Presentación de física sobre la energía nuclear. Presentación Energía nuclear: pros y contras. ¿Por qué necesitamos una central nuclear?

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La energía nuclear

§66. Fisión de núcleos de uranio. §67. Reacción en cadena. §68. Reactor nuclear. §69. La energía nuclear. §70. Efectos biológicos de la radiación. §71. Producción y uso de isótopos radiactivos. §72. Reacción termonuclear. §73. Partículas elementales. Antipartículas.

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§66. Fisión nuclear de uranio

¿Quién y cuándo descubrió la fisión de los núcleos de uranio? ¿Cuál es el mecanismo de la fisión nuclear? ¿Qué fuerzas actúan en el núcleo? ¿Qué sucede cuando un núcleo se fisiona? ¿Qué sucede con la energía cuando un núcleo de uranio se fisiona? ¿Cómo cambia la temperatura ambiente cuando los núcleos de uranio se fisionan? ¿Cuánta energía se libera?

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Fisión de núcleos pesados.

A diferencia de la desintegración radiactiva de los núcleos, que va acompañada de la emisión de partículas α o β, las reacciones de fisión son un proceso en el que un núcleo inestable se divide en dos grandes fragmentos de masas comparables. En 1939, los científicos alemanes O. Hahn y F. Strassmann descubrieron la fisión de los núcleos de uranio. Continuando con la investigación iniciada por Fermi, descubrieron que cuando se bombardea uranio con neutrones, surgen elementos de la parte media de la tabla periódica: isótopos radiactivos de bario (Z = 56), criptón (Z = 36), etc. naturaleza en forma de dos isótopos: uranio-238 y uranio-235 (99,3%) y (0,7%). Cuando son bombardeados por neutrones, los núcleos de ambos isótopos pueden dividirse en dos fragmentos. En este caso, la reacción de fisión del uranio-235 ocurre más intensamente con neutrones lentos (térmicos), mientras que los núcleos de uranio-238 entran en una reacción de fisión solo con neutrones rápidos con una energía de aproximadamente 1 MeV.

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Reacción en cadena

El principal interés de la energía nuclear es la reacción de fisión del núcleo de uranio-235. Actualmente se conocen alrededor de 100 isótopos diferentes con números de masa de aproximadamente 90 a 145, resultantes de la fisión de este núcleo. Dos reacciones de fisión típicas de este núcleo son: Tenga en cuenta que la fisión de un núcleo iniciada por un neutrón produce nuevos neutrones que pueden provocar reacciones de fisión de otros núcleos. Los productos de fisión de los núcleos de uranio-235 también pueden ser otros isótopos de bario, xenón, estroncio, rubidio, etc.

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Cuando un núcleo de uranio-235 se fisiona, provocada por una colisión con un neutrón, se liberan 2 o 3 neutrones. En condiciones favorables, estos neutrones pueden chocar con otros núcleos de uranio y provocar su fisión. En esta etapa aparecerán de 4 a 9 neutrones, capaces de provocar nuevas desintegraciones de los núcleos de uranio, etc. Un proceso similar a una avalancha se llama reacción en cadena.

El diagrama del desarrollo de una reacción en cadena de fisión de núcleos de uranio se muestra en la figura.

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Tasa de reproducción

Para que se produzca una reacción en cadena es necesario que el llamado factor de multiplicación de neutrones sea mayor que uno. En otras palabras, en cada generación posterior debería haber más neutrones que en la anterior. El coeficiente de multiplicación está determinado no solo por la cantidad de neutrones producidos en cada acto elemental, sino también por las condiciones en las que ocurre la reacción: algunos de los neutrones pueden ser absorbidos por otros núcleos o abandonar la zona de reacción. Los neutrones liberados durante la fisión de los núcleos de uranio-235 son capaces de provocar la fisión únicamente de los núcleos del mismo uranio, que representa sólo el 0,7% del uranio natural.

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Masa critica

La masa más pequeña de uranio a la que puede ocurrir una reacción en cadena se llama masa crítica. Formas de reducir la pérdida de neutrones: usar una capa reflectante (de berilio), reducir la cantidad de impurezas, usar un moderador de neutrones (grafito, agua pesada), para uranio-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).

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Diagrama del reactor nuclear

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En el núcleo de un reactor nuclear se produce una reacción nuclear controlada que libera una gran cantidad de energía.

El primer reactor nuclear se construyó en 1942 en Estados Unidos bajo la dirección de E. Fermi. En nuestro país, el primer reactor se construyó en 1946 bajo la dirección de I.V.

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Tarea

§66. Fisión de núcleos de uranio. §67. Reacción en cadena. §68. Reactor nuclear. Responde a las preguntas. Dibuja un diagrama del reactor. ¿Qué sustancias y cómo se utilizan en un reactor nuclear? (escrito)

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Reacciones termonucleares.

Las reacciones de fusión de núcleos ligeros se denominan reacciones termonucleares, ya que sólo pueden ocurrir a temperaturas muy altas.

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La segunda forma de liberar energía nuclear está asociada con reacciones de fusión. Cuando los núcleos ligeros se fusionan y forman un nuevo núcleo, se debe liberar una gran cantidad de energía. De particular gran importancia práctica es que durante una reacción termonuclear, se libera mucha más energía por nucleón que durante una reacción nuclear, por ejemplo, durante la fusión de un núcleo de helio a partir de núcleos de hidrógeno, se libera una energía igual a 6 MeV, y durante En la fisión de un núcleo de uranio, un nucleón equivale a "0,9 MeV.

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Condiciones para una reacción termonuclear.

Para que dos núcleos entren en una reacción de fusión, deben acercarse entre sí a una distancia de fuerzas nucleares del orden de 2,10 a 15 m, superando la repulsión eléctrica de sus cargas positivas. Para ello, la energía cinética promedio del movimiento térmico de las moléculas debe exceder la energía potencial de la interacción de Coulomb. El cálculo de la temperatura T necesaria para ello da como resultado un valor del orden de 108-109 K. Se trata de una temperatura extremadamente alta. A esta temperatura, la sustancia se encuentra en un estado completamente ionizado llamado plasma.

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Reacción termonuclear controlada

Reacción energéticamente favorable. Sin embargo, sólo puede ocurrir a temperaturas muy altas (del orden de varios cientos de millones de grados). Con una alta densidad de materia, esta temperatura se puede alcanzar creando poderosas descargas electrónicas en el plasma. En este caso surge un problema: es difícil contener el plasma. En las estrellas se producen reacciones termonucleares autosostenidas

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Crisis de energía

se ha convertido en una verdadera amenaza para la humanidad. En este sentido, los científicos propusieron extraer del agua de mar el isótopo pesado del hidrógeno, el deuterio, y someterlo a una reacción de fusión nuclear a temperaturas de unos 100 millones de grados centígrados. En una fusión nuclear, el deuterio obtenido de un kilogramo de agua de mar podrá producir la misma cantidad de energía que se libera al quemar 300 litros de gasolina ___ TOKAMAK (cámara magnética toroidal con corriente)

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El TOKAMAK moderno más potente, que sirve únicamente con fines de investigación, se encuentra en la ciudad de Abingdon, cerca de Oxford. Tiene 10 metros de altura, produce plasma y la mantiene viva durante sólo 1 segundo aproximadamente.

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TOKAMAK (CÁMARA TORoidal con BOBINAS MAGNÉTICAS)

Se trata de un dispositivo electrofísico cuyo objetivo principal es la formación de plasma. El plasma no se mantiene por las paredes de la cámara, que no pueden soportar su temperatura, sino por un campo magnético creado especialmente, que es posible a temperaturas de alrededor de 100 millones de grados, y su conservación durante bastante tiempo en un volumen dado. La posibilidad de producir plasma a temperaturas ultraaltas permite realizar una reacción termonuclear de fusión de núcleos de helio a partir de isótopos de hidrógeno (deuterio y tritio) como materia prima.

Lección en noveno gradoProfesor de física "Escuela secundaria MKOU Muzhichanskaya"
Volosentsev Nikolay Vasilievich

Repetición de conocimientos sobre la energía contenida en los núcleos de los átomos; Repetición de conocimientos sobre la energía contenida en los núcleos de los átomos;
El problema energético más importante;
Etapas del proyecto nuclear nacional;
Cuestiones clave para la viabilidad futura;
Ventajas y desventajas de las centrales nucleares;
Cumbre de Seguridad Nuclear.

¿Qué dos tipos de fuerzas actúan en el núcleo de un átomo? -¿Qué dos tipos de fuerzas actúan en el núcleo de un átomo?
-¿Qué pasa con un núcleo de uranio que ha absorbido un electrón extra?
-¿Cómo cambia la temperatura ambiente cuando se fisiona una gran cantidad de núcleos de uranio?
-Cuéntanos sobre el mecanismo de la reacción en cadena.
-¿Cuál es la masa crítica del uranio?
- ¿Qué factores determinan la posibilidad de una reacción en cadena?
-¿Qué es un reactor nuclear?
-¿Qué hay en el núcleo del reactor?
-¿Para qué se necesitan las barras de control? ¿Cómo se utilizan?
-¿Qué segunda función (además de moderar los neutrones) realiza el agua en el circuito primario del reactor?
-¿Qué procesos ocurren en el segundo circuito?
-¿Qué transformaciones energéticas se producen al generar corriente eléctrica en las centrales nucleares?

Desde la antigüedad se han utilizado como principales fuentes de energía la leña, la turba, el carbón vegetal, el agua y el viento. Desde la antigüedad se conocen tipos de combustible como el carbón, el petróleo y el esquisto. Casi todo el combustible extraído se quema. Se consume una gran cantidad de combustible en las centrales térmicas, en diversos motores térmicos, para necesidades tecnológicas (por ejemplo, durante la fundición de metales, para calentar piezas de trabajo en forjas y talleres de laminación) y para calentar locales residenciales y empresas industriales. Cuando se quema combustible se forman productos de combustión, que normalmente se liberan a la atmósfera a través de las chimeneas. Cada año, cientos de millones de toneladas de diversas sustancias nocivas entran al aire. La conservación de la naturaleza se ha convertido en una de las tareas más importantes de la humanidad. Los combustibles naturales se reponen muy lentamente. Las reservas existentes se formaron hace decenas y cientos de millones de años. Al mismo tiempo, la producción de combustible aumenta continuamente. Por eso el problema energético más importante es el de encontrar nuevas reservas de recursos energéticos, en particular la energía nuclear. Desde la antigüedad se han utilizado como principales fuentes de energía la leña, la turba, el carbón vegetal, el agua y el viento. Desde la antigüedad se conocen tipos de combustible como el carbón, el petróleo y el esquisto. Casi todo el combustible extraído se quema. Se consume una gran cantidad de combustible en las centrales térmicas, en diversos motores térmicos, para necesidades tecnológicas (por ejemplo, durante la fundición de metales, para calentar piezas de trabajo en forjas y talleres de laminación) y para calentar locales residenciales y empresas industriales. Cuando se quema combustible se forman productos de combustión, que normalmente se liberan a la atmósfera a través de las chimeneas. Cada año, cientos de millones de toneladas de diversas sustancias nocivas entran al aire. La conservación de la naturaleza se ha convertido en una de las tareas más importantes de la humanidad. Los combustibles naturales se reponen muy lentamente. Las reservas existentes se formaron hace decenas y cientos de millones de años. Al mismo tiempo, la producción de combustible aumenta continuamente. Por eso el problema energético más importante es el de encontrar nuevas reservas de recursos energéticos, en particular la energía nuclear.

Se considera que la fecha del inicio a gran escala del proyecto atómico de la URSS es el 20 de agosto de 1945.
Sin embargo, el trabajo sobre el desarrollo de la energía atómica en la URSS comenzó mucho antes. En las décadas de 1920 y 1930, se crearon centros científicos y escuelas: el Instituto de Física y Tecnología en Leningrado bajo el liderazgo de Ioffe, el Instituto de Física y Tecnología de Jarkov, donde trabaja el Instituto de Radio Leipunsky dirigido por Khlopin, el Instituto de Física que lleva su nombre. P.N. Lebedev, Instituto de Física Química y otros. Al mismo tiempo, el énfasis en el desarrollo de la ciencia está en la investigación fundamental.
En 1938, la Academia de Ciencias de la URSS creó la Comisión sobre el Núcleo Atómico y, en 1940, la Comisión sobre los Problemas del Uranio.
ME GUSTARÍA. Zeldovich y Yu.B. Khariton en 1939-40 llevó a cabo una serie de cálculos fundamentales sobre la reacción en cadena ramificada de la fisión del uranio en un reactor como un sistema controlado controlado.
Pero la guerra interrumpió este trabajo. Miles de científicos fueron reclutados en el ejército, muchos científicos famosos que tenían reservas fueron al frente como voluntarios. Institutos y centros de investigación fueron cerrados, evacuados, su trabajo interrumpido y prácticamente paralizado.

El 28 de septiembre de 1942, Stalin aprobó la Orden de Defensa del Estado nº 2352ss "Sobre la organización del trabajo con el uranio". Las actividades de inteligencia desempeñaron un papel importante, lo que permitió a nuestros científicos estar al tanto de los avances científicos y tecnológicos en el campo del desarrollo de armas nucleares casi desde el primer día. Sin embargo, los desarrollos que formaron la base de nuestras armas atómicas fueron posteriormente creados íntegramente por nuestros científicos. Por orden del Comité de Defensa del Estado del 11 de febrero de 1943, la dirección de la Academia de Ciencias de la URSS decidió crear un laboratorio especial de la Academia de Ciencias de la URSS en Moscú para realizar trabajos con uranio. El líder de todos los trabajos sobre el tema atómico fue Kurchatov, quien reunió para el trabajo a sus estudiantes de física y tecnología de San Petersburgo: Zeldovich, Khariton, Kikoin y Flerov. Bajo la dirección de Kurchatov, se organizó en Moscú el laboratorio secreto nº 2 (el futuro Instituto Kurchatov). El 28 de septiembre de 1942, Stalin aprobó el decreto GKO nº 2352ss “Sobre la organización del trabajo con el uranio”. Las actividades de inteligencia desempeñaron un papel importante, lo que permitió a nuestros científicos estar al tanto de los avances científicos y tecnológicos en el campo del desarrollo de armas nucleares casi desde el primer día. Sin embargo, los desarrollos que formaron la base de nuestras armas atómicas fueron posteriormente creados íntegramente por nuestros científicos. Por orden del Comité de Defensa del Estado del 11 de febrero de 1943, la dirección de la Academia de Ciencias de la URSS decidió crear un laboratorio especial de la Academia de Ciencias de la URSS en Moscú para realizar trabajos con uranio. El líder de todos los trabajos sobre el tema atómico fue Kurchatov, quien reunió para el trabajo a sus estudiantes de física y tecnología de San Petersburgo: Zeldovich, Khariton, Kikoin y Flerov. Bajo el liderazgo de Kurchatov, se organizó en Moscú el laboratorio secreto número 2 (el futuro Instituto Kurchatov).

Ígor Vasílievich Kurchátov

En 1946, se construyó el primer reactor nuclear de uranio-grafito F-1 en el Laboratorio No. 2, cuyo lanzamiento físico tuvo lugar a las 18:00 horas del 25 de diciembre de 1946. En ese momento se llevó a cabo una reacción nuclear controlada con una masa de uranio de 45 toneladas, grafito - 400 t y la presencia en el núcleo del reactor de una varilla de cadmio insertada a 2,6 m. En 1946 se construyó el primer reactor nuclear de uranio y grafito F-1 en el laboratorio nº 2. cuyo lanzamiento físico tuvo lugar a las 18:00 horas del 25 de diciembre de 1946. En ese momento se llevó a cabo una reacción nuclear controlada con una masa de 45 toneladas de uranio, 400 toneladas de grafito y la presencia de una varilla de cadmio en el núcleo del reactor. , insertado a 2,6 m.
En junio de 1948 se puso en marcha el primer reactor nuclear industrial y el 19 de junio finalizó un largo período de preparación del reactor para su funcionamiento a su capacidad de diseño, que era de 100 MW. Esta fecha está asociada con el inicio de las actividades de producción de la planta No. 817 en Chelyabinsk-40 (ahora Ozersk, región de Chelyabinsk).
El trabajo para crear una bomba atómica duró 2 años y 8 meses. El 11 de agosto de 1949 se llevó a cabo en KB-11 el montaje de control de una carga nuclear de plutonio. La carga se denominó RDS-1. La prueba exitosa de la carga RDS-1 tuvo lugar a las 7 de la mañana del 29 de agosto de 1949 en el polígono de pruebas de Semipalatinsk.

La intensificación del trabajo sobre el uso militar y pacífico de la energía nuclear se produjo en el período 1950-1964. Los trabajos de esta etapa están relacionados con el perfeccionamiento de las armas nucleares y termonucleares, el equipamiento de las fuerzas armadas con este tipo de armas, el establecimiento y desarrollo de la energía nuclear y el inicio de la investigación en el campo del uso pacífico de las energías de las reacciones de fusión. de elementos ligeros. Recibido en el período 1949 – 1951. La base científica sirvió de base para seguir mejorando las armas nucleares destinadas a la aviación táctica y los primeros misiles balísticos nacionales. Durante este período se intensificaron los trabajos para crear la primera bomba de hidrógeno (bomba termonuclear). Una de las variantes de la bomba termonuclear RDS-6 fue desarrollada por A.D. Sajarov (1921-1989) y probada con éxito el 12 de agosto de 1953. La intensificación del trabajo sobre el uso militar y pacífico de la energía nuclear se produjo en el período 1950-1964. . Los trabajos de esta etapa están relacionados con el perfeccionamiento de las armas nucleares y termonucleares, el equipamiento de las fuerzas armadas con este tipo de armas, el establecimiento y desarrollo de la energía nuclear y el inicio de la investigación en el campo del uso pacífico de las energías de las reacciones de fusión. de elementos ligeros. Recibido en el período 1949 – 1951. La base científica sirvió de base para seguir mejorando las armas nucleares destinadas a la aviación táctica y los primeros misiles balísticos nacionales. Durante este período se intensificaron los trabajos para crear la primera bomba de hidrógeno (bomba termonuclear). Una de las variantes de la bomba termonuclear RDS-6 fue desarrollada por A.D. Sajarov (1921-1989) y probada con éxito el 12 de agosto de 1953.

En 1956 se probó una carga para un proyectil de artillería.. En 1956 se probó una carga para un proyectil de artillería.
En 1957 se botaron el primer submarino nuclear y el primer rompehielos nuclear.
En 1960 se puso en servicio el primer misil balístico intercontinental.
En 1961 se probó la bomba aérea más potente del mundo, con un equivalente de TNT de 50 Mt.

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El 16 de mayo de 1949, un decreto gubernamental determinó el inicio de los trabajos de creación de la primera central nuclear. I.V. Kurchatov fue nombrado supervisor científico de los trabajos de creación de la primera central nuclear y N.A. Dollezhal fue nombrado diseñador jefe del reactor. El 27 de junio de 1954 se inauguró en Obninsk, Rusia, la primera central nuclear del mundo con una capacidad de 5 MW. En 1955, se puso en funcionamiento un nuevo reactor industrial I-1 más potente en la Planta Química de Siberia con una capacidad inicial de 300 MW, que con el tiempo se multiplicó por 5. El 16 de mayo de 1949, un decreto gubernamental determinó el inicio de las obras. sobre la creación de la primera central nuclear. I.V. Kurchatov fue nombrado supervisor científico de los trabajos de creación de la primera central nuclear y N.A. Dollezhal fue nombrado diseñador jefe del reactor. El 27 de junio de 1954 se inauguró en Obninsk, Rusia, la primera central nuclear del mundo con una capacidad de 5 MW. En 1955, se puso en marcha en Siberian Chemical Combine un nuevo reactor industrial I-1, más potente, con una capacidad inicial de 300 MW, que con el tiempo se multiplicó por 5.
En 1958, se puso en marcha un reactor de uranio y grafito de doble circuito con un ciclo de enfriamiento cerrado EI-2, que fue desarrollado en el Instituto de Investigación y Diseño de Ingeniería Energética que lleva su nombre. N.A. Dollezhal (NIKIET).

La primera central nuclear del mundo.

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En 1964, las centrales nucleares de Beloyarsk y Novovoronezh produjeron corriente industrial. El desarrollo industrial de los reactores de agua y grafito en la industria de la energía eléctrica siguió la línea de diseño de los RBMK: reactores de canal de alta potencia. El reactor de energía nuclear RBMK-1000 es un reactor de canal heterogéneo que utiliza neutrones térmicos, que utiliza dióxido de uranio ligeramente enriquecido en U-235 (2%) como combustible, grafito como moderador y agua ligera hirviendo como refrigerante. El desarrollo del RBMK-1000 estuvo a cargo de N.A. Dollezhal. Estos reactores fueron uno de los cimientos de la energía nuclear. La segunda versión de los reactores fue el reactor de potencia VVER refrigerado por agua, cuyo proyecto se remonta a 1954. La idea para el diseño de este reactor fue propuesta en el Instituto Kurchatov de la RRC. VVER es un reactor de potencia de neutrones térmicos. La primera unidad de energía con el reactor VVER-210 se puso en funcionamiento a finales de 1964 en la central nuclear de Novovoronezh. En 1964, las centrales nucleares de Beloyarsk y Novovoronezh produjeron corriente industrial. El desarrollo industrial de los reactores de agua y grafito en la industria de la energía eléctrica siguió la línea de diseño de los RBMK: reactores de canal de alta potencia. El reactor de energía nuclear RBMK-1000 es un reactor de canal heterogéneo que utiliza neutrones térmicos, que utiliza dióxido de uranio ligeramente enriquecido en U-235 (2%) como combustible, grafito como moderador y agua ligera hirviendo como refrigerante. El desarrollo del RBMK-1000 estuvo a cargo de N.A. Dollezhal. Estos reactores fueron uno de los cimientos de la energía nuclear. La segunda versión de los reactores fue el reactor de potencia VVER refrigerado por agua, cuyo proyecto se remonta a 1954. La idea para el diseño de este reactor fue propuesta en el Instituto Kurchatov de la RRC. VVER es un reactor de potencia de neutrones térmicos. La primera unidad de energía con el reactor VVER-210 se puso en servicio a finales de 1964 en la central nuclear de Novovronezh.

central nuclear de beloyarsk

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La central nuclear de Novovoronezh, la primera central nuclear de Rusia con reactores VVER, está situada en la región de Voronezh, a 40 km al sur.
Vorónezh, en la orilla
Río Don.
De 1964 a 1980 se construyeron en la estación cinco unidades de energía con reactores VVER, cada una de las cuales era la principal, es decir. prototipo de reactores de potencia en serie.

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La estación fue construida en cuatro etapas: la primera etapa - unidad de potencia No. 1 (VVER-210 - en 1964), la segunda etapa - unidad de potencia No. 2 (VVER-365 - en 1969), la tercera etapa - unidades de potencia No. 3 y 4 (VVER-440, en 1971 y 1972), la cuarta etapa - unidad de potencia No. 5 (VVER-1000, 1980).
En 1984, después de 20 años de funcionamiento, se desmanteló la unidad de energía número 1 y en 1990 la unidad de energía número 2. Siguen en funcionamiento tres unidades de energía, con una capacidad eléctrica total de 1834 MW.

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La central nuclear de Novovoronezh satisface plenamente las necesidades de energía eléctrica de la región de Voronezh y hasta el 90% de las necesidades de calor de la ciudad de Novovoronezh.
Por primera vez en Europa se realizaron trabajos únicos en las unidades de energía 3 y 4 para extender su vida útil en 15 años y se obtuvieron las licencias correspondientes de Rostechnadzor. Se han realizado trabajos de modernización y ampliación de la vida útil de la unidad de potencia nº 5.
Desde la puesta en servicio de la primera unidad de energía (septiembre de 1964), la central nuclear de Novovoronezh ha generado más de 439 mil millones de kWh de electricidad.

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En 1985, había 15 centrales nucleares en la URSS: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrado, Kursk, Smolensk, Kalinin, Balakovsk (RSFSR), Armenia, Chernobyl, Rivne, Ucrania del Sur, Zaporozhye, Ignalinsk (otras repúblicas). ) LA URSS). En funcionamiento se encontraban 40 unidades de potencia de los tipos RBMK, VVER, EGP y una unidad de potencia con reactor de neutrones rápidos BN-600 con una capacidad total de aproximadamente 27 millones de kW. En 1985, las centrales nucleares del país produjeron más de 170 mil millones de kWh, lo que representó el 11% de toda la generación de electricidad. En 1985, había 15 centrales nucleares en la URSS: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrado, Kursk. , Smolensk, Kalinin, Balakovo (RSFSR), Armenia, Chernobyl, Rivne, Ucrania del Sur, Zaporozhye, Ignalinsk (otras repúblicas de la URSS). En funcionamiento se encontraban 40 unidades de potencia de los tipos RBMK, VVER, EGP y una unidad de potencia con reactor de neutrones rápidos BN-600 con una capacidad total de aproximadamente 27 millones de kW. En 1985, las centrales nucleares del país produjeron más de 170 mil millones de kWh, lo que representó el 11% de toda la generación de electricidad.

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Este accidente cambió radicalmente el curso del desarrollo de la energía nuclear y provocó una disminución en el ritmo de puesta en servicio de nuevas capacidades en la mayoría de los países desarrollados, incluida Rusia. Este accidente cambió radicalmente el curso del desarrollo de la energía nuclear y provocó una disminución en el. tasa de puesta en servicio de nuevas capacidades en la mayoría de los países desarrollados, incluida Rusia.
El 25 de abril, a las 01:23:49, se produjeron dos potentes explosiones que destruyeron completamente la planta del reactor. El accidente de la central nuclear de Chernóbil se convirtió en el mayor accidente nuclear técnico de la historia.
Más de 200.000 metros cuadrados quedaron contaminados. km, aproximadamente el 70%, en el territorio de Bielorrusia, Rusia y Ucrania, el resto en el territorio de los países bálticos, Polonia y los países escandinavos. Como resultado del accidente, alrededor de 5 millones de hectáreas de tierra quedaron fuera del uso agrícola, se creó una zona de exclusión de 30 kilómetros alrededor de la central nuclear, cientos de pequeños asentamientos fueron destruidos y enterrados (enterrados con equipo pesado).

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En 1998, la situación en la industria en su conjunto, así como en sus partes energética y de armas nucleares, comenzó a estabilizarse. La confianza de la población en la energía nuclear comenzó a recuperarse. Ya en 1999, las centrales nucleares en Rusia generaban la misma cantidad de kilovatios-hora de electricidad que en 1990 las centrales nucleares ubicadas en el territorio de la antigua RSFSR. En 1998, la situación de la industria en su conjunto era la misma. así como en su sector energético y de armas nucleares comenzaron a estabilizarse. La confianza de la población en la energía nuclear comenzó a recuperarse. Ya en 1999, las centrales nucleares rusas generaban la misma cantidad de kilovatios-hora de electricidad que las centrales nucleares ubicadas en el territorio de la antigua RSFSR en 1990.
En el complejo de armas nucleares, a partir de 1998 se implementó el programa objetivo federal "Desarrollo del complejo de armas nucleares para el período 2003", y desde 2006 el segundo programa objetivo "Desarrollo del complejo de armas nucleares para el período 2006-2009 y para el futuro 2010-2015.”

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En lo que respecta al uso pacífico de la energía nuclear, en febrero de 2010 se adoptó el programa objetivo federal "Tecnologías de energía nuclear de nueva generación para el período 2010-2015". y para el futuro hasta 2020”. El objetivo principal del programa es desarrollar una nueva generación de tecnologías de energía nuclear para centrales nucleares que satisfagan las necesidades energéticas del país y aumenten la eficiencia del uso del uranio natural y el combustible nuclear gastado, así como el estudio de nuevas formas de uso. la energía del núcleo atómico. Respecto al uso pacífico de la energía nuclear en febrero de 2010. Se adoptó el programa objetivo federal "Tecnologías de energía nuclear de nueva generación para el período 2010-2015". y para el futuro hasta 2020”. El objetivo principal del programa es desarrollar una nueva generación de tecnologías de energía nuclear para centrales nucleares que satisfagan las necesidades energéticas del país y aumenten la eficiencia del uso de uranio natural y combustible nuclear gastado, así como el estudio de nuevas formas de utilizar el energía del núcleo atómico.

Diapositiva número 19

Una dirección importante en el desarrollo de la pequeña energía nuclear son las centrales nucleares flotantes. El proyecto de una central nuclear de baja potencia (ATEP) basada en una unidad de energía flotante (FPU) con dos unidades de reactor KLT-40S comenzó a desarrollarse en 1994. Una APEC flotante tiene una serie de ventajas: la capacidad de operar en condiciones de permafrost en el territorio más allá del Círculo Polar Ártico. La FPU está diseñada para cualquier accidente; el diseño de la central nuclear flotante cumple con todos los requisitos de seguridad modernos y también resuelve por completo el problema de la seguridad nuclear en zonas sísmicamente activas. En junio de 2010, se lanzó la primera unidad de energía flotante del mundo, Akademik Lomonosov, que, después de pruebas adicionales, fue enviada a su base en Kamchatka. Un área importante en el desarrollo de la pequeña energía nuclear son las centrales nucleares flotantes. El proyecto de una central nuclear de baja potencia (ATEP) basada en una unidad de energía flotante (FPU) con dos unidades de reactor KLT-40S comenzó a desarrollarse en 1994. Una APEC flotante tiene una serie de ventajas: la capacidad de operar en condiciones de permafrost en el territorio más allá del Círculo Polar Ártico. La FPU está diseñada para cualquier accidente; el diseño de la central nuclear flotante cumple con todos los requisitos de seguridad modernos y también resuelve por completo el problema de la seguridad nuclear en zonas sísmicamente activas. En junio de 2010, se lanzó la primera unidad de energía flotante del mundo, el Akademik Lomonosov, que, después de pruebas adicionales, fue enviado a su base en Kamchatka.

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asegurar la paridad nuclear estratégica, cumplir las órdenes de defensa estatal, mantener y desarrollar el complejo de armas nucleares;
realizar investigaciones científicas en el campo de la física nuclear, la energía nuclear y termonuclear, la ciencia de materiales especiales y las tecnologías avanzadas;
desarrollo de la energía nuclear, incluido el suministro de materias primas, el ciclo del combustible, la ingeniería de máquinas e instrumentos nucleares, la construcción de centrales nucleares nacionales y extranjeras.

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* ATOMCON-2008 26.06.2008 Estrategia para el desarrollo de la energía nuclear en Rusia hasta 2050 Rachkov V.I., Director del Departamento de Política Científica de la Corporación Estatal Rosatom, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor

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* Previsiones mundiales para el desarrollo de la energía nuclear. Para igualar el consumo específico de energía en los países desarrollados y en desarrollo será necesario triplicar la demanda de recursos energéticos de aquí a 2050. Una parte importante del aumento de las necesidades mundiales de combustible y energía puede ser absorbida por la energía nuclear, que satisface los requisitos económicos y de seguridad de la energía a gran escala. WETO - “World Energy Technology Outlook - 2050”, Comisión Europea, 2006 “El futuro de la energía nuclear”, Instituto Tecnológico de Massachusetts, 2003

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* Situación y perspectivas inmediatas del desarrollo de la energía nuclear mundial en 12 países se están construyendo 30 centrales nucleares con una capacidad total de 23,4 GW(e). Unos 40 países han declarado oficialmente sus intenciones de crear un sector nuclear en su sector energético nacional. A finales de 2007, 439 reactores nucleares con una capacidad instalada total de 372,2 GW(e) estaban en funcionamiento en 30 países de todo el mundo (donde viven dos tercios de la población mundial). La participación nuclear en la generación eléctrica mundial fue del 17%. País Número de reactores, uds. Potencia, MW Participación de la energía nuclear en la producción. e/e, % Francia 59 63260 76,9 Lituania 1 1185 64,4 Eslovaquia 5 2034 54,3 Bélgica 7 5824 54,1 Ucrania 15 13107 48,1 Suecia 10 9014 46,1 Armenia 1 376 43,5 Eslovenia 1 666 41,6 Suiza 5 40,0 Hungría 4 1829 36,8 Corea del Sur. 20 17451 35,3 Bulgaria 2 1906 32,3 República Checa 6 3619 30,3 Finlandia 4 2696 28,9 Japón 55 47587 27,5 Alemania 17 20470 27,3 País Número de reactores, uds. Potencia, MW Participación de la energía nuclear en la producción. e/e, % EE.UU. 104 100582 19,4 Taiwán (China) 6 4921 19,3 España 8 7450 17,4 Rusia 31 21743 16,0 Gran Bretaña 19 10222 15,1 Canadá 18 12589 14,7 Rumania 2 1300 13,0 Argentina 2.935 6,2 Sudáfrica 2,1800 5.5 México 2,1360 4,6 Países Bajos 1.482 4,1 Brasil 2.1795 2,8 India 17.3782 2,5 Pakistán 2.425 2,3 China 11.8572 1,9 Total 439 372202 17,0

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* Desarrollo en dos etapas de la energía nuclear Energía procedente de reactores térmicos y acumulación de plutonio en ellos para el lanzamiento y desarrollo paralelo de reactores rápidos. Desarrollo de centrales nucleares de gran escala basadas en reactores rápidos, que vayan sustituyendo paulatinamente la generación de energía tradicional mediante combustibles orgánicos fósiles. El objetivo estratégico del desarrollo de la energía nuclear era dominar los recursos inagotables de combustible barato: uranio y, posiblemente, torio, sobre la base de reactores rápidos. El objetivo táctico del desarrollo de la energía nuclear era el uso de reactores térmicos en el U-235 (diseñados para la producción de materiales aptos para armas, plutonio y tritio, y para submarinos nucleares) con el fin de producir energía y radioisótopos para la economía nacional y Acumulación de plutonio de calidad energética para reactores rápidos.

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* Industria nuclear de Rusia Actualmente, la industria incluye: Complejo de armas nucleares (NWC). Complejo de Seguridad Nuclear y Radiológica (NRS). Complejo de energía nuclear (CNE): ciclo del combustible nuclear; la energía nuclear. Complejo Científico y Técnico (STC). La Corporación Estatal ROSATOM está diseñada para garantizar la unidad del sistema de gestión con el fin de sincronizar los programas de desarrollo de la industria con el sistema de prioridades externas e internas de Rusia. La principal tarea de OJSC Atomenergoprom es formar una empresa global que compita con éxito en mercados clave.

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* En 2008 estaban en funcionamiento 10 centrales nucleares (31 unidades de energía) con una capacidad de 23,2 GW. En 2007, las centrales nucleares produjeron 158,3 mil millones de kWh de electricidad. Participación de las centrales nucleares: en la producción total de electricidad – 15,9% (en la parte europea – 29,9%); en la capacidad total instalada - 11,0%. Centrales nucleares rusas en 2008

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* Desventajas de la energía nuclear moderna El ciclo abierto del combustible nuclear de los reactores térmicos es un recurso de combustible limitado y el problema de la gestión del combustible gastado. Grandes costos de capital para la construcción de una central nuclear. Centrarse en unidades de energía con gran capacidad unitaria conectadas a nodos de la red eléctrica y grandes consumidores de energía. Baja capacidad de las centrales nucleares para maniobrar energía. Actualmente, no existe en el mundo una estrategia específica para el manejo de SNF procedente de reactores térmicos (para 2010, se acumularán más de 300.000 toneladas de SNF, con un aumento anual de 11.000 a 12.000 toneladas de SNF). Rusia ha acumulado 14.000 toneladas de combustible gastado con una radiactividad total de 4.600 millones de Ci con un aumento anual de 850 toneladas de combustible gastado. Es necesario cambiar a un método seco para almacenar combustible nuclear gastado. Es aconsejable posponer el reprocesamiento de la mayor parte del combustible nuclear irradiado hasta el inicio de la construcción en serie de reactores rápidos de nueva generación.

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* Problemas de tratamiento de residuos radiactivos y combustible nuclear gastado. Un reactor térmico con una capacidad de 1 GW produce 800 toneladas de residuos radiactivos de baja y media actividad y 30 toneladas de combustible gastado de alta actividad al año. Los residuos de alta actividad, que ocupan menos del 1% en volumen, ocupan el 99% de la actividad total. Ninguno de los países ha pasado a utilizar tecnologías que resolverían el problema del manejo del combustible nuclear irradiado y los desechos radiactivos. Un reactor térmico con una potencia eléctrica de 1 GW produce 200 kg de plutonio al año. La tasa de acumulación de plutonio en el mundo es de ~70 toneladas/año. El principal documento internacional que regula el uso del plutonio es el Tratado sobre la no proliferación de armas nucleares (TNP). Para fortalecer el régimen de no proliferación, se requiere apoyo tecnológico.

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* Orientaciones estratégicas en el campo de la ingeniería nuclear Finalización de la producción de elementos críticos de la tecnología de suministro de energía nuclear en empresas rusas total o parcialmente incluidas en la estructura de la Corporación Estatal ROSATOM. Creación de proveedores alternativos de equipamiento básico a los actuales monopolistas. Para cada tipo de equipo se espera formar al menos dos posibles fabricantes. Es necesario formar alianzas tácticas y estratégicas de la Corporación Estatal ROSATOM con los principales participantes del mercado.

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* Requisitos para las tecnologías energéticas a gran escala La tecnología energética a gran escala no debería estar sujeta a las incertidumbres naturales asociadas con la extracción de materias primas de combustibles fósiles. El proceso de “quemar” combustible debe ser seguro. Los residuos contenidos no deben ser física ni químicamente más activos que la materia prima del combustible original. Con un aumento moderado de la capacidad de energía nuclear instalada, la energía nucleoeléctrica se desarrollará principalmente en reactores térmicos y una pequeña proporción de reactores rápidos. En caso de un desarrollo intensivo de la energía nuclear, los reactores rápidos desempeñarán un papel decisivo.

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* La energía nuclear y el riesgo de proliferación de armas nucleares Elementos de la energía nuclear que determinan el riesgo de proliferación de armas nucleares: La nueva tecnología nuclear no debe conducir a la apertura de nuevos canales para la obtención de materiales aptos para armas y su uso para fines similares. El desarrollo de la energía nuclear utilizando reactores rápidos con un ciclo de combustible adecuadamente diseñado crea las condiciones para reducir gradualmente el riesgo de proliferación de armas nucleares. Separación de isótopos de uranio (enriquecimiento). Separación de plutonio y/o U-233 del combustible irradiado. Almacenamiento a largo plazo de combustible irradiado. Almacenamiento de plutonio separado.

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* Desarrollo de la energía nuclear en Rusia hasta 2020 Conclusión: 3,7 GW Kalinin 4 finalización de NVNPP-2 1 Rostov 2 finalización de NVNPP-2 2 Rostov 3 Rostov 4 LNPP-2 1 LNPP-2 2 LNPP-2 3 Beloyarka 4 BN-800 Kola 2 NVNPP 3 LNPP-2 4 Kola 1 LNPP 2 LNPP 1 NVNPP 4 Severskaya 1 Nizhny Novgorod 1 Nizhny Novgorod 2 Kola-2 1 Kola-2 2 programa adicional obligatorio programa Entrada: 32,1 GW (programa obligatorio) más 6,9 GW (programa adicional ) la línea roja limita el número de unidades de energía con financiación garantizada (FTP); la línea azul indica el programa obligatorio para la puesta en servicio de las unidades de energía Nizhny Novgorod 3 YuUralskaya 2 Tverskaya 1 Tverskaya 2 Central 1 Tverskaya 3 Tverskaya 4 YuUralskaya 3 YuUralskaya 4 Kola-2; 3 Kola-2 4 YuUralskaya 1 Severskaya 2 Nota 1 Nota 2 Kursk 5 NVNPP-2 3 Central 4 Nizhny Novgorod 4 NVNPP-2 4 Central 2 Central 3 Unidades operativas - 58 Unidades de cierre - 10 La proporción de personal debe reducirse del actual de 1,5 personas/MW a 0,3-0,5 personas/MW.

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* Transición a una nueva plataforma tecnológica Un elemento clave del progreso científico y tecnológico es el desarrollo de la tecnología de centrales nucleares con reactores de neutrones rápidos. El concepto BEST con combustible de nitruro, HF de equilibrio y refrigerante de metales pesados es la opción más prometedora para crear la base de una nueva tecnología de energía nuclear. El proyecto de seguro es un reactor rápido refrigerado por sodio (BN) desarrollado industrialmente. Debido a problemas de escala, este proyecto es menos prometedor que BEST; se basa en el desarrollo de nuevos tipos de combustible y elementos de un ciclo cerrado del combustible nuclear; El principio de seguridad inherente: exclusión determinista de los accidentes graves de reactores y de los accidentes en empresas del ciclo del combustible nuclear; transmutación del ciclo cerrado del combustible nuclear con fraccionamiento de los productos de reprocesamiento del combustible gastado; apoyo tecnológico al régimen de no proliferación.

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* Posible estructura de generación de energía para 2050 Participación de la energía nuclear en el complejo de combustible y energía por producción - 40% Participación de la energía nuclear en el complejo de combustible y energía por producción - 35%

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* Períodos de desarrollo de las tecnologías nucleares en el siglo XXI Período de movilización: modernización y aumento de la eficiencia del uso de las capacidades instaladas, finalización de las unidades de energía, desarrollo evolutivo de los reactores y tecnologías del ciclo del combustible con su introducción en la operación comercial, desarrollo y operación de prueba de tecnologías innovadoras para las centrales nucleares y el ciclo del combustible. Período de transición: expansión de la escala de la energía nuclear y desarrollo de tecnologías innovadoras de reactores y ciclos del combustible (reactores rápidos, reactores de alta temperatura, reactores para energía regional, ciclo cerrado de uranio-plutonio y torio-uranio, uso de recursos útiles y quema de radionucleidos peligrosos, aislamiento geológico a largo plazo de residuos, producción de hidrógeno, desalinización de agua). Período de desarrollo: despliegue de tecnologías nucleares innovadoras, formación de energía nuclear y de hidrógeno atómico de múltiples componentes.

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* Tareas a corto plazo (2009-2015) Formación de una base técnica para resolver el problema del suministro de energía al país utilizando tecnologías de reactores dominadas con el desarrollo incondicional de tecnologías innovadoras: aumento de la eficiencia, modernización, extensión de la vida útil de los reactores existentes, completar unidades de potencia. Justificación del funcionamiento del reactor en modo maniobrabilidad y desarrollo de sistemas para el mantenimiento del funcionamiento de las centrales nucleares en modo básico. Construcción de unidades de energía de próxima generación, incluidas centrales nucleares con BN-800, con la creación simultánea de una producción piloto de combustible MOX. Desarrollo de programas de suministro regional de energía nuclear basados en centrales nucleares de pequeño y mediano tamaño. Despliegue de un programa de trabajo para cerrar el ciclo del combustible nuclear del uranio y el plutonio para resolver el problema del suministro ilimitado de combustible y la gestión de los residuos radiactivos y del combustible nuclear gastado. Despliegue de un programa de utilización de fuentes de energía nuclear para ampliar los mercados de venta (cogeneración, suministro de calor, producción de energía, desalinización de agua de mar). Construcción de unidades de potencia de acuerdo con el Régimen General.

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* Tareas a medio plazo (2015-2030) Ampliar la escala de la energía nuclear y dominar tecnologías innovadoras de reactores y ciclos del combustible: Construcción de unidades de energía de acuerdo con el Régimen General. Desarrollo e implementación de un diseño innovador para un VVER de tercera generación. Desmantelamiento y disposición final de unidades de energía de primera y segunda generación y su sustitución por unidades de tercera generación. Formación de una base tecnológica para la transición a la energía nuclear a gran escala. Desarrollo de la producción radioquímica para el procesamiento de combustibles. Operación de prueba de una unidad de demostración de una central nuclear con un reactor rápido e instalaciones del ciclo del combustible con seguridad inherente. Operación de prueba de la unidad prototipo GT-MGR y producción de combustible para ella (en el marco de un proyecto internacional). Construcción de instalaciones energéticas a pequeña escala, incluidas estaciones de energía y desalinizadoras estacionarias y flotantes. Desarrollo de reactores de alta temperatura para la producción de hidrógeno a partir de agua.

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* Objetivos a largo plazo (2030-2050) Despliegue de tecnologías nucleares innovadoras, formación de energía nuclear multicomponente y de hidrógeno atómico: Creación de infraestructura de energía nuclear a gran escala sobre una nueva plataforma tecnológica. Construcción de una unidad de central nuclear demostrativa con reactor térmico de ciclo torio-uranio y su operación de prueba. La transición a la energía nuclear a gran escala requiere una amplia cooperación internacional a nivel gubernamental. Se necesitan desarrollos conjuntos, centrados en las necesidades energéticas tanto nacionales como globales.

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La Era Atómica tiene una larga prehistoria. El comienzo lo sentó el trabajo de V. Roentgen, publicado en diciembre de 1895, "Sobre un nuevo tipo de rayos". Los llamó rayos X, y luego se les llamó rayos X. En 1896, A. Becquerel descubrió que el mineral de uranio emite rayos invisibles que tienen un gran poder de penetración. Este fenómeno se denominó más tarde radiactividad. En 1919, un grupo de científicos dirigido por E. Rutherford, bombardeando nitrógeno con partículas alfa, obtuvo un isótopo de oxígeno; así se llevó a cabo la primera reacción nuclear artificial del mundo. En 1942 se puso en marcha el primer reactor nuclear de la historia bajo las gradas del estadio de fútbol de la Universidad de Chicago (EE.UU.). La energía nuclear es una parte muy importante de la vida de una persona moderna, porque actualmente es una de las ramas de la ciencia más progresistas y en desarrollo. El desarrollo de la energía nuclear abre nuevas oportunidades para la humanidad. Pero como todo lo nuevo, también tiene sus oponentes, que sostienen que la energía nuclear tiene más desventajas que ventajas. Primero hay que averiguar: ¿cómo surgió la energía nuclear?

Europa estaba en vísperas de la Segunda Guerra Mundial, y la posible posesión de armas tan poderosas impulsó su rápida creación. En la creación de armas atómicas trabajaron físicos de Alemania, Inglaterra, Estados Unidos y Japón. Al darse cuenta de que sin una cantidad suficiente de mineral de uranio era imposible realizar el trabajo, Estados Unidos compró una gran cantidad del mineral necesario en septiembre de 1940, lo que les permitió llevar a cabo el trabajo de creación de armas nucleares en pleno apogeo.

El gobierno de Estados Unidos decidió crear una bomba atómica lo antes posible. Este proyecto pasó a la historia como el "Proyecto Manhattan". Estaba encabezado por Leslie Groves. En 1942 se creó un centro nuclear estadounidense en el territorio de los Estados Unidos. Bajo su dirección, las mejores mentes de la época se reunieron no sólo en Estados Unidos e Inglaterra, sino también en casi toda Europa occidental. El 16 de julio de 1945, a las 5:29:45 hora local, un destello brillante iluminó el cielo sobre la meseta en las montañas Jemez al norte de Nuevo México. Una distintiva nube de polvo radiactivo en forma de hongo se elevó a 30.000 pies. Lo único que quedó en el lugar de la explosión fueron fragmentos de vidrio radiactivo verde, en el que se había convertido la arena.

En el siglo XX, la sociedad se desarrolló rápidamente y la gente comenzó a consumir cantidades cada vez mayores de recursos energéticos. Se necesitaba una nueva fuente de energía. Se depositaron grandes esperanzas en el uso de centrales nucleares (NPP) para satisfacer la mayor parte de las necesidades energéticas del mundo. La primera central nuclear experimental del mundo con una capacidad de 5 MW se inauguró en la URSS el 27 de junio de 1954 en Obninsk. Antes de esto, la energía del núcleo atómico se utilizaba principalmente con fines militares. La puesta en marcha de la primera central nuclear marcó la apertura de una nueva dirección en la energía, que recibió el reconocimiento en la Primera Conferencia Científica y Técnica Internacional sobre los Usos Pacíficos de la Energía Atómica (agosto de 1955, Ginebra). En el extranjero, la primera central nuclear industrial con una capacidad de 46 MW se puso en funcionamiento en 1956 en Calder Hall (Inglaterra). Un año después entró en funcionamiento una central nuclear de 60 MW en Shippingport (EE.UU.). A principios de los años 1990. Las 435 centrales nucleares en funcionamiento produjeron alrededor del 7% de la energía mundial.

Las personas que no comprenden la estructura y el funcionamiento de las centrales nucleares creen que estas mismas centrales nucleares representan un peligro y temen la construcción de nuevas empresas, tienen miedo de ir a trabajar a estas empresas y, en general, tienen una actitud negativa hacia este fenómeno. Los manifestantes afirman que no están en contra de la tecnología nuclear, sino en contra de la energía nuclear como tal, porque la consideran peligrosa. Como argumento citan los acontecimientos ocurridos recientemente en la central nuclear de Chernobyl y en la central de Fukushima. El accidente de la central nuclear japonesa de Fukushima cambió la actitud de la gente hacia la energía nuclear en todo el mundo. Esta tendencia queda claramente demostrada por una encuesta realizada por la empresa internacional Ipsos en 24 países, donde se concentra alrededor del 60 por ciento de la población mundial. En 21 de 24 estados, la mayoría de los encuestados estaban a favor del cierre de las centrales nucleares. Sólo en India, EE.UU. y Polonia, según Ipsos, la mayoría de los ciudadanos siguen apoyando el uso continuo de la energía nuclear.

Hay dos caminos para el desarrollo de la energía nuclear. Según las previsiones de los expertos, la proporción de la energía nuclear crecerá y constituirá una parte importante del equilibrio energético mundial. Las personas lograrán un futuro seguro en el campo de la energía nuclear. Detener las actividades de operación de centrales nucleares y buscar una nueva forma alternativa de generar electricidad.

Ventajas: Cada año, las centrales nucleares en Europa evitan la emisión de 700 millones de toneladas de CO 2. Las centrales nucleares en funcionamiento en Rusia evitan anualmente la emisión de 210 millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera; precios bajos y estables (en relación con el costo del combustible) de la electricidad; Contrariamente a la opinión pública predominante, los expertos de todo el mundo reconocen que las centrales nucleares son las más seguras y respetuosas con el medio ambiente en comparación con otros métodos tradicionales de producción de energía. Además, ya se ha desarrollado y se está instalando una nueva generación de reactores nucleares, cuya prioridad es la completa seguridad operativa. Contras: Los principales problemas medioambientales de la energía nuclear residen en la manipulación del combustible nuclear gastado (combustible nuclear gastado). Así, la mayor parte del combustible nuclear gastado ruso se almacena actualmente en instalaciones de almacenamiento temporal en centrales nucleares; El problema de eliminar una central nuclear: un reactor nuclear no se puede simplemente detener, cerrar y abandonar. Durante muchos años será necesario desmantelarlo, reduciendo sólo parcialmente el personal de mantenimiento. No importa cuántos partidarios u opositores del desarrollo de la energía nuclear lo deseen, es demasiado pronto para poner fin a la discusión sobre el futuro de la industria nuclear mundial en su conjunto. Una cosa es indiscutible: es inaceptable confiar únicamente en especialistas nucleares apasionados por su trabajo y en funcionarios que supervisan la industria nuclear. Las consecuencias de sus decisiones son demasiado graves para que toda la sociedad les responsabilice únicamente a ellos. El público, y especialmente las organizaciones de la sociedad civil, tienen un papel importante, si no clave, que desempeñar en la deliberación y la toma de decisiones significativas.

El accidente de la central nuclear de Fukushima -1 fue un gran accidente radiológico ocurrido el 11 de marzo de 2011 como consecuencia de un potente terremoto en Japón y el posterior tsunami. El impacto del terremoto y el tsunami inutilizaron los suministros de energía externos y las plantas de energía diesel de respaldo, lo que provocó la inoperancia de todos los sistemas de enfriamiento normales y de emergencia y provocó la fusión del núcleo del reactor en las unidades de energía 1, 2 y 3 en los primeros días del accidente. .

Las prefecturas de Miyagi, Iwate y Fukushima resultaron gravemente dañadas por el terremoto. Como resultado de los temblores, los sistemas de seguridad de 55 reactores nucleares se activaron con normalidad. A consecuencia del terremoto, 11 de las centrales eléctricas existentes en Japón se apagaron automáticamente. Después de un terremoto de magnitud 8,4 en la estación de Oginawa, los tres reactores se detuvieron en modo normal, pero posteriormente (dos días después, el 13 de marzo) se produjo un incendio en la sala de turbinas de la primera unidad de energía, que fue rápidamente localizado y extinguido. Como consecuencia del incendio, una de las turbinas quedó destruida; no se produjeron emisiones radiactivas a la atmósfera. Fue el agua la que provocó la principal destrucción en la estación Fukushima-1: los generadores diésel de respaldo que proporcionaban electricidad a las unidades de energía de la central nuclear después del terremoto fueron ahogados por el agua. El corte de energía necesario para el funcionamiento de los sistemas de control y protección del reactor provocó nuevos acontecimientos trágicos.

Es cierto que la presencia de yodo radiactivo y cesio liberados del núcleo del reactor de la central nuclear de Fukushima se registró en Rusia (incluido Moscú) poco después del accidente. Sin embargo, la presencia de estos isótopos se registra mediante instrumentos no sólo en Primorie o Moscú, sino en todo el mundo, como predijeron los expertos desde el comienzo del accidente en Japón. Sin embargo, las cantidades de estos isótopos son tan insignificantes que no pueden tener ningún efecto sobre la salud humana. Por lo tanto, los moscovitas y los invitados de la capital no tienen necesidad de abastecerse de medicamentos que contengan yodo, por no hablar de las perspectivas de evacuación. El jefe del Centro Hidrometeorológico de Primorye, Boris Kubay, confirmó que la concentración de yodo -131 es 100 veces menor que los valores permitidos, por lo que no existe ningún peligro para la salud humana.

Según los datos disponibles, el volumen de emisiones radiactivas durante el accidente de la central nuclear de Fukushima I es 7 veces menor que el observado durante el accidente de Chernobyl. El número de víctimas fue mucho mayor durante el accidente de la central nuclear de Chernóbil y la liquidación de sus consecuencias, alcanzando las 4.000 personas según estimaciones de la OMS. Sin embargo, no debemos olvidar que el accidente de la central nuclear de Fukushima I tiene un carácter fundamentalmente diferente de la naturaleza del desastre de Chernobyl. En Chernobyl, el principal peligro para la salud humana fue la liberación de elementos radiactivos inmediatamente después del accidente. Posteriormente, la contaminación radiactiva de los territorios adyacentes a la central nuclear solo disminuyó como resultado de la disminución natural de la radiactividad de los elementos inestables y su paulatina erosión en el medio ambiente. La central nuclear de Fukushima I está situada en la costa del océano, por lo que una parte importante de la contaminación por radiación acaba en el agua del océano. Por un lado, esto se debe a la contaminación mucho menos intensa de los territorios adyacentes (además, a diferencia de Chernobyl, en Fukushima no hubo explosión del reactor como tal, lo que significa que no hubo dispersión masiva de partículas radiactivas en el aire), pero por otro lado, la fuga de agua contaminada al océano procedente de los reactores averiados de Fukushima continúa y será mucho más difícil eliminarla.

Entre quienes insisten en la necesidad de continuar la búsqueda de formas seguras y rentables de desarrollar la energía nuclear, se pueden distinguir dos direcciones principales. Los defensores del primero creen que todos los esfuerzos deberían centrarse en eliminar la desconfianza pública en la seguridad de la tecnología nuclear. Para ello, es necesario desarrollar nuevos reactores que sean más seguros que los de agua ligera existentes. Aquí son de interés dos tipos de reactores: un reactor “tecnológicamente extremadamente seguro” y un reactor “modular” de alta temperatura refrigerado por gas. En Alemania, Estados Unidos y Japón se desarrolló un prototipo de reactor modular refrigerado por gas. A diferencia de un reactor de agua ligera, el diseño de un reactor modular refrigerado por gas es tal que la seguridad de su funcionamiento se garantiza de forma pasiva, sin acciones directas de los operadores ni sistemas de protección eléctricos o mecánicos. Los reactores tecnológicamente extremadamente seguros también utilizan un sistema de protección pasiva. Un reactor de este tipo, cuya idea se propuso en Suecia, aparentemente no avanzó más allá de la etapa de diseño. Pero ha recibido un fuerte apoyo en Estados Unidos entre quienes ven sus ventajas potenciales sobre un reactor modular refrigerado por gas. Pero el futuro de ambas opciones es incierto debido a sus costos inciertos, dificultades de desarrollo y el futuro incierto de la propia energía nuclear.

1. Torio El torio puede utilizarse como combustible en el ciclo nuclear como alternativa a la energía, y las tecnologías para este proceso existen desde el principio. Muchos científicos y otras personas están pidiendo el uso de este elemento, argumentando que tiene muchas ventajas sobre el actual ciclo de combustible de uranio utilizado en las centrales eléctricas de este mundo. 2. Energía solar La energía solar es una fuente de energía alternativa rica, inagotable y, quizás, la más famosa. El método más popular para utilizar esta energía es utilizar paneles solares para convertir la energía solar en electricidad, que luego se suministra al consumidor final. 3. Hidrógeno Otra fuente alternativa de energía es el hidrógeno, que puede utilizarse junto con un elemento combustible para las necesidades del transporte. El hidrógeno es poco tóxico cuando se quema, se puede producir en el país y es tres veces más eficiente que un motor de gasolina típico. El hidrógeno se puede producir a partir de diversos procesos, incluidos combustibles fósiles, biomasa y agua electrolizada. Para obtener el mayor beneficio del hidrógeno como fuente de combustible, el mejor método es utilizar fuentes de energía renovables para su producción.