérsékletű tégelyében, a Napban és a csillagokban kell keresni. Ésszerűtlen lenne azonban azt mondani, hogy „az energia tömeg”. Azt mondjuk: „Az energiának, akárcsak az anyagnak, van tömege.”

Közönséges anyag tömege

Azt mondjuk, hogy a közönséges anyag tömege hatalmas belső energiakészletet tartalmaz, amely egyenlő a tömeg (fénysebesség)2 szorzatával. De ez az energia benne van a tömegben, és nem szabadulhat fel anélkül, hogy legalább egy része eltűnne. Hogyan született egy ilyen csodálatos ötlet, és miért nem fedezték fel korábban? Korábban is javasolták - kísérlet és elmélet különböző formákban -, de egészen a huszadik századig nem figyelték meg az energiaváltozást, mert a hétköznapi kísérletekben ez hihetetlenül kis tömegváltozásnak felel meg. Most azonban biztosak vagyunk abban, hogy a repülő golyónak a mozgási energiája miatt további tömege van. Még 5000 m/sec sebességnél is 1,00000000001 g össztömege lesz egy pontosan 1 g-os golyó nyugalmi állapotban, az 1 kg-os fehéren izzó platina pedig csak 0,000000000004 kg-ot fog hozzáadni, és gyakorlatilag semmilyen súlymérő nem fogja tudni regisztrálni ezeket változtatások. Csak akkor válik észrevehetővé az energia tömege, amikor az atommagból hatalmas energiatartalékok szabadulnak fel, vagy ha az atom „lövedékeit” a fénysebességhez közeli sebességre gyorsítják fel.

Másrészt, még a finom tömegkülönbség is hatalmas mennyiségű energia felszabadításának lehetőségét jelzi. Így a hidrogén- és héliumatomok relatív tömege 1,008 és 4,004. Ha négy hidrogénatom egy héliummaggá egyesülhetne, a 4,032 tömege 4,004-re változna. A különbség kicsi, mindössze 0,028, azaz 0,7%. De ez óriási energiafelszabadulást jelentene (főleg sugárzás formájában). 4,032 kg hidrogén 0,028 kg sugárzást termelne, amelynek energiája körülbelül 600000000000 Cal.

Hasonlítsa össze ezt azzal a 140 000 kalciummal, amely akkor szabadul fel, amikor ugyanannyi hidrogén egyesül oxigénnel egy kémiai robbanás során.
A ciklotronokban keletkező nagyon gyors protonok tömegéhez a közönséges kinetikus energia jelentősen hozzájárul, és ez nehézségeket okoz az ilyen gépekkel végzett munka során.

Miért hisszük még mindig, hogy E=mc2

Most ezt a relativitáselmélet egyenes következményeként fogjuk fel, de az első gyanúk a 19. század vége felé merültek fel, a sugárzás tulajdonságaival kapcsolatban. Akkor valószínűnek tűnt, hogy a sugárzásnak tömege van. És mivel a sugárzás, mintha szárnyakon, sebességgel viszi az energiát, vagy inkább maga az energia, megjelent a tömeg példája, amely valami „anyagtalan” közé tartozik. Az elektromágnesesség kísérleti törvényei azt jósolták, hogy az elektromágneses hullámoknak "tömeggel" kell rendelkezniük. A relativitáselmélet megalkotása előtt azonban csak a féktelen képzelet tudta kiterjeszteni az m=E/c2 arányt más energiaformákra.

Valamennyi elektromágneses sugárzásnak (rádióhullámok, infravörös, látható és ultraibolya fény stb.) van néhány közös jellemzője: mindegyik ugyanolyan sebességgel terjed a vákuumban, és mind energiát és lendületet ad át. A fényt és egyéb sugárzást nagy, de bizonyos sebességgel terjedő hullámok formájában képzeljük el c = 3*108 m/sec. Amikor a fény egy elnyelő felületre ütközik, hő keletkezik, ami azt jelzi, hogy a fényáram energiát hordoz. Ennek az energiának az áramlással együtt, azonos fénysebességgel kell terjednie. Valójában a fénysebességet pontosan így mérik: mire a fényenergia egy részéhez nagy távolságot kell megtenni.

Amikor a fény egyes fémek felületére ér, kiüti az elektronokat, amelyek úgy repülnek ki, mintha egy kompakt golyó találta volna el őket. , úgy tűnik, koncentrált adagokban oszlik el, amelyeket „kvantoknak” nevezünk. Ez a sugárzás kvantumtermészete, annak ellenére, hogy ezeket a részeket látszólag hullámok hozzák létre. Minden azonos hullámhosszú fénydarabnak ugyanaz az energiája, egy bizonyos energiakvantumja. Az ilyen részek fénysebességgel rohannak (valójában könnyűek), energiát és lendületet (impulzust) adva át. Mindez lehetővé teszi egy bizonyos tömeg hozzárendelését a sugárzáshoz - minden részhez egy bizonyos tömeget rendelnek.

Amikor a fény visszaverődik a tükörről, nem szabadul fel hő, mert a visszavert sugár elviszi az összes energiát, de a tükörre a rugalmas golyók vagy molekulák nyomásához hasonló nyomás nehezedik. Ha tükör helyett a fény egy fekete elnyelő felületet ér, a nyomás fele akkora lesz. Ez azt jelzi, hogy a sugár hordozza a tükör által elforgatott mozgás mértékét. Ezért a fény úgy viselkedik, mintha tömege lenne. De van-e más mód annak megállapítására, hogy valaminek tömege van? Létezik-e önmagában a tömeg, például hosszúság, zöld szín vagy víz? Vagy ez egy mesterséges fogalom, amelyet a Szerénységhez hasonló viselkedés határoz meg? Valójában a mise három megnyilvánulási formában ismert:

• V. Az „anyag” mennyiségét jellemző homályos állítás (a tömeg ebből a szempontból az anyag velejárója - egy entitás, amelyet láthatunk, megtapinthatunk, lökhetünk).
• B. Bizonyos állítások, amelyek összekapcsolják más fizikai mennyiségekkel.
• B. A mise konzervált.

Meg kell határozni a tömeget az impulzus és az energia tekintetében. Ekkor minden lendülettel és energiával rendelkező mozgó dolognak "tömeggel" kell lennie. A tömege legyen (impulzus)/(sebesség).

Relativitás-elmélet

Az abszolút térre és időre vonatkozó kísérleti paradoxonok sorozatának összekapcsolásának vágya hozta létre a relativitáselméletet. A fénnyel végzett kétféle kísérlet egymásnak ellentmondó eredményeket adott, az elektromossággal végzett kísérletek pedig tovább súlyosbították ezt a konfliktust. Ezután Einstein javasolta a vektorok hozzáadásának egyszerű geometriai szabályainak megváltoztatását. Ez a változás „speciális relativitáselméletének” a lényege.

Alacsony sebességeknél (a leglassabb csigától a leggyorsabb rakétáig) az új elmélet megegyezik a régivel.
A fénysebességgel összemérhető nagy sebességeknél a hossz- vagy időmérésünket a test megfigyelőhöz viszonyított mozgása módosítja, különösen a test tömege annál nagyobb, minél gyorsabban mozog.

Aztán a relativitáselmélet kijelentette, hogy ez a tömegnövekedés teljesen általános. Normál sebességnél nincs változás, és csak 100 000 000 km/h sebességnél nő a tömeg 1%-kal. A radioaktív atomok vagy a modern gyorsítók által kibocsátott elektronok és protonok esetében azonban eléri a 10, 100, 1000%-ot…. Az ilyen nagy energiájú részecskékkel végzett kísérletek kiválóan igazolják a tömeg és a sebesség közötti kapcsolatot.

A másik szélén olyan sugárzás található, amelynek nincs nyugalmi tömege. Nem anyag, és nem lehet nyugalomban tartani; egyszerűen tömege van és c sebességgel mozog, tehát energiája egyenlő mc2-vel. A kvantumokról mint fotonokról akkor beszélünk, ha a fénynek részecskeáramként való viselkedését akarjuk megfigyelni. Minden fotonnak meghatározott m tömege, bizonyos energiája E=mс2 és lendülete (impulzusa).

Nukleáris átalakulások

Egyes atommagokkal végzett kísérletekben a heves robbanások utáni atomtömegek nem adják ki ugyanazt a teljes tömeget. A felszabaduló energia magával viszi a tömeg egy részét; úgy tűnik, hogy az atomanyag hiányzó darabja eltűnt. Ha azonban a mért energiához az E/c2 tömeget rendeljük, azt találjuk, hogy a tömeg megmarad.

Az anyag megsemmisítése

Megszoktuk, hogy a tömegre az anyag elkerülhetetlen tulajdonságaként gondoljunk, így a tömegnek az anyagból a sugárzásba való átmenete - lámpából kilépő fénysugárba - szinte az anyag pusztulásának tűnik. Még egy lépés – és meglepődve fedezzük fel, mi is történik valójában: a pozitív és negatív elektronok, az anyagrészecskék egymáshoz kapcsolódva teljesen sugárzássá alakulnak. Anyaguk tömege azonos tömegű sugárzássá változik. Ez az anyag szó szerinti eltűnésének esete. Mintha fókuszban lenne, egy fényvillanásban.

A mérések azt mutatják, hogy (energia, sugárzás az annihiláció során)/ c2 egyenlő mindkét elektron - pozitív és negatív - teljes tömegével. Az antiproton egyesül egy protonnal és megsemmisül, általában könnyebb részecskéket szabadít fel nagy kinetikus energiával.

Az anyag teremtése

Most, hogy megtanultuk kezelni a nagyenergiájú sugárzást (ultrarövidhullámú röntgensugárzás), anyagrészecskéket is elő tudunk készíteni a sugárzásból. Ha egy célpontot ilyen sugarakkal bombáznak, azok néha részecskepárt hoznak létre, például pozitív és negatív elektronokat. És ha ismét az m=E/c2 képletet használjuk mind a sugárzásra, mind a kinetikus energiára, akkor a tömeg megmarad.

Egyszerűen a komplexumról – Atomenergia (Atomenergia).

• Képgaléria, képek, fényképek.
• Atomenergia, atomenergia - alapok, lehetőségek, kilátások, fejlődés.
• Érdekes tények, hasznos információk.
• Zöld hírek – Atomenergia, atomenergia.
• Linkek anyagokhoz és forrásokhoz – Nukleáris (atomi) energia.

Az atomenergia előnyei és hátrányai. A világ atomenergia-fejlesztésének 40 éves fejlesztése során 26 országban mintegy 400 erőmű épült, amelyek összenergia-kapacitása körülbelül 300 millió kW. Az atomenergia fő előnye a magas végső jövedelmezőség és az égéstermékek légkörbe történő kibocsátásának hiánya, ebből a szempontból környezetbarátnak tekinthető, fő hátránya a környezet radioaktív szennyeződésének potenciális veszélye. nukleáris fűtőanyag hasadási termékeivel egy balesetben, például csernobiliban vagy az amerikai Three Mile Island állomáson, és a használt nukleáris üzemanyag újrafeldolgozásának problémája.

Nézzük először az előnyöket. Az atomenergia jövedelmezősége több összetevőből áll.

Az egyik az üzemanyag-szállítástól való függetlenség. Ha egy 1 millió kW teljesítményű erőmű mintegy 2 millió t.e.-t igényel évente. vagy körülbelül 5 millió gyenge minőségű szenet, akkor a VVER-1000-es blokkhoz legfeljebb 30 tonna dúsított uránt kell szállítani, ami gyakorlatilag nullára csökkenti az üzemanyag-szállítás költségeit a szénállomásokon; a költségek 50-szeresére. A nukleáris üzemanyag energiatermeléshez való felhasználása nem igényel oxigént, és nem jár állandó égéstermék-kibocsátással, ami ennek megfelelően nem teszi szükségessé a légkörbe történő kibocsátások tisztítására szolgáló létesítmények építését.

Az atomerőművek közelében található városok többnyire környezetbarát zöld városok a világ minden országában, és ha ez nem így van, akkor ez az azonos területen található más iparágak és létesítmények befolyásának köszönhető. Ebben a tekintetben a TPP-k teljesen más képet adnak. Az oroszországi környezeti helyzet elemzése azt mutatja, hogy a hőerőművek a légkörbe kerülő összes káros kibocsátás több mint 25-ét teszik ki.

A hőerőművek mintegy 60 kibocsátása az európai részen és az Urálban fordul elő, ahol a környezetterhelés jelentősen meghaladja a maximális határértéket. A legsúlyosabb környezeti helyzet az Urál-, Közép- és Volga-vidéken alakult ki, ahol a kén- és nitrogénlerakódások által okozott terhelések helyenként 2-2,5-szeresével haladják meg a kritikus mértéket. Az atomenergia hátrányai közé tartozik a környezet radioaktív szennyeződésének potenciális veszélye olyan súlyos balesetek esetén, mint például Csernobil.

A csernobili RBMK-hoz hasonló reaktorokat használó atomerőművekben további biztonsági intézkedéseket hoztak, amelyek a NAÜ Nemzetközi Atomenergia Ügynökségének következtetése szerint teljesen kizárják az olyan súlyos balesetet, amikor az ilyen reaktorok elérik tervezett élettartamuk végét. és azokat új generációs, fokozott biztonságú reaktorokkal kell helyettesíteni. Mindazonáltal a közvéleményben az atomenergia biztonságos felhasználásával kapcsolatos fordulópont láthatóan nem fog hamarosan bekövetkezni.

A radioaktív hulladékok elhelyezésének problémája nagyon akut az egész világ közössége számára. Ma már léteznek módszerek az atomerőművekből származó radioaktív hulladékok üvegesítésére, bitumenesítésére és cementálására, de olyan területekre van szükség a temetők építéséhez, ahol ezt a hulladékot örök tárolásra helyezik. A kis területű és nagy népsűrűségű országok komoly nehézségekkel küzdenek e probléma megoldásában. 2

Munka vége -

Ez a téma a következő részhez tartozik:

Az atomenergia fejlesztésének kilátásai Oroszországban

Oroszország a világ egyik vezető energiahatalma lett, elsősorban az egyedülálló termelési, tudományos, műszaki és... A primer energiaforrások termelése 1993-ban az 1990-es szintből 82 volt és... A szükséges beruházások hiánya nem tette lehetővé a 90-es években a termelés természetes ártalmatlanításának kompenzálását...

Ha további anyagra van szüksége ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:

Mit csinálunk a kapott anyaggal:

Ha ez az anyag hasznos volt az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon: