Avantajele și dezavantajele reactoarelor rapide cu neutroni. Principalul avantaj al reactorului este prezența neutronilor rapizi. Ele contribuie atât la capacitatea de a produce combustibil nuclear pentru a-l înlocui pe cel uzat (după începerea reacției, chiar și uraniul sărăcit din deșeurile nucleare ale unui reactor cu neutroni termici poate fi încărcat ca combustibil), cât și la transmutarea elementelor transuraniului rezultate din captarea de neutroni prin combustibil nuclear fără fisiune (astfel de substanțe reprezintă o sursă de radioactivitate pe termen lung a combustibilului nuclear uzat).. Dezavantaje: deoarece viteza neutronilor este mare, metodele standard de control al reacției folosind metoda tijei de control sunt prea lente, deci mai mult sunt necesare sisteme scumpe și sofisticate (reflector în mișcare, luând în considerare vibrațiile termice ale nucleelor, otrăvirea controlată cu neutroni a zonei de reacție). În plus, atunci când un circuit se întrerupe, unele dintre metalele lichide (Na, K) din atmosferă prezintă un mare pericol de incendiu (combustia Na în timpul unei întreruperi a circuitului secundar de la reactorul Monju (Japonia) a dus la topirea parte a structurilor de oțel, dar fără contaminare prin radiații).
Slide 6 din prezentare „Utilizarea energiei nucleare”.Dimensiunea arhivei cu prezentarea este de 988 KB.
Fizica clasa a XI-a rezumatalte prezentări „Dispersia luminii, culorile corpurilor” - Refracția luminii Dispersia luminii Reflectarea luminii. Dispersia explică multe fenomene naturale: Lungimile de undă ale luminii monocromatice. Explicația dispersiei luminii. Ce imagine va fi văzută pe ecran? Joc pietre pretioase
. „Semafor” Folosind cercurile colorate, alegeți răspunsul corect. Sinteza luminii albe folosind prisme. Concluzii: Curcubeu. 5. Ce fenomen fizic stă la baza formării curcubeului? „Laserele” fizica clasa a XI-a” - Diagrama unui laser rubin. Chimiștii au inclus ionul de neodim într-un lanț atomic. Laserele și aplicațiile lor. Laser cu heliu-neon. Lista materialelor laser. Diagrama nivelurilor de energie ale heliului și neonului. Atomii absorb energia luminii. Primul laser cu gaz. Aplicarea laserelor. Liganzii. Procesul de formare a unei cascade de fotoni. Primul pas către laser. Frecvența oscilațiilor electromagnetice. Compus chimic
. Cascada de fotoni. „Forța Amperei” - Cum se va schimba forța Amperei care acționează asupra unui conductor drept cu curent într-un câmp magnetic uniform atunci când curentul din conductor scade de 2 ori? Acţiune la conductoarele care transportă curent. Curenții sunt opuși - forțele Ampere sunt opuse - conductorii se resping. Direcția în spațiu, care este determinată de regula mâinii stângi. Aplicarea forței Ampere. Un difuzor electrodinamic (difuzor) folosește acțiunea câmpului magnetic al unui magnet permanent asupra unui curent alternativ dintr-o bobină în mișcare.
„Reflexie și refracție” - Unghi limitativ de reflexie totală. Legea refracției luminii. Indicele de refracție relativ. Indicele de refracție relativ al două medii. Legea propagării rectilinie a luminii. Legea independenței fasciculelor de lumină. Fenomenul de reflexie a luminii. Optica geometrică. Cele mai simple instrumente optice. Fenomenul refracției luminii. Legea reflexiei luminii. Reflecție totală. Indicele de refracție absolut.
„Condiții pentru difracția luminii” - Difracția este inerentă oricărui proces de undă. Ce este difracția? Fenomen. Difracția luminii. Să luăm în considerare o rețea de difracție. Difracția undelor. Fundamentele teoriei difracției. Colorarea curcubeului a filmului. Principiul lui Huygens. Rețeaua de difracție. Se poate observa interferența undelor luminoase. Experienţă. Interferență. Amplitudinea oscilațiilor medii. Amplitudinea oscilațiilor. Spectru clar. Explicația propagării rectilinie a luminii.
„Clasele de particule elementare” - Generare. Modelul clădirii. Cronologia fizicii particulelor. Quarcii participă la interacțiuni puternice. Quarci. Clasificarea particulelor elementare. Sisteme fizice. Vedere. Aromă. Cum se detectează o particulă elementară. Învârtiți. Să luăm în considerare sarcinile. Particule elementare. Culoare. Ce energie este eliberată în timpul anihilării unui proton și antiproton. Natura cuantică a absorbției de energie. „Zoo” de particule. Caracteristicile quarcurilor.
Energia nucleară este singura modalitate de a satisface nevoia în creștere a umanității de energie electrică.
Nicio altă sursă de energie nu poate produce suficientă energie electrică. Consumul său global a crescut cu 39% din 1990 până în 2008 și crește anual. Energia solară nu poate satisface nevoile industriale de electricitate. Rezervele de petrol și cărbune se epuizează. În 2016, în lume funcționau 451 de unități nucleare. În total, unitățile electrice au generat 10,7% din producția mondială de energie electrică. 20% din toată energia electrică produsă în Rusia este produsă de centrale nucleare.
Energia eliberată în timpul unei reacții nucleare depășește semnificativ cantitatea de căldură eliberată în timpul arderii.
1 kg de uraniu îmbogățit la 4% eliberează o cantitate de energie echivalentă cu arderea a 60 de tone de petrol sau a 100 de tone de cărbune.
Lucru sigur centrale nucleare comparativ cu centralele termice.
De la construirea primelor instalații nucleare au avut loc aproximativ trei duzini de accidente, în patru cazuri s-a produs o eliberare substanțe nociveîn atmosferă. Numărul incidentelor legate de exploziile de metan din minele de cărbune este de zeci. Din cauza echipamentelor învechite, numărul accidentelor la centralele termice crește în fiecare an. Ultimul accident major din Rusia a avut loc în 2016 pe Sahalin. Atunci 20 de mii de ruși au rămas fără electricitate. O explozie din 2013 la termocentrala Uglegorsk (regiunea Donețk, Ucraina) a provocat un incendiu care nu a putut fi stins timp de 15 ore. A fost eliberat în atmosferă număr mare substante toxice.
Independență față de sursele de energie fosilă.
Rezervele de combustibil natural se epuizează. Resturile de cărbune și petrol sunt estimate la 0,4 IJ (1 IJ = 10 24 J). Rezervele de uraniu depășesc 2,5 IJ. În plus, uraniul poate fi refolosit. Combustibilul nuclear este ușor de transportat, iar costurile de transport sunt minime.
Economie comparativă a centralelor nucleare.
În 2013, emisiile globale generate de utilizarea combustibililor fosili pentru a genera electricitate s-au ridicat la 32 de gigatone. Acestea includ hidrocarburi și aldehide, dioxid de sulf, oxizi de azot. Centralele nucleare nu consumă oxigen, dar centralele termice folosesc oxigenul pentru a oxida combustibilul și pentru a produce sute de mii de tone de cenușă pe an. Emisiile la centralele nucleare au loc rareori. Efect secundar Activitatea lor este emisia de radionuclizi, care se descompun în câteva ore.
„Efectul de seră” încurajează țările să limiteze cantitatea de cărbune și petrol pe care le ard. Centralele nucleare din Europa reduc emisiile de CO2 cu 700 de milioane de tone anual.
Influență pozitivă asupra economiei.
Construcția unei centrale nucleare creează locuri de muncă la uzină și în industriile conexe. CNE Leningrad, de exemplu, oferă local întreprinderile industriale incalzire si apa calda tehnica. Stația este o sursă de oxigen medical pentru instituțiile medicale și azot lichid pentru întreprinderi. Atelierul hidraulic aprovizionează consumatorii apă potabilă. Volumul de energie produs de o centrală nucleară este direct legat de creșterea prosperității regiunii.
Cantități mici de deșeuri cu adevărat periculoase.
Combustibilul nuclear uzat este o sursă de energie. Deșeurile radioactive reprezintă 5% din combustibilul uzat. Din 50 kg de deșeuri, sunt necesare doar 2 kg depozitare pe termen lungși necesită izolare serioasă.
Substanțele radioactive sunt amestecate cu sticla lichidași turnat în recipiente cu pereți groși din oțel aliat. Containerele de fier sunt gata să ofere depozitare fiabilă a substanțelor periculoase timp de 200-300 de ani.
Construcția de centrale nucleare plutitoare (FNPP) va furniza energie electrică ieftină zonelor greu accesibile, inclusiv Seimo. zone periculoase.
Centralele nucleare sunt vitale în zonele greu accesibile Orientul Îndepărtatși Nordul Îndepărtat, dar construcția de stații staționare nu este justificată economic în zonele slab populate. Soluția va fi folosirea unor centrale termice nucleare plutitoare mici. Prima centrală nucleară plutitoare din lume, Akademik Lomonosov, va fi lansată în toamna anului 2019 pe coasta peninsulei Chukotka din Pevek. Construcția unei unități de putere plutitoare (FPU) este în curs de desfășurare la șantierul naval Baltic din Sankt Petersburg. Un total de 7 centrale nucleare plutitoare sunt planificate să fie puse în funcțiune până în 2020. Printre avantajele utilizării centralelor nucleare plutitoare:
- furnizarea de energie electrică și căldură ieftine;
- obținerea a 40-240 mii metri cubi de apă dulce pe zi;
- nu este nevoie de evacuare urgentă a populației în caz de accidente la centrala nucleară;
- rezistență crescută la șocuri a unităților de putere;
- un potențial salt în dezvoltarea economică a regiunilor cu centrale electrice flotante.
Sugerează-ți fapta
Dezavantajele energiei nucleare
Costuri mari pentru construcția centralelor nucleare.
Construcția unui modern centrala nucleara estimat la 9 miliarde de dolari. Potrivit unor experți, costurile ar putea ajunge la 20-25 de miliarde de euro. Costul unui reactor, în funcție de puterea și furnizorul acestuia, variază între 2-5 miliarde de dolari. Acesta este de 4,4 ori mai mare decât costul energiei eoliene și de 5 ori mai scump decât energia solară. Perioada de rambursare a stației este destul de lungă.
Rezervele de uraniu-235, care este folosit de aproape toate centralele nucleare, sunt limitate.
Rezervele de uraniu-235 vor dura 50 de ani. Trecerea la o combinație de uraniu-238 și toriu ne va permite să generăm energie pentru omenire pentru încă o mie de ani. Problema este că pentru a trece la uraniu-238 și toriu aveți nevoie de uraniu-235. Utilizarea tuturor rezervelor de uraniu-235 va face tranziția imposibilă.
Costurile de producere a energiei nucleare depășesc costurile de exploatare ale parcurilor eoliene.
Cercetătorii Târgului de Energie au prezentat un raport care demonstrează inutilitatea economică a utilizării energiei nucleare. 1 MW/oră produs de o centrală nucleară costă cu 60 de lire sterline (96 USD) mai mult decât aceeași cantitate de energie produsă mori de vânt. Funcționarea stațiilor de fisiune nucleară costă 202 de lire sterline (323 USD) pe 1 MW/oră, iar o instalație de energie eoliană costă 140 de lire sterline (224 USD).
Consecințele grave ale accidentelor la centralele nucleare.
Riscul de accidente la instalații există pe toată durata de funcționare a reactoarelor nucleare. Un exemplu izbitor este accidentul de la Cernobîl, pentru eliminarea căruia au fost trimiși 600 de mii de oameni. În 20 de ani de la accident, 5 mii de lichidatori au murit. Râuri, lacuri, păduri, mici și mari aşezări(5 milioane de hectare de teren) au devenit nelocuibile. 200 mii km2 au fost poluați. Accidentul a provocat mii de morți și o creștere a numărului de pacienți cu cancer tiroidian. În Europa, au fost înregistrate ulterior 10 mii de cazuri de copii născuți cu deformări.
Nevoia de eliminare a deșeurilor radioactive.
Fiecare etapă a fisiunii atomice este asociată cu generarea de deșeuri periculoase. Se construiesc depozite pentru a izola substanțele radioactive înainte de dezintegrarea lor completă, ocupând suprafețe mari de pe suprafața Pământului, situate în zone îndepărtate ale oceanelor lumii. 55 de milioane de tone de deșeuri radioactive îngropate pe o suprafață de 180 de hectare în Tadjikistan riscă să se scurgă în mediu. În 2009, doar 47% din deșeurile radioactive întreprinderi rusești sunt într-o stare de siguranță.
În secțiunea privind întrebarea pro și contra energie nucleară pusă de autor Olya Bespyatova cel mai bun răspuns este În forma în care ACUM = după Cernobîl există centrale nucleare - sunt sigure! Centralele nucleare sunt energia nucleară de astăzi. Sunt în siguranță pentru că după accidentul de la Cernobîl, cauzele acestuia au fost analizate cu atenție de către ÎNTREAGA comunitatea științifică implicată în energia nucleară. S-au făcut concluzii importante, INCORPATE în proiectarea reactoarelor moderne, aceasta garantează imposibilitatea unui astfel de accident. Apropo, pentru cei care știu doar despre Cernobîl, vă sfătuiesc să introduceți „accident (dezastru) în Bhopal” într-un motor de căutare - de ce ar trebui să închidem acum întreaga industrie chimică? !
Acum, la esența întrebării: AVANTAJE: costul scăzut al energiei, respectarea ridicată a mediului în stații, disponibilitatea rezervelor relativ mari de combustibil nuclear (uraniu). DEZAVANTAJE: problema deșeurilor nucleare, rezervele epuizabile de uraniu - se va epuiza și el, deși ceva mai târziu decât petrolul. Deși problema deșeurilor radioactive este doar o chestiune de cost. Există un mod ABSOLUT ecologic de a le arunca - într-o rachetă și în Soare! Nu glumesc! Doar că încă pare prea scump... Dar, așa cum au învățat anticii, vremurile se schimbă; -)
Cele mai multe vedere în perspectivă Energia nucleară este fuziunea termonucleară. Este lipsit de ambele dezavantaje ale energiei nucleare moderne: nu există deșeuri radioactive și rezerve practic inepuizabile de „combustibil” - hidrogenul greu (deuteriu) este în apă. Din păcate, încă nu a fost posibilă realizarea unei instalații care să producă mai multă energie decât consumă. Dar oamenii de știință rămân optimiști; -))
Dacă există ceva de neînțeles sau haotic în textul meu, puneți mai multe întrebări, puteți merge la „lumea mea”!
ÎN lumea modernă Doar utilizarea energiei nucleare face posibilă obținerea unui astfel de volum de resurse energetice care să satisfacă nevoile omenirii. Nicio altă sursă de obținere a acestora nu este pur și simplu capabilă să facă față acestei sarcini. Energia nucleară a devenit un fel de „panacee” pentru rezolvarea problemelor de susținere a vieții pentru oamenii din întreaga lume. Cu toate acestea, acesta nu este singurul motiv pentru care energia nucleară este utilizată activ în întreaga lume.
Avantajele energiei nucleare
Dacă luăm în considerare avantajele energiei nucleare, putem evidenția următoarele:
- relativ ieftinitate a producției de energie;
- puritatea mediului a produsului rezultat;
- economii semnificative la consumul de energie (gaz, petrol, cărbune);
- posibilitate de economisire a spațiului (centralele nucleare nu ocupă mult spațiu).
Se dovedește că energia nucleară este cea mai bună descoperire a umanității? Așa a fost până în 1986 (dezastrul de la centrala nucleară de la Cernobîl), când această metodă de obținere a resurselor energetice „a întors partea cealaltă” către oameni. Consecințele dezastrului provocat de om sunt relevante pentru întreaga lume în general și pentru fiecare țară în particular.
Substanțele periculoase au fost transportate de masele de aer pe întreaga planetă. Nu există un singur colț al Pământului care să rămână „deoparte” de ceea ce s-a întâmplat.
Ar trebui să renunțăm la utilizarea energiei nucleare?
Avantajele și dezavantajele energiei nucleare nu pot fi comparate între ele. În acest caz, abordarea „alege cel mai mic dintre cele două rele” nu funcționează. Ce poate fi considerat un mare rău - o amenințare la adresa vieții întregii vieți de pe planetă sau o posibilitate reală de a rămâne fără resursele energetice necesare vieții omenirii? Judecând după faptul că energia nucleară este încă nu numai utilizată activ, ci și dezvoltată, soluția la această dilemă este evidentă.
Cu toate acestea, persoana nu a avut prea multe de ales. Rezervele naturale de energie tind să se epuizeze. Nevoile omenirii cresc de la an la an. Nu există alte opțiuni pentru producția de energie sigură și complet fiabilă. Surse alternative, ca energie solară, hidrogenul, instalatiile hidraulice, nu sunt capabile sa ofere liniste cantitatea necesară purtători de energie.
Există o singură modalitate de a proteja lumea de amenințarea dezastrelor provocate de om fără a renunța la utilizarea energiei nucleare - să fii mai atent la funcționarea centralelor nucleare și a altor instalații. Numai în acest caz putem spera măcar că nu se va repeta tragedia de la Cernobîl.
Principalele argumente în favoarea dezvoltării energiei nucleare sunt ieftinitatea comparativă a energiei și cantitatea mică de deșeuri. În ceea ce privește per unitate de energie produsă, deșeurile de la centralele nucleare sunt de mii de ori mai puține decât de la centralele termice pe cărbune (1 pahar de uraniu-235 produce aceeași cantitate de energie ca 10 mii de tone de cărbune). Avantajul centralelor nucleare este absența emisiilor de dioxid de carbon în atmosferă, care însoțește producerea de energie electrică la arderea resurselor energetice pe bază de carbon.
Astăzi este deja destul de evident că în timpul funcționării normale a centralelor nucleare, riscul de mediu la generarea energiei este incomparabil mai mic decât în industria cărbunelui.
Conform estimărilor aproximative, închiderea centralelor nucleare existente ar necesita arderea a încă 630 de milioane de tone de cărbune anual, ceea ce ar duce la eliberarea a 2 miliarde de tone de dioxid de carbon și 4 milioane de tone de cenușă toxică și radioactivă în atmosferă. Înlocuirea centralelor nucleare cu centrale termice ar duce la o creștere de 50 de ori a mortalității cauzate de poluarea atmosferică. Pentru a extrage acest dioxid de carbon suplimentar din atmosferă, ar fi necesară plantarea pădurilor pe o suprafață de 4-8 ori mai mare decât teritoriul Republicii Federale Germania.
Energia nucleară are oponenți serioși. L. Brown îl consideră necompetitiv în lucrări recente (Brown, 2001). Argumentele împotriva dezvoltării energiei nucleare sunt dificultatea de a asigura siguranța completă a ciclului combustibilului nuclear, precum și riscul de accidente la centralele nucleare. Istoria dezvoltării energiei nucleare este umbrită de accidentele grave care au avut loc la Kyshtym și Cernobîl. Cu toate acestea, probabilitatea de accidente la centralele nucleare moderne este extrem de scăzută. Deci, în Marea Britanie nu este mai mult de 1:1.000.000. În Japonia, se construiesc noi centrale nucleare (inclusiv cea mai mare din lume, Fukushima) în zone periculoase din punct de vedere seismic de pe coasta oceanului.
Perspective pentru energia nucleară.
Epuizarea resurselor energetice pe bază de carbon, posibilitățile limitate de energie bazată pe surse regenerabile de energie și cererea în creștere de energie împing majoritatea țărilor lumii către dezvoltarea energiei nucleare, iar construcția de centrale nucleare începe în țările în curs de dezvoltare. America de Sud, Asia și Africa. Construcția de centrale nucleare, suspendată anterior, este reluată chiar și în țările afectate de dezastrul de la Cernobîl - Ucraina, Belarus și Federația Rusă. Funcționarea centralelor nucleare din Armenia este reluată.
Nivelul tehnologic al energiei nucleare și al acesteia siguranța mediului. Au fost deja dezvoltate proiecte pentru introducerea unor reactoare noi, mai economice, capabile să utilizeze de 4-10 ori mai puțin uraniu per unitate de energie electrică decât cele moderne. Se discută chestiunea utilizării toriului și plutoniului ca „combustibil”. Oamenii de știință japonezi cred că plutoniul poate fi ars fără reziduuri, iar centralele nucleare care utilizează plutoniu pot fi cele mai ecologice, deoarece nu produc deșeuri radioactive (RAW). Din acest motiv, Japonia cumpără în mod activ plutoniu eliberat în timpul demontării focoaselor nucleare. Cu toate acestea, pentru a converti centralele nucleare în combustibil plutoniu, este necesară o modernizare costisitoare a reactoarelor nucleare.
Ciclul combustibilului nuclear se schimbă, de exemplu. totalitatea tuturor operațiunilor care însoțesc extracția materiilor prime pentru combustibil nuclear, pregătirea acestuia pentru ardere în reactoare, procesul de obținere a energiei și prelucrarea, depozitarea și eliminarea deșeurilor radioactive. În unele țări europene și în Federația Rusă, se face o tranziție către un ciclu închis, în care sunt generate mai puține deșeuri radioactive, deoarece o parte semnificativă din acestea sunt arse după procesare. Acest lucru permite nu numai reducerea riscului de contaminare radioactivă a mediului (vezi 10.4.4), ci și reducerea consumului de uraniu, ale cărui resurse sunt epuizabile, de sute de ori. Într-un ciclu deschis, deșeurile radioactive nu sunt procesate, ci eliminate. Este mai economic, dar nejustificat din punct de vedere ecologic. Centralele nucleare din SUA funcționează în prezent conform acestei scheme.
În general, problemele procesării și eliminării în siguranță a deșeurilor radioactive sunt rezolvabile din punct de vedere tehnic. În favoarea dezvoltării energiei nucleare în ultimii ani Vorbește și Clubul de la Roma, ai cărui experți au formulat următoarea poziție: „Petrolul este prea scump, cărbunele este prea periculos pentru natură, contribuția surselor regenerabile de energie este prea nesemnificativă, singura șansă este să rămânem la opțiunea nucleară”.