Füüsika esitlus tuumaenergeetikast. Esitlus Tuumaenergia: plussid ja miinused. Miks me vajame tuumajaama

Slaid 2

Tuumaenergia

§66. Uraani tuumade lõhustumine. §67. Ahelreaktsioon. §68. Tuumareaktor. §69. Tuumaenergia. §70. Kiirguse bioloogiline mõju. §71. Radioaktiivsete isotoopide tootmine ja kasutamine. §72. Termotuumareaktsioon. §73. Elementaarosakesed. Antiosakesed.

Slaid 3

§66. Uraani tuuma lõhustumine

Kes ja millal avastas uraani tuumade lõhustumise? Mis on tuuma lõhustumise mehhanism? Millised jõud toimivad tuumas? Mis juhtub, kui tuum lõhustub? Mis juhtub energiaga, kui uraani tuum lõhustub? Kuidas muutub ümbritseva õhu temperatuur uraani tuumade lõhustumisel? Kui palju energiat vabaneb?

Slaid 4

Raskete tuumade lõhustumine.

Erinevalt tuumade radioaktiivsest lagunemisest, millega kaasneb α- või β-osakeste emissioon, on lõhustumisreaktsioonid protsess, mille käigus ebastabiilne tuum jaguneb kaheks suureks võrreldava massiga fragmendiks. 1939. aastal avastasid Saksa teadlased O. Hahn ja F. Strassmann uraani tuumade lõhustumise. Fermi alustatud uurimistööd jätkates tuvastasid nad, et uraani neutronitega pommitamisel tekivad perioodilisustabeli keskosa elemendid - baariumi (Z = 56), krüptoni (Z = 36) jne radioaktiivsed isotoobid. Uraan esineb loodus kahe isotoobi kujul: uraan-238 ja uraan-235 (99,3%) ja (0,7%). Neutronitega pommitades võivad mõlema isotoobi tuumad jaguneda kaheks fragmendiks. Sel juhul toimub uraan-235 lõhustumisreaktsioon kõige intensiivsemalt aeglaste (termiliste) neutronitega, samas kui uraan-238 tuumad astuvad lõhustumisreaktsiooni ainult kiirete neutronitega, mille energia on umbes 1 MeV.

Slaid 5

Ahelreaktsioon

Peamine huvi tuumaenergia vastu on uraan-235 tuuma lõhustumisreaktsioon. Praegu on teada umbes 100 erinevat isotoopi massiarvuga umbes 90–145, mis on tekkinud selle tuuma lõhustumise tulemusena. Selle tuuma kaks tüüpilist lõhustumisreaktsiooni on järgmised: Pange tähele, et neutroni poolt initsieeritud tuuma lõhustumine tekitab uusi neutroneid, mis võivad põhjustada teiste tuumade lõhustumisreaktsioone. Uraan-235 tuumade lõhustumisproduktideks võivad olla ka teised baariumi, ksenooni, strontsiumi, rubiidiumi jne isotoobid.

Slaid 6

Uraan-235 tuuma lõhustumisel, mille põhjustab kokkupõrge neutroniga, eraldub 2 või 3 neutronit. Soodsates tingimustes võivad need neutronid tabada teisi uraani tuumasid ja põhjustada nende lõhustumist. Selles etapis ilmub 4–9 neutronit, mis võivad põhjustada uraani tuumade jne lagunemist. Sellist laviinilaadset protsessi nimetatakse ahelreaktsiooniks

Uraani tuumade lõhustumise ahelreaktsiooni arengu skeem on näidatud joonisel

Slaid 7

Paljunemiskiirus

Ahelreaktsiooni toimumiseks on vajalik, et niinimetatud neutronite korrutustegur oleks suurem kui üks. Teisisõnu, igas järgmises põlvkonnas peaks olema rohkem neutroneid kui eelmises. Korrutuskoefitsienti ei määra mitte ainult igas elementaaraktis tekkivate neutronite arv, vaid ka reaktsiooni toimumise tingimused – osa neutroneid võivad neelduda teistesse tuumadesse või lahkuda reaktsioonitsoonist. Uraan-235 tuumade lõhustumisel vabanevad neutronid on võimelised põhjustama ainult sama uraani tuumade lõhustumist, mis moodustab ainult 0,7% looduslikust uraanist.

Slaid 8

Kriitiline mass

Väikseimat uraani massi, mille juures võib toimuda ahelreaktsioon, nimetatakse kriitiliseks massiks. Neutronikadude vähendamise viisid: Peegelduva kesta kasutamine (berülliumist), Lisandite hulga vähendamine, Neutronimoderaatori kasutamine (grafiit, raske vesi), Uraan-235 puhul - M cr = 50 kg (r = 9 cm).

Slaid 9

Tuumareaktori diagramm

  • Slaid 10

    Tuumareaktori südamikus toimub kontrollitav tuumareaktsioon, mille käigus vabaneb suur hulk energiat.

    Esimene tuumareaktor ehitati 1942. aastal USA-s E. Fermi juhtimisel Meie riigis ehitati I. V

    Slaid 11

    Kodutöö

    §66. Uraani tuumade lõhustumine. §67. Ahelreaktsioon. §68. Tuumareaktor. Vasta küsimustele. Joonistage reaktori skeem. Milliseid aineid ja kuidas kasutatakse tuumareaktoris? (kirjutatud)

    Slaid 12

    Termotuumareaktsioonid.

    Kergete tuumade ühinemisreaktsioone nimetatakse termotuumareaktsioonideks, kuna need võivad toimuda ainult väga kõrgetel temperatuuridel.

    Slaid 13

    Teine viis tuumaenergia vabastamiseks on seotud termotuumasünteesi reaktsioonidega. Kui kerged tuumad ühinevad ja moodustavad uue tuuma, peab vabanema suur hulk energiat. Eriti suur praktiline tähtsus on sellel, et termotuumareaktsiooni käigus eraldub nukleoni kohta palju rohkem energiat kui tuumareaktsiooni käigus, näiteks heeliumi tuuma vesiniku tuumadest sulamisel eraldub energia, mis võrdub 6 MeV ja uraani tuuma lõhustumise korral moodustab üks nukleon "0,9 MeV.

    Slaid 14

    Termotuumareaktsiooni tingimused

    Selleks, et kaks tuuma saaksid ühineda, peavad nad lähenema üksteisele tuumajõudude kaugusele suurusjärgus 2·10–15 m, ületades oma positiivsete laengute elektrilise tõukejõu. Selleks peab molekulide soojusliikumise keskmine kineetiline energia ületama Coulombi interaktsiooni potentsiaalse energia. Selleks vajaliku temperatuuri T arvutamisel saadakse väärtus suurusjärgus 108–109 K. Tegemist on äärmiselt kõrge temperatuuriga. Sellel temperatuuril on aine täielikult ioniseeritud olekus, mida nimetatakse plasmaks.

    Slaid 15

    Kontrollitud termotuumareaktsioon

    Energeetiliselt soodne reaktsioon. Kuid see võib tekkida ainult väga kõrgetel temperatuuridel (suurusjärgus mitusada miljonit kraadi). Suure ainetiheduse korral saab sellise temperatuuri saavutada, luues plasmas võimsad elektroonilised lahendused. Sel juhul tekib probleem – plasmat on raske kinni hoida. Tähtedes toimuvad isemajandavad termotuumareaktsioonid

    Slaid 16

    Energiakriis

    on muutunud tõeliseks ohuks inimkonnale. Sellega seoses on teadlased teinud ettepaneku eraldada mereveest raske vesiniku isotoop - deuteerium ja viia see tuumasulamisreaktsioonile temperatuuril umbes 100 miljonit kraadi Celsiuse järgi. Tuumasulamisel suudab ühest kilogrammist mereveest saadav deuteerium toota sama palju energiat, kui vabaneb 300 liitri bensiini põletamisel ___ TOKAMAK (vooluga toroidne magnetkamber)

    Slaid 17

    Kõige võimsam kaasaegne TOKAMAK, mis on mõeldud ainult uurimistööks, asub Oxfordi lähedal Abingdoni linnas. 10 meetri kõrgune see toodab plasmat ja hoiab teda elus vaid umbes 1 sekundi.

    Slaid 18

    TOKAMAK (toroidaalne kamber magnetpoolidega)

    See on elektrofüüsiline seade, mille põhieesmärk on plasma moodustamine. Plasmat hoiavad mitte kambri seinad, mis ei talu selle temperatuuri, vaid spetsiaalselt loodud magnetväli, mis on võimalik umbes 100 miljoni kraadise temperatuuri juures ja selle säilimine üsna pikka aega. antud maht. Plasma tootmise võimalus ülikõrgetel temperatuuridel võimaldab viia läbi heeliumi tuumade termotuumareaktsiooni lähteainest, vesiniku isotoopidest (deuteerium ja triitium)

    Tund 9. klassis Füüsikaõpetaja "MKOU Mužitšanskaja Keskkool"
    Volosentsev Nikolai Vasiljevitš

    Aatomituumades sisalduva energia kohta teadmiste kordamine;
    Kõige olulisem energiaprobleem;
    Kodumaise tuumaprojekti etapid;
    Tulevase elujõulisuse võtmeküsimused;
    Tuumaelektrijaamade eelised ja puudused;
    Tuumajulgeoleku tippkohtumine.

    Millised kahte tüüpi jõud toimivad aatomi tuumas?
    -Mis juhtub uraani tuumaga, mis on neelanud lisaelektroni?
    -Kuidas muutub ümbritseva õhu temperatuur suure hulga uraani tuumade lõhustumisel?
    -Räägi meile ahelreaktsiooni mehhanismist.
    - Mis on uraani kriitiline mass?
    - Millised tegurid määravad ahelreaktsiooni võimaluse?
    - Mis on tuumareaktor?
    - Mis on reaktori südamikus?
    -Milleks on juhtvardaid vaja? Kuidas neid kasutatakse?
    -Millist teist funktsiooni (peale neutronite modereerimise) täidab vesi reaktori primaarahelas?
    -Millised protsessid toimuvad teises vooluringis?
    -Millised energiamuutused toimuvad tuumaelektrijaamades elektrivoolu tekitamisel?

    Iidsetest aegadest on peamiste energiaallikatena kasutatud küttepuitu, turvast, sütt, vett ja tuult. Juba iidsetest aegadest on tuntud sellised kütuseliigid nagu kivisüsi, nafta ja põlevkivi. Peaaegu kogu kaevandatud kütus põletatakse. Palju kütust kulub soojuselektrijaamades, erinevates soojusmasinates, tehnoloogilisteks vajadusteks (näiteks metallisulatamisel, toorikute soojendamiseks sepikodades ja valtsimistöökodades) ning eluruumide ja tööstusettevõtete kütmiseks. Kütuse põletamisel tekivad põlemissaadused, mis tavaliselt korstnate kaudu atmosfääri paiskuvad. Igal aastal satub õhku sadu miljoneid tonne erinevaid kahjulikke aineid. Looduskaitsest on saanud üks inimkonna tähtsamaid ülesandeid. Looduslikke kütuseid täiendatakse äärmiselt aeglaselt. Olemasolevad varud tekkisid kümneid ja sadu miljoneid aastaid tagasi. Samal ajal suureneb kütuse tootmine pidevalt. Seetõttu on kõige olulisem energiaprobleem uute energiavarude leidmine, eelkõige tuumaenergia, peamise energiaallikana on iidsetest aegadest kasutatud küttepuitu, turvast, sütt, vett ja tuult. Juba iidsetest aegadest on tuntud sellised kütuseliigid nagu kivisüsi, nafta ja põlevkivi. Peaaegu kogu kaevandatud kütus põletatakse. Palju kütust kulub soojuselektrijaamades, erinevates soojusmasinates, tehnoloogilisteks vajadusteks (näiteks metallisulatamisel, toorikute soojendamiseks sepikodades ja valtsimistöökodades) ning eluruumide ja tööstusettevõtete kütmiseks. Kütuse põletamisel tekivad põlemissaadused, mis tavaliselt korstnate kaudu atmosfääri paiskuvad. Igal aastal satub õhku sadu miljoneid tonne erinevaid kahjulikke aineid. Looduskaitsest on saanud üks inimkonna tähtsamaid ülesandeid. Looduslikke kütuseid täiendatakse äärmiselt aeglaselt. Olemasolevad varud tekkisid kümneid ja sadu miljoneid aastaid tagasi. Samal ajal suureneb kütuse tootmine pidevalt. Seetõttu on kõige olulisem energiaprobleem uute energiaressursside, eelkõige tuumaenergia reservide leidmise probleem.

    NSVL tuumaprojekti mastaapse alguse kuupäevaks loetakse 20. augustit 1945. NSVL tuumaprojekti mastaapse alguse kuupäevaks loetakse 20. augustit 1945. aastal.
    Töö aatomienergia arendamiseks NSV Liidus algas aga palju varem. 1920.–1930. aastatel loodi teaduskeskused ja koolid: Leningradi Füüsika- ja Tehnikainstituut Ioffe juhtimisel, Harkovi Füüsika- ja Tehnikainstituut, kus töötab Khlopini juhitud Leipunski Raadiumi Instituut, Füüsika Instituut. P.N. Lebedev, Keemilise Füüsika Instituut ja teised. Samas on teaduse arengus rõhk fundamentaaluuringutel.
    1938. aastal asutas NSVL Teaduste Akadeemia Aatomituumakomisjoni ja 1940. aastal Uraaniprobleemide Komisjoni.
    MA TEEKSIN. Zeldovitš ja Yu.B. Khariton viis aastatel 1939–1940 läbi rea fundamentaalseid arvutusi uraani lõhustumise hargnenud ahelreaktsiooni kohta reaktoris kui kontrollitud juhitavas süsteemis.
    Kuid sõda katkestas selle töö. Tuhanded teadlased võeti sõjaväkke, paljud tuntud teadlased, kellel oli reservatsioone, läksid rindele vabatahtlikena. Instituudid ja uurimiskeskused suleti, evakueeriti, nende töö katkestati ja praktiliselt halvati.

    28. septembril 1942 kiitis Stalin heaks riigikaitse korralduse nr 2352ss “Uraanitöö korraldamise kohta”. Luuretegevus mängis olulist rolli, mis võimaldas meie teadlastel olla kursis teaduse ja tehnoloogia arenguga tuumarelvade arendamise valdkonnas peaaegu esimesest päevast peale. Kuid need arendused, mis olid meie aatomirelvade aluseks, lõid hiljem täielikult meie teadlased. NSVL Teaduste Akadeemia juhtkond otsustas lähtudes Riigikaitsekomitee 11. veebruarist 1943 korraldusest luua Moskvasse NSVL Teaduste Akadeemia spetsiaalne laboratoorium uraanitööde tegemiseks. Kogu aatomiteemalise töö juht oli Kurtšatov, kes koondas tööks oma Peterburi füüsika- ja tehnoloogiatudengid: Zeldovitši, Haritoni, Kikoini ja Flerovi. Kurtšatovi juhtimisel korraldati Moskvas salalabor nr 2 (tulevane Kurtšatovi instituut). Luuretegevus mängis olulist rolli, mis võimaldas meie teadlastel olla kursis teaduse ja tehnoloogia arenguga tuumarelvade arendamise valdkonnas peaaegu esimesest päevast peale. Kuid need arendused, mis olid meie aatomirelvade aluseks, lõid hiljem täielikult meie teadlased. NSVL Teaduste Akadeemia juhtkond otsustas lähtudes Riigikaitsekomitee 11. veebruarist 1943 korraldusest luua Moskvasse NSVL Teaduste Akadeemia spetsiaalne laboratoorium uraanitööde tegemiseks. Kogu aatomiteemalise töö juht oli Kurtšatov, kes koondas tööks oma Peterburi füüsika- ja tehnoloogiatudengid: Zeldovitši, Haritoni, Kikoini ja Flerovi. Kurtšatovi juhtimisel korraldati Moskvas salalabor nr 2 (tulevane Kurtšatovi Instituut).

    Igor Vasilievitš Kurtšatov

    1946. aastal ehitati laborisse nr 2 esimene uraan-grafiidi tuumareaktor F-1, mille füüsiline start toimus 25. detsembril 1946 kell 18.00. Sel ajal viidi läbi kontrollitud tuumareaktsioon uraani mass 45 tonni, grafiit - 400 t ja 2,6 m kõrgusele sisestatud ühe kaadmiumivarda olemasolu 1946. aastal ehitati laborisse nr 2 esimene uraan-grafiidi tuumareaktor F-1. mille füüsiline käivitamine toimus 25. detsembril 1946 kell 18.00 Sel ajal viidi läbi kontrollitud tuumareaktsioon massiga 45 tonni uraani, 400 tonni grafiiti ja ühe kaadmiumi varda olemasolul reaktori südamikus. , sisestatud 2,6 m kõrgusele.
    1948. aasta juunis käivitati esimene tööstuslik tuumareaktor ja 19. juunil lõppes pikk reaktori tööks ettevalmistamise periood selle projekteeritud võimsusel, milleks oli 100 MW. See kuupäev on seotud Tšeljabinsk-40 (praegu Ozersk, Tšeljabinski piirkond) tehase nr 817 tootmistegevuse algusega.
    Töö aatomipommi loomisel kestis 2 aastat ja 8 kuud. 11. augustil 1949 viidi KB-11-s läbi plutooniumi tuumalaengu juhtmontaaž. Laeng sai nimeks RDS-1. Laengu RDS-1 edukas katsetamine toimus 29. augustil 1949 kell 7 hommikul Semipalatinski katsepaigas.

    Töö intensiivistumine tuumaenergia sõjalise ja rahuotstarbelise kasutamise vallas toimus aastatel 1950–1964. Selle etapi töö on seotud tuuma- ja termotuumarelvade täiustamise, relvajõudude varustamise seda tüüpi relvadega, tuumaenergia rajamise ja arendamise ning tuumasünteesireaktsioonide energiate rahumeelse kasutamise alaste uuringute alustamisega. valguselementidest. Saadud perioodil 1949 – 1951. Teaduslik sihtasutus oli aluseks taktikalise lennunduse jaoks mõeldud tuumarelvade ja esimeste kodumaiste ballistiliste rakettide edasisele täiustamisele. Sel perioodil hoogustus töö esimese vesiniku (termotuumapommi) loomisel. Termotuumapommi RDS-6 ühe variandi töötas välja A. D. Sahharov (1921-1989) ja seda katsetati edukalt 12. augustil 1953. Töö intensiivistumine tuumaenergia sõjalise ja rahuotstarbelise kasutamise vallas toimus perioodil 1950-1964. . Selle etapi töö on seotud tuuma- ja termotuumarelvade täiustamise, relvajõudude varustamise seda tüüpi relvadega, tuumaenergia rajamise ja arendamise ning tuumasünteesireaktsioonide energiate rahumeelse kasutamise alaste uuringute alustamisega. valguselementidest. Saadud perioodil 1949 – 1951. Teaduslik sihtasutus oli aluseks taktikalise lennunduse jaoks mõeldud tuumarelvade ja esimeste kodumaiste ballistiliste rakettide edasisele täiustamisele. Sel perioodil hoogustus töö esimese vesiniku (termotuumapommi) loomisel. Ühe termotuumapommi RDS-6 variante töötas välja A. D. Sahharov (1921-1989) ja seda katsetati edukalt 12. augustil 1953.

    1956. aastal katsetati suurtükimürsu laengut.. 1956. aastal katsetati suurtükimürsu laengut.
    1957. aastal lasti vette esimene tuumaallveelaev ja esimene tuumajäälõhkuja.
    1960. aastal võeti kasutusele esimene mandritevaheline ballistiline rakett.
    1961. aastal katsetati maailma võimsaimat õhupommi, mille trotüüli ekvivalent on 50 Mt.

    Slaid nr 10

    16. mail 1949 määrati valitsuse määrusega tööde algus esimese tuumajaama loomisel. I. V. Kurchatov määrati esimese tuumaelektrijaama loomise töö teaduslikuks juhendajaks ja N. A. Dollezhal määrati reaktori peakonstruktoriks. 27. juunil 1954 käivitati Venemaal Obninskis maailma esimene tuumaelektrijaam võimsusega 5 MW. 1955. aastal käivitati Siberi keemiatehases uus võimsam tööstusreaktor I-1 algvõimsusega 300 MW, mida aja jooksul suurendati 5 korda 16. mail 1949 määrati valitsuse määrusega tööde algus esimese tuumaelektrijaama loomise kohta. I. V. Kurchatov määrati esimese tuumaelektrijaama loomise töö teaduslikuks juhendajaks ja N. A. Dollezhal määrati reaktori peakonstruktoriks. 27. juunil 1954 käivitati Venemaal Obninskis maailma esimene tuumaelektrijaam võimsusega 5 MW. 1955. aastal käivitati Siberi keemiakombinaadis uus võimsam tööstusreaktor I-1 algvõimsusega 300 MW, mida aja jooksul suurendati 5 korda.
    1958. aastal lasti käiku suletud jahutustsükliga kaheahelaline uraan-grafiit reaktor EI-2, mis töötati välja nimelises energeetika uurimis- ja projekteerimisinstituudis. N.A. Dollezhal (NIKIET).

    Maailma esimene tuumaelektrijaam

    Slaid nr 11

    1964. aastal tootsid tööstusvoolu Belojarski ja Novovoroneži tuumajaamad. Vesi-grafiitreaktorite tööstuslik arendamine elektrienergiatööstuses järgis RBMK - suure võimsusega kanalreaktorite projekteerimisjoont. Tuumareaktor RBMK-1000 on heterogeense kanaliga termilisi neutroneid kasutav reaktor, mis kasutab kütusena U-235-ga (2%) vähesel määral rikastatud uraandioksiidi, moderaatorina grafiiti ja jahutusvedelikuna keevat kerget vett. RBMK-1000 väljatöötamist juhtis N. A. Dollezhal. Need reaktorid olid üks tuumaenergia aluseid. Reaktorite teine ​​versioon oli vesijahutusega jõureaktor VVER, mille projekti kallal töötati aastasse 1954. Selle reaktori projekteerimise idee pakkus välja Kurtšatovi Instituudi RRC. VVER on termiline neutronenergia reaktor. Esimene VVER-210 reaktoriga jõuallikas võeti kasutusele 1964. aasta lõpus Novovoroneži TEJ-s. 1964. aastal tootsid Belojarski ja Novovoroneži TEJd tööstuslikku voolu. Vesi-grafiitreaktorite tööstuslik arendamine elektrienergiatööstuses järgis RBMK - suure võimsusega kanalreaktorite projekteerimisjoont. Tuumareaktor RBMK-1000 on heterogeense kanaliga termilisi neutroneid kasutav reaktor, mis kasutab kütusena U-235-ga (2%) vähesel määral rikastatud uraandioksiidi, moderaatorina grafiiti ja jahutusvedelikuna keevat kerget vett. RBMK-1000 väljatöötamist juhtis N. A. Dollezhal. Need reaktorid olid üks tuumaenergia aluseid. Reaktorite teine ​​versioon oli vesijahutusega jõureaktor VVER, mille projekti kallal töötati aastasse 1954. Selle reaktori projekteerimise idee pakkus välja Kurtšatovi Instituudi RRC. VVER on termiline neutronenergia reaktor. Esimene VVER-210 reaktoriga jõuallikas võeti kasutusele 1964. aasta lõpus Novovroneži TEJ-s.

    Belojarski tuumaelektrijaam

    Slaid nr 12

    Novovoroneži tuumaelektrijaam – esimene VVER-reaktoritega tuumaelektrijaam Venemaal – asub Voroneži oblastis 40 km lõuna pool.
    Voronež, kaldal
    Don jõgi.
    Aastatel 1964–1980 ehitati jaama viis VVER-reaktoriga jõuplokki, millest igaüks oli põhiline, s.o. jadajõureaktorite prototüüp.

    Slaid nr 13

    Jaam ehitati neljas etapis: esimene etapp - jõuplokk nr 1 (VVER-210 - 1964), teine ​​etapp - jõuplokk nr 2 (VVER-365 - 1969), kolmas etapp - jõuplokid nr 3 ja 4 (VVER- 440, aastatel 1971 ja 1972), neljas etapp - jõuallikas nr 5 (VVER-1000, 1980).
    1984. aastal lõpetati pärast 20-aastast töötamist jõuplokk nr 1 ja 1990. aastal jõuplokk nr 2. Tööle jääb kolm jõuplokki - elektrilise koguvõimsusega 1834 MW VVER-1000

    Slaid nr 14

    Novovoroneži TEJ vastab täielikult Voroneži piirkonna elektrienergia vajadustele ja kuni 90% - Novovoroneži linna soojusvajadustele.
    Esimest korda Euroopas viidi jõuplokkidel nr 3 ja 4 läbi unikaalne komplekt töid pikendamaks nende kasutusiga 15 aasta võrra ning saadi Rostechnadzori vastavad litsentsid. Toiteploki nr 5 kaasajastamiseks ja tööea pikendamiseks on tehtud töid.
    Alates esimese jõuallika kasutuselevõtust (september 1964) on Novovoroneži TEJ tootnud enam kui 439 miljardit kWh elektrit.

    Slaid nr 15

    1985. aasta seisuga oli NSV Liidus 15 tuumaelektrijaama: Belojarsk, Novovoronež, Koola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk, Smolensk, Kalinin, Balakovski (RSFSR), Armeenia, Tšernobõli, Rivne, Lõuna-Ukraina, Zaporozhye, Ignalinsk (muu vabariik). ) NSV Liit). Töös oli 40 RBMK, VVER, EGP tüüpi jõuplokki ning üks kiirneutronreaktoriga BN-600 jõuallikas koguvõimsusega ligikaudu 27 miljonit kW. 1985. aastal tootsid riigi tuumaelektrijaamad üle 170 miljardi kWh, mis moodustas 1985. aasta seisuga NSV Liidus 15 tuumaelektrijaama: Belojarsk, Novovoronež, Koola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk. , Smolensk, Kalinin, Balakovo (RSFSR), Armeenia, Tšernobõli, Rivne, Lõuna-Ukraina, Zaporožje, Ignalinsk (teised NSV Liidu vabariigid). Töös oli 40 RBMK, VVER, EGP tüüpi jõuplokki ning üks kiirneutronreaktoriga BN-600 jõuallikas koguvõimsusega ligikaudu 27 miljonit kW. 1985. aastal tootsid riigi tuumaelektrijaamad üle 170 miljardi kWh, mis moodustas 11% kogu elektritoodangust.

    Slaid nr 16

    See õnnetus muutis radikaalselt tuumaenergia arengusuunda ja tõi kaasa uute võimsuste kasutuselevõtu määra vähenemise enamikus arenenud riikides, sealhulgas Venemaal uute võimsuste kasutuselevõtu määr enamikus arenenud riikides, sealhulgas Venemaal.
    25. aprillil kell 01.23.49 toimus kaks võimsat plahvatust koos reaktorijaama täieliku hävimisega. Tšernobõli tuumaelektrijaama õnnetusest sai ajaloo suurim tehniline tuumaõnnetus.
    Reostatud oli üle 200 000 ruutmeetri. km, ligikaudu 70% - Valgevene, Venemaa ja Ukraina territooriumil, ülejäänud Balti riikide, Poola ja Skandinaavia riikide territooriumil. Õnnetuse tagajärjel võeti põllumajanduslikust kasutusest välja umbes 5 miljonit hektarit maad, tuumajaama ümber tekkis 30-kilomeetrine keelutsoon, hävis ja maeti (maeti rasketehnikaga maha) sadu väikeasulaid.

    Slaid nr 17

    1998. aastaks hakkas olukord tööstuses tervikuna, aga ka selle energeetika- ja tuumarelvaosades stabiliseeruma. Elanikkonna usaldus tuumaenergia vastu hakkas taastuma. Juba 1999. aastal tootsid Venemaa tuumaelektrijaamad sama palju kilovatt-tundi elektrit kui 1990. aastal endise RSFSRi territooriumil asuvates tuumaelektrijaamades 1998. aastaks kujunes olukord tööstuses tervikuna samuti selle energia- ja tuumarelvaosad hakkasid stabiliseeruma. Elanikkonna usaldus tuumaenergia vastu hakkas taastuma. Juba 1999. aastal tootsid Venemaa tuumajaamad sama palju kilovatt-tundi elektrit, mis 1990. aastal tootsid endise RSFSRi territooriumil asuvad tuumajaamad.
    Tuumarelvakompleksis rakendati alates 1998. aastast föderaalset sihtprogrammi "Tuumarelvakompleksi arendamine perioodiks 2003" ja alates 2006. aastast teist sihtprogrammi "Tuumarelvakompleksi arendamine perioodiks 2006-2009 ja tulevik 2010–2015.

    Slaid nr 18

    Seoses tuumaenergia rahuotstarbelise kasutamisega võeti 2010. aasta veebruaris vastu föderaalne sihtprogramm “Uue põlvkonna tuumaenergia tehnoloogiad perioodiks 2010-2015”. ja tuleviku jaoks kuni 2020. aastani. Programmi põhieesmärk on tuumaelektrijaamade jaoks uue põlvkonna tuumaenergiatehnoloogiate väljatöötamine, mis vastavad riigi energiavajadustele ning suurendavad loodusliku uraani ja kasutatud tuumkütuse kasutamise efektiivsust, samuti uute kasutusviiside uurimine. aatomituuma energia Seoses tuumaenergia rahuotstarbelise kasutamisega 2010. aasta veebruaris. Võeti vastu föderaalne sihtprogramm "Uue põlvkonna tuumaenergia tehnoloogiad perioodiks 2010-2015". ja tuleviku jaoks kuni 2020. aastani. Programmi põhieesmärk on tuumaelektrijaamade jaoks uue põlvkonna tuumaenergiatehnoloogiate väljatöötamine, mis vastavad riigi energiavajadustele ning suurendavad loodusliku uraani ja kasutatud tuumkütuse kasutamise efektiivsust, samuti uute võimaluste uurimine tuumaelektrijaamade kasutamiseks. aatomituuma energia.

    Slaid nr 19

    Oluliseks suunaks väikese tuumaenergia arendamisel on ujuvad tuumajaamad. Kahe KLT-40S reaktoriga ujuval jõuseadmel (FPU) põhineva väikese võimsusega tuumasoojuselektrijaama (ATEP) projekti hakati välja töötama 1994. aastal. Ujuval APEC-l on mitmeid eeliseid: töövõime igikeltsa tingimustes polaarjoone taga asuval territooriumil. FPU on mõeldud igaks õnnetuseks, ujuva tuumaelektrijaama konstruktsioon vastab kõigile kaasaegsetele ohutusnõuetele ning lahendab täielikult ka seismiliselt aktiivsete piirkondade tuumaohutuse probleemi. 2010. aasta juunis lasti käiku maailma esimene ujuv jõuplokk Akademik Lomonosov, mis saadeti pärast lisakatsetusi oma kodubaasi Kamtšatkale. Kahe KLT-40S reaktoriga ujuval jõuseadmel (FPU) põhineva väikese võimsusega tuumasoojuselektrijaama (ATEP) projekti hakati välja töötama 1994. aastal. Ujuval APEC-l on mitmeid eeliseid: töövõime igikeltsa tingimustes polaarjoone taga asuval territooriumil. FPU on mõeldud igaks õnnetuseks, ujuva tuumaelektrijaama konstruktsioon vastab kõigile kaasaegsetele ohutusnõuetele ja lahendab täielikult ka seismiliselt aktiivsete piirkondade tuumaohutuse probleemi. 2010. aasta juunis lasti käiku maailma esimene ujuv jõuallikas Akademik Lomonosov, mis pärast lisakatsetusi saadeti oma kodubaasi Kamtšatkas.

    Slaid nr 20

    strateegilise tuumapariteedi tagamine, riigikaitseliste tellimuste täitmine, tuumarelvakompleksi hooldamine ja arendamine;
    teadusuuringute läbiviimine tuumafüüsika, tuuma- ja termotuumaenergeetika, erimaterjaliteaduse ja kõrgtehnoloogiate valdkonnas;
    tuumaenergeetika arendamine, sealhulgas toorainega varustamine, kütusetsükkel, tuumamasinate ja -seadmete ehitus, kodumaiste ja välismaiste tuumaelektrijaamade ehitamine.

    Slaid 1

    * ATOMCON-2008 06.26.2008 Venemaa tuumaenergeetika arendamise strateegia aastani 2050 Rachkov V.I., riikliku korporatsiooni Rosatom teaduspoliitika osakonna direktor, tehnikateaduste doktor, professor

    Slaid 2

    * Maailma prognoosid tuumaenergia arenguks Energia eritarbimise võrdsustamine arenenud ja arengumaades eeldab 2050. aastaks energiaressursside nõudluse kolmekordset kasvu. Märkimisväärse osa globaalse kütuse- ja energiavajaduse kasvust saab üle võtta tuumaenergia, mis vastab suurenergeetika ohutus- ja majandusnõuetele. WETO – “World Energy Technology Outlook – 2050”, Euroopa Komisjon, 2006 “Tuumaenergia tulevik”, Massachusettsi Tehnoloogiainstituut, 2003

    Slaid 3

    * Maailma tuumaenergeetika staatus ja lähiväljavaated 12 riigis, ehitatakse 30 tuumaelektrijaama koguvõimsusega 23,4 GW(e). umbes 40 riiki on ametlikult teatanud oma kavatsusest luua oma riigi energiasektoris tuumasektor. 2007. aasta lõpuks töötas 30 riigis üle maailma (milles elab kaks kolmandikku maailma elanikkonnast) 439 tuumareaktorit installeeritud koguvõimsusega 372,2 GW(e). Tuumaenergia osakaal maailma elektritootmises oli 17%. Riik Reaktorite arv, tk. Võimsus, MW Tuumaenergia osakaal tootmises e/e, % Prantsusmaa 59 63260 76,9 Leedu 1 1185 64,4 Slovakkia 5 2034 54,3 Belgia 7 5824 54,1 Ukraina 15 13107 48,1 Rootsi 10 9014 46,1 Sloveenia 43,6666 Armeenia maa 5 3220 40,0 Ungari 4 1829 36,8 Korea, Lõuna. 20 17451 35,3 Bulgaaria 2 1906 32,3 Tšehhi 6 3619 30,3 Soome 4 2696 28,9 Jaapan 55 47587 27,5 Saksamaa 17 20470 27,3 Riik Reaktorite arv, tk. Võimsus, MW Tuumaenergia osakaal tootmises e/e, % USA 104 100582 19,4 Taiwan (Hiina) 6 4921 19,3 Hispaania 8 7450 17,4 Venemaa 31 21743 16,0 Suurbritannia 19 10222 15,1 Kanada 18 1,3 9 Argentiina 3 21,30 5 6,2 Lõuna-Aafrika Vabariik 21800 5,5 Mehhiko 21360 4,6 Holland 1 482 4,1 Brasiilia 2 1795 2,8 India 17 3782 2,5 Pakistan 2 425 2,3 Hiina 11 8572 1,9 Kokku 439 372 202 17,0

    Slaid 4

    * Tuumaenergia kaheetapiline arendamine Termoreaktoritest saadav energia ja plutooniumi akumuleerimine neisse kiirreaktorite käivitamiseks ja paralleelseks arendamiseks. Kiiretel reaktoritel põhinevate suuremahuliste tuumaelektrijaamade arendamine, mis järk-järgult asendavad traditsioonilist energiatootmist fossiilsetel orgaanilistel kütustel. Tuumaenergeetika arendamise strateegiline eesmärk oli odava kütuse – uraani ja võib-olla ka tooriumi – ammendamatute ressursside valdamine kiirete reaktorite baasil. Tuumaenergeetika arendamise taktikaliseks eesmärgiks oli soojusreaktorite kasutamine U-235-l (mis on meisterdatud relvade kvaliteediga materjalide, plutooniumi ja triitiumi tootmiseks ning tuumaallveelaevade jaoks), eesmärgiga toota energiat ja radioisotoope rahvamajanduse ja energiakvaliteediga plutooniumi akumuleerimine kiirete reaktorite jaoks.

    Slaid 5

    * Venemaa tuumatööstus Praegu hõlmab see tööstus: Tuumarelvade kompleks (NWC). Tuuma- ja kiirgusohutuse kompleks (NRS). Tuumaenergia kompleks (NEC): tuumakütuse tsükkel; tuumaenergia. Teadus- ja tehnikakompleks (STC). Riigikorporatsioon ROSATOM on loodud juhtimissüsteemi ühtsuse tagamiseks, et sünkroonida tööstuse arenguprogrammid Venemaa väliste ja sisemiste prioriteetide süsteemiga. OJSC Atomenergopromi põhiülesanne on moodustada globaalne ettevõte, mis konkureerib edukalt võtmeturgudel.

    Slaid 6

    * 2008. aastal töötas 10 tuumaelektrijaama (31 jõuplokki) võimsusega 23,2 GW. 2007. aastal tootsid tuumajaamad 158,3 miljardit kWh elektrit. Tuumaelektrijaamade osakaal: elektri kogutoodangus – 15,9% (Euroopa osas – 29,9%); installeeritud koguvõimsuses - 11,0%. Venemaa tuumaelektrijaamad 2008. aastal

    Slaid 7

    Slaid 8

    * Kaasaegse tuumaenergia miinused Termoreaktorite avatud tuumkütusetsükkel on piiratud kütuseressurss ja kasutatud tuumkütuse käitlemise probleem. Suured kapitalikulud tuumajaama ehitamiseks. Keskenduge suure võimsusega jõuallikatele, mis on ühendatud elektrivõrgu sõlmede ja suurte energiatarbijatega. Tuumaelektrijaamade madal võime manööverdada võimsust. Hetkel puudub maailmas konkreetne strateegia termoreaktoritest pärineva PSF käitlemiseks (aastaks 2010 koguneb SNF-i üle 300 000 tonni, mille aastane juurdekasv on 11 000-12 000 tonni). Venemaal on kogunenud 14 000 tonni kasutatud tuumkütust, mille radioaktiivsus on kokku 4,6 miljardit Ci, kusjuures kasutatud tuumkütuse aastane kasv on 850 tonni. Kasutatud tuumkütuse ladustamisel on vaja üle minna kuivale meetodile. Suurema osa kiiritatud tuumkütuse ümbertöötlemine on soovitatav edasi lükata kuni uue põlvkonna kiirreaktorite seeriaehituse alguseni.

    Slaid 9

    * Radioaktiivsete jäätmete ja kasutatud tuumkütuse käitlemise probleemid 1 GW võimsusega termoreaktor toodab aastas 800 tonni madala ja keskmise radioaktiivsusega radioaktiivseid jäätmeid ning 30 tonni kõrge radioaktiivsusega kasutatud tuumkütust. Kõrgaktiivsed jäätmed, mis moodustavad alla 1 mahuprotsendi, moodustavad 99% kogutegevusest. Ükski riik ei ole üle läinud tehnoloogiatele, mis lahendaksid kiiritatud tuumkütuse ja radioaktiivsete jäätmete käitlemise probleemi. 1 GW elektrivõimsusega soojusreaktor toodab aastas 200 kg plutooniumi. Plutooniumi akumuleerumise kiirus maailmas on ~70 tonni aastas. Peamine plutooniumi kasutamist reguleeriv rahvusvaheline dokument on tuumarelvade leviku tõkestamise leping (NPT). Tuumarelva leviku tõkestamise režiimi tugevdamiseks on vajalik selle tehnoloogiline tugi.

    Slaid 10

    * Tuumatehnika valdkonna strateegiasuunad Tuumaenergia varustustehnoloogia kriitiliste elementide tootmise lõpuleviimine Venemaa ettevõtetes, mis on täielikult või osaliselt kaasatud riikliku korporatsiooni ROSATOM struktuuri. Alternatiivsete põhiseadmete tarnijate loomine praegustele monopolistidele. Iga seadmetüübi puhul eeldatakse, et see moodustab vähemalt kaks võimalikku tootjat. Peamiste turuosalistega on vaja moodustada riikliku korporatsiooni ROSATOM taktikalised ja strateegilised liidud.

    Slaid 11

    * Nõuded suuremahulistele energiatehnoloogiatele Suuremahulise energiatehnoloogia suhtes ei tohiks langeda fossiilkütuste tooraine kaevandamisega seotud loomulik ebakindlus. Kütuse põletamise protsess peab olema ohutu. Sisalduvad jäätmed ei tohi olla füüsiliselt ja keemiliselt aktiivsemad kui algne kütusetooraine. Paigaldatud tuumaenergia võimsuse mõõduka kasvu korral areneb tuumaenergia peamiselt soojusreaktoritel, kus kiirreaktorite osakaal on väike. Tuumaenergeetika intensiivse arendamise korral on selles määrav roll kiiretel reaktoritel.

    Slaid 12

    * Tuumaenergia ja tuumarelvade leviku oht Tuumaenergia elemendid, mis määravad tuumarelvade leviku ohu: uus tuumatehnoloogia ei tohiks kaasa tuua uute kanalite avanemist relvakvaliteediga materjalide hankimiseks ja selle kasutamiseks sarnastel eesmärkidel. Tuumaenergia arendamine kiirreaktorite ja sobivalt kavandatud kütusetsükliga loob tingimused tuumarelvade leviku riski järkjärguliseks vähendamiseks. Uraani isotoopide eraldamine (rikastamine). Plutooniumi ja/või U-233 eraldamine kiiritatud kütusest. Kiiritatud kütuse pikaajaline ladustamine. Eraldatud plutooniumi ladustamine.

    Slaid 13

    * Tuumaenergeetika areng Venemaal aastani 2020 Kokkuvõte: 3,7 GW Kalinin 4 NVNPP-2 valmimine 1 Rostov 2 NVNPP-2 valmimine 2 Rostov 3 Rostov 4 LNPP-2 1 LNPP-2 2 LNPP-2 3 Belojarka 4 BN-800 Koola 2 NVNPP 3 LNPP-2 4 Koola 1 LNPP 2 LNPP 1 NVNPP 4 Severskaja 1 Nižni Novgorod 1 Nižni Novgorod 2 Koola-2 1 Koola-2 2 kohustuslik lisaprogrammi programm Sisend: 32,1 GW (kohustuslik programm GW) Pluss6. ) punane joon piirab garanteeritud (FTP) rahastamisega jõuallikate arvu, sinine joon tähistab kohustuslikku programmi Nižni Novgorod 3 YuUralskaya 2 Tverskaya 1 Tverskaya 2 Central 1 Tverskaya 3 Tverskaya 4 YuUralskaya 3 YuUralskaya 4 Kola; 3 Kola-2 4 Juralskaja 1 Severskaja 2 Märkus 1 Märkus 2 Kursk 5 NVNPP-2 3 Kesk 4 Nižni Novgorod 4 NVNPP-2 4 Kesk 2 Kesk 3 Tööüksused - 58 Seiskamisüksust - 10 Töötajate suhet tuleks vähendada praegune 1,5 inimest/MW kuni 0,3-0,5 inimest/MW.

    Slaid 14

    * Üleminek uuele tehnoloogilisele platvormile Teaduse ja tehnoloogia progressi võtmeelemendiks on kiirneutronreaktoriga tuumaelektrijaamade tehnoloogia arendamine. BEST kontseptsioon nitriidkütuse, tasakaalulise HF ja raskmetallide jahutusvedelikuga on kõige lootustandvam valik uue tuumaenergia tehnoloogia aluse loomiseks. Kindlustusprojektiks on tööstuslikult arendatud naatriumjahutusega kiirreaktor (BN). Tabamisprobleemide tõttu on see projekt vähem perspektiivne kui BEST, plaanitakse välja töötada uut tüüpi kütuseid ja suletud tuumkütusetsükli elemente. Loomuomase ohutuse põhimõte: tõsiste reaktoriõnnetuste ja tuumakütusetsükli ettevõtete õnnetuste deterministlik välistamine; transmutatsioon suletud tuumkütusetsükkel koos kasutatud tuumkütuse ümbertöötlemisproduktide fraktsioneerimisega; tuumarelva leviku tõkestamise režiimi tehnoloogiline tugi.

    Slaid 15

    * Energiatootmise võimalik struktuur aastaks 2050 Tuumaenergia osakaal kütuse- ja energiakompleksis tootmise järgi - 40% Tuumaenergia osakaal kütuse- ja energiakompleksis toodangu järgi - 35%

    Slaid 16

    * Tuumatehnoloogiate arendamise perioodid 21. sajandil Mobilisatsiooniperiood: paigaldatud võimsuste moderniseerimine ja kasutamise efektiivsuse tõstmine, jõuplokkide valmimine, reaktorite ja kütusetsükli tehnoloogiate evolutsiooniline arendamine koos nende kasutuselevõtuga kommertskasutusse, arendus- ja proovikäitamine. uuenduslikud tehnoloogiad tuumaelektrijaamade ja kütusetsükli jaoks. Üleminekuperiood: tuumaenergia mastaabi laiendamine ning uuenduslike reaktori- ja kütusetsüklitehnoloogiate (kiirreaktorid, kõrgtemperatuurilised reaktorid, regionaalenergia reaktorid, suletud uraan-plutoonium ja toorium-uraantsükkel, kasulike ainete kasutamine ja põletamine) arendamine. ohtlikud radionukliidid, jäätmete pikaajaline geoloogiline isoleerimine, vesiniku tootmine, vee magestamine). Arenguperiood: uuenduslike tuumatehnoloogiate kasutuselevõtt, mitmekomponendilise tuuma- ja aatomi-vesinikuenergia moodustamine.

    Slaid 17

    * Lühiajalised ülesanded (2009-2015) Tehnilise baasi kujundamine riigi energiavarustuse probleemi lahendamiseks valdatud reaktoritehnoloogiate abil koos uuenduslike tehnoloogiate tingimusteta arendamisega: Olemasolevate reaktorite efektiivsuse tõstmine, moderniseerimine, tööea pikendamine, jõuallikate komplekteerimine. Reaktori manööverdusrežiimil töötamise põhjendamine ja süsteemide väljatöötamine tuumaelektrijaama töö hoidmiseks põhirežiimis. Järgmise põlvkonna jõuallikate, sealhulgas BN-800 tuumaelektrijaamade ehitamine koos MOX-kütuse katsetootmise loomisega. Väikestel ja keskmise suurusega tuumaelektrijaamadel põhinevate regionaalsete tuumaenergiavarustuse programmide väljatöötamine. Uraani ja plutooniumi tuumakütusetsükli sulgemise tööprogrammi kasutuselevõtt, et lahendada piiramatu kütusevarustuse ning radioaktiivsete jäätmete ja kasutatud tuumkütuse käitlemise probleem. Tuumaenergiaallikate kasutamise programmi juurutamine müügiturgude laiendamiseks (koostootmine, soojusvarustus, energia tootmine, merevee magestamine). Jõuplokkide ehitamine vastavalt üldskeemile.

    Slaid 18

    * Keskmise tähtajaga ülesanded (2015-2030) Tuumaenergeetika mastaabi laiendamine ning uuenduslike reaktori- ja kütusetsükli tehnoloogiate valdamine: Jõuplokkide ehitamine vastavalt üldskeemile. Kolmanda põlvkonna VVER-i uuendusliku disaini väljatöötamine ja juurutamine. Esimese ja teise põlvkonna jõuallikate dekomisjoneerimine ja kõrvaldamine ning nende asendamine kolmanda põlvkonna agregaatidega. Tehnoloogilise baasi moodustamine üleminekuks suuremahulisele tuumaenergiale. Radiokeemilise tootmise arendamine kütuse töötlemiseks. Kiire reaktori ja loomupärase ohutusega kütusetsükli rajatistega tuumaelektrijaama näidisploki katsekasutus. GT-MGR prototüübi agregaadi proovitöö ja sellele kütuse tootmine (rahvusvahelise projekti raames). Väikesemahuliste energiarajatiste, sealhulgas statsionaarsete ja ujuvate energia- ja magestamisjaamade ehitamine. Kõrgtemperatuuriliste reaktorite väljatöötamine veest vesiniku tootmiseks.

    Slaid 19

    * Pikaajalised eesmärgid (2030-2050) Uuenduslike tuumatehnoloogiate kasutuselevõtt, mitmekomponendilise tuuma- ja aatomi-vesinikenergia moodustamine: Laiaulatusliku tuumaenergia infrastruktuuri loomine uuel tehnoloogilisel platvormil. Toorium-uraan tsükliga termoreaktoriga tuumaelektrijaama näidisploki ehitamine ja selle proovitöö. Üleminek suuremahulisele tuumaenergiale eeldab laiaulatuslikku rahvusvahelist koostööd valitsuse tasandil. Vaja on ühiseid arendusi, mis on keskendunud nii riikliku kui ka globaalse energia vajadustele.

    Slaid 20

    Slaid 21



    Aatomiajastul on pikk eellugu. Alguse pani 1895. aasta detsembris ilmunud V. Roentgeni teos "Uut tüüpi kiirtest". Ta nimetas neid röntgenikiirteks ja hiljem hakati neid röntgenikiirteks. 1896. aastal avastas A. Becquerel, et uraanimaak eraldab nähtamatuid kiiri, millel on suur läbitungiv jõud. Seda nähtust nimetati hiljem radioaktiivsuseks. 1919. aastal sai rühm teadlasi E. Rutherfordi juhitud alfaosakestega lämmastikku pommitades hapniku isotoobi – nii viidi läbi maailma esimene kunstlik tuumareaktsioon. 1942. aastal käivitati Chicago ülikooli (USA) jalgpallistaadioni tribüünide all ajaloo esimene tuumareaktor. Tuumaenergeetika on tänapäeva inimese elus väga oluline osa, sest hetkel on see üks edumeelsemaid ja arenenumaid teadusharusid. Tuumaenergeetika areng avab inimkonnale uusi võimalusi. Kuid nagu kõigel uuel, on ka sellel oma vastased, kes väidavad, et tuumaenergial on rohkem puudusi kui eeliseid. Kõigepealt peate välja selgitama – kuidas tuumaenergia üldse tekkis?


    Euroopa oli Teise maailmasõja eelõhtul ja nii võimsate relvade potentsiaalne omamine ajendas selle kiiret loomist. Saksamaa, Inglismaa, USA ja Jaapani füüsikud töötasid aatomirelvade loomisel. Mõistes, et ilma piisava koguse uraanimaagita on töid võimatu teha, ostsid USA 1940. aasta septembris suure koguse vajalikku maaki, mis võimaldas neil täies hoos tuumarelvade loomisega tegeleda.




    Ameerika Ühendriikide valitsus otsustas luua aatomipommi niipea kui võimalik. See projekt läks ajalukku kui "Manhattani projekt". Seda juhtis Leslie Groves. 1942. aastal loodi Ameerika Ühendriikide territooriumile Ameerika tuumakeskus. Tema eestvedamisel koondati tolleaegsed parimad pead mitte ainult USA-s ja Inglismaal, vaid pea kogu Lääne-Euroopas. 16. juulil 1945 kell 5:29:45 kohaliku aja järgi valgustas New Mexicost põhja pool asuva Jemezi mägede platoo kohal ere sähvatus. Iseloomulik seenekujuline radioaktiivse tolmu pilv tõusis 30 000 jala kõrgusele. Plahvatuspaika on alles jäänud vaid rohelise radioaktiivse klaasi killud, milleks liiv on muutunud.


    Kahekümnendal sajandil arenes ühiskond kiiresti, inimesed hakkasid tarbima üha rohkem energiaressursse. Vaja oli uut energiaallikat. Suuri lootusi pandi tuumaelektrijaamade (TEJ) kasutamisele suurema osa maailma energiavajaduse rahuldamiseks. Maailma esimene eksperimentaalne tuumaelektrijaam võimsusega 5 MW käivitati NSV Liidus 27. juunil 1954 Obninskis. Enne seda kasutati aatomituuma energiat peamiselt sõjalistel eesmärkidel. Esimese tuumaelektrijaama käivitamine tähistas energeetikas uue suuna avamist, mis pälvis tunnustuse I rahvusvahelisel aatomienergia rahuotstarbelise kasutamise teadus- ja tehnikakonverentsil (august 1955, Genf). Välismaal pandi esimene tööstuslik tuumaelektrijaam võimsusega 46 MW tööle 1956. aastal Calder Hallis (Inglismaa). Aasta hiljem hakkas Shippingportis (USA) tööle 60 MW tuumajaam. 20ndate alguses 435 töötavat tuumaelektrijaama toodavad umbes 7% maailma energiast.



    Inimesed, kes ei mõista tuumaelektrijaamade ülesehitust ja tööd, usuvad, et samad tuumajaamad kujutavad endast ohtu ja kardavad uute ettevõtete ehitamist, kardavad nendesse ettevõtetesse tööle minna ja üldiselt suhtuvad sellesse nähtusse negatiivselt. Protestijad väidavad, et nad pole tuumatehnoloogia, vaid tuumaenergia kui sellise vastu, sest peavad seda ohtlikuks. Argumendina toovad nad hiljuti aset Tšernobõli tuumaelektrijaamas ja Fukushima jaamas. Õnnetus Jaapanis Fukushima tuumajaamas muutis inimeste suhtumist tuumaenergiasse kogu maailmas. Seda tendentsi näitab ilmekalt rahvusvahelise ettevõtte Ipsos 24 riigis läbi viidud uuring, kuhu on koondunud umbes 60 protsenti maailma rahvastikust. 21 osariigis 24-st pooldas enamus vastanutest tuumajaamade sulgemist. Vaid Indias, USA-s ja Poolas toetab Ipsose andmetel enamik kodanikke endiselt tuumaenergia kasutamise jätkamist.


    Tuumaenergia arendamiseks on 2 võimalust Ekspertennustuste kohaselt kasvab tuumaenergia osakaal ja moodustab olulise osa globaalses energiabilansis. Inimesed saavutavad tuumaenergeetika vallas turvalise tuleviku Tuumajaamade töötamise peatamine, uue alternatiivse elektritootmisviisi otsimine


    Plussid: Euroopa tuumajaamad väldivad igal aastal 700 miljoni tonni CO 2 emissiooni. Venemaal töötavad tuumajaamad takistavad igal aastal 210 miljoni tonni süsinikdioksiidi paiskamist atmosfääri; madalad ja stabiilsed (kütuse maksumuse suhtes) elektrihinnad; Vastupidiselt valitsevale avalikule arvamusele peavad eksperdid üle maailma tuumaelektrijaamu võrreldes teiste traditsiooniliste energiatootmismeetoditega kõige ohutumaks ja keskkonnasõbralikumaks. Lisaks on juba välja töötatud ja paigaldamisel uue põlvkonna tuumareaktorid, mille prioriteediks on täielik tööohutus. Miinused: Tuumaenergia peamised keskkonnaprobleemid seisnevad kasutatud tuumkütuse (kasutatud tuumkütuse) käitlemises. Seega on suurem osa Venemaa kasutatud tuumkütusest praegu ladustatud tuumaelektrijaamade ajutistes hoidlates; Tuumajaama likvideerimise probleem: tuumareaktorit ei saa lihtsalt peatada, sulgeda ja jätta. Paljude aastate jooksul on vaja see dekomisjoneerida, vähendades ainult osaliselt hoolduspersonali. Ükskõik kui paljudele tuumaenergeetika arengu toetajatele või vastastele see ka ei meeldiks, on veel vara lõpetada arutelu maailma tuumatööstuse tuleviku üle tervikuna. Üks on vaieldamatu: vastuvõetamatu on loota ainult oma töösse kirglikele tuumaspetsialistidele ja tuumatööstuse üle järelevalvet teostavatele ametnikele. Nende otsuste tagajärjed on liiga rasked, et kogu ühiskond saaks vastutust ainult neile kanda. Avalikkusel ja eriti kodanikuühiskonna organisatsioonidel on kaalutlemisel ja sisukate otsuste tegemisel oluline, kui mitte võtmeroll.


    Fukushima tuumaelektrijaama õnnetus -1 oli suur kiirgusõnnetus, mis toimus 11. märtsil 2011 Jaapani võimsa maavärina ja sellele järgnenud tsunami tagajärjel. Maavärina ja tsunami mõju tõttu katkesid välised toiteallikad ja varudiiselelektrijaamad, mis põhjustas kõigi tava- ja avariijahutussüsteemide töövõimetuse ning põhjustas õnnetuse esimestel päevadel reaktori südamiku sulamise 1., 2. ja 3. jõuplokkidel. .


    Miyagi, Iwate ja Fukushima prefektuurid said maavärinas tugevalt kannatada. Maavärinate tagajärjel aktiveerusid 55 tuumareaktori ohutussüsteemid normaalselt. Maavärina tagajärjel suleti Jaapanis automaatselt 11 olemasolevat jõuallikat. Pärast Oginawa jaamas toimunud 8,4-magnituudist maavärinat seiskusid kõik kolm reaktorit tavarežiimil, kuid seejärel (kaks päeva hiljem, 13. märtsil) puhkes esimese jõuploki turbiiniruumis tulekahju, mis kiiresti lokaliseeriti ja kustunud. Tulekahju tagajärjel hävis üks turbiinidest, radioaktiivsed heitmed atmosfääri ei sattunud. Just vesi tõi Fukushima-1 jaamale peamise purustuse: pärast maavärinat tuumajaama jõuplokke varustanud varudiiselgeneraatorid uputasid vett. Reaktori juhtimis- ja kaitsesüsteemide tööks vajalik elektrikatkestus tõi kaasa veelgi traagilisi sündmusi.


    Tõsi, Fukushima tuumajaama reaktori südamikust eraldunud radioaktiivse joodi ja tseesiumi esinemine registreeriti Venemaal (sh Moskvas) vahetult pärast õnnetust. Nende isotoopide olemasolu registreeritakse instrumentidega mitte ainult Primorye's või Moskvas, vaid kogu maailmas, nagu eksperdid ennustasid Jaapani õnnetuse algusest peale. Nende isotoopide kogused on aga nii tühised, et neil ei saa olla inimeste tervisele mingit mõju. Seetõttu pole moskvalastel ja pealinna külalistel vaja varuda joodi sisaldavaid ravimeid, rääkimata väljavaadetest evakueerida. Primorje hüdrometeoroloogiakeskuse juhataja Boris Kubay kinnitas, et joodi -131 kontsentratsioon on 100 korda madalam lubatud väärtustest, seega ohtu inimeste tervisele ei ole.


    Olemasolevatel andmetel on Fukushima I tuumaelektrijaama avarii käigus tekkinud radioaktiivsete emissioonide maht 7 korda väiksem kui Tšernobõli avarii ajal. Tšernobõli tuumaelektrijaama avarii ja selle tagajärgede likvideerimise ajal oli ohvrite arv palju suurem, ulatudes WHO hinnangul 4000 inimeseni. Kuid me ei tohiks unustada, et Fukushima I tuumaelektrijaama õnnetusel on Tšernobõli katastroofi olemusest põhimõtteliselt erinev iseloom. Tšernobõlis oli peamiseks ohuks inimeste tervisele radioaktiivsete elementide eraldumine vahetult õnnetuse hetkel. Seejärel vähenes tuumaelektrijaamaga piirnevate territooriumide radioaktiivne saastatus ainult ebastabiilsete elementide radioaktiivsuse loomuliku vähenemise ja nende järkjärgulise erosiooni tõttu keskkonnas. Ookeani rannikul asub Fukushima I tuumajaam, mille tõttu satub märkimisväärne osa kiirgussaastet ookeanivette. Ühelt poolt on selle põhjuseks külgnevate territooriumide oluliselt vähem intensiivne saastatus (lisaks ei toimunud erinevalt Tšernobõlist Fukushimas kui sellisest reaktori plahvatust, mis tähendab, et radioaktiivsete osakeste massilist hajumist õhu kaudu ei toimunud), kuid teisest küljest jätkub kahjustatud Fukushima reaktoritest saastunud vee lekkimine ookeani ning seda on palju keerulisem likvideerida.


    Nende hulgas, kes rõhutavad vajadust jätkata tuumaenergia arendamise ohutute ja kulutõhusate viiside otsimist, võib eristada kahte peamist suunda. Esimese pooldajad leiavad, et kõik jõupingutused peaksid olema suunatud avalikkuse umbusalduse kaotamisele tuumatehnoloogia ohutuse vastu. Selleks on vaja välja töötada uued reaktorid, mis on ohutumad kui olemasolevad kergvee reaktorid. Siin pakuvad huvi kahte tüüpi reaktorid: "tehnoloogiliselt üliturvaline" reaktor ja "modulaarne" kõrge temperatuuriga gaasjahutusega reaktor. Saksamaal, aga ka USA-s ja Jaapanis töötati välja gaasijahutusega modulaarse reaktori prototüüp. Erinevalt kergveereaktorist on gaasjahutusega moodulreaktori konstruktsioon selline, et selle tööohutus on tagatud passiivselt – ilma operaatorite või elektriliste või mehaaniliste kaitsesüsteemide otsese tegevuseta. Tehnoloogiliselt üliturvalistes reaktorites kasutatakse ka passiivset kaitsesüsteemi. Selline reaktor, mille idee Rootsis välja pakuti, ei jõudnud ilmselt projekteerimisetapist kaugemale. Kuid see on pälvinud USA-s tugevat toetust nende seas, kes näevad selle potentsiaalseid eeliseid võrreldes modulaarse gaasijahutusega reaktoriga. Kuid mõlema võimaluse tulevik on ebakindel nende ebakindlate kulude, arenguraskuste ja tuumaenergia enda ebakindla tuleviku tõttu.


    1. Toorium Tooriumi saab kasutada tuumatsüklis kütusena alternatiivina energiale ja selle protsessi tehnoloogiad on eksisteerinud algusest peale. Paljud teadlased ja teised nõuavad selle elemendi kasutamist, väites, et sellel on palju eeliseid võrreldes praeguse maailma elektrijaamades kasutatava uraani kütusetsükliga. 2. Päikeseenergia Päikeseenergia on rikkalik, ammendamatu ja võib-olla kõige kuulsam alternatiivsetest energiaallikatest. Kõige populaarsem meetod selle energia kasutamiseks on päikesepaneelide kasutamine päikeseenergia muundamiseks elektrienergiaks, mis seejärel tarnitakse lõpptarbijale. 3. Vesinik Teine alternatiivne energiaallikas on vesinik, mida saab kasutada koos kütuseelemendiga transpordi vajadusteks. Vesinik on põletamisel vähetoksiline, seda saab toota kodumaal ja see on kolm korda tõhusam kui tavaline bensiinimootor. Vesinikku saab toota erinevatest protsessidest, sealhulgas fossiilkütustest, biomassist ja elektrolüüsitud veest. Vesinikust kui kütuseallikast suurima kasu saamiseks on parim viis selle tootmiseks kasutada taastuvaid energiaallikaid.

    Esitluse kirjeldus üksikute slaidide kaupa:

    1 slaid

    Slaidi kirjeldus:

    2 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Tuumaenergia Venemaal Tuumaenergia, mis moodustab 16% elektritootmisest, on suhteliselt noor Venemaa tööstuse haru. Mis on 6 aastakümmet ajaloo mastaabis? Kuid see lühike ja sündmusterohke periood mängis elektrienergia tööstuse arengus olulist rolli.

    3 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Ajalugu Kuupäeva 20. augustit 1945 võib pidada Nõukogude Liidu "aatomiprojekti" ametlikuks alguseks. Sel päeval kirjutati alla NSVL Riikliku Kaitsekomitee otsusele. 1954. aastal käivitati Obninskis esimene tuumaelektrijaam - esimene mitte ainult meie riigis, vaid kogu maailmas. Jaam oli vaid 5 MW võimsusega, töötas 50 aastat tõrgeteta ja suleti alles 2002. aastal.

    4 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Föderaalse sihtprogrammi „Venemaa tuumaenergeetika tööstuskompleksi arendamine aastateks 2007-2010 ja tulevikuks kuni 2015. aastani“ raames on kavas ehitada Balakovo, Volgodonski ja Kalinini tuumaelektrijaamadesse kolm jõuplokki. Kokku tuleb enne 2030. aastat ehitada 40 jõuplokki. Samal ajal peaks Venemaa tuumaelektrijaamade võimsus 2012. aastast igal aastal kasvama 2 GW võrra ja 2014. aastast 3 GW võrra ning Venemaa Föderatsiooni tuumajaamade koguvõimsus peaks 2020. aastaks jõudma 40 GW-ni.

    6 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    7 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Belojarski tuumaelektrijaam, mis asub Sverdlovski oblastis Zarechnõi linnas, on riigi teine ​​tööstuslik tuumaelektrijaam (Siberi tuumajaama järel). Jaamas ehitati kolm jõuallikat: kaks termoneutronreaktoriga ja üks kiirneutronreaktoriga. Praegu on ainuke töötav jõuallikas 1980. aasta aprillis käiku pandud 3. jõuallikas BN-600 reaktoriga 600 MW elektrivõimsusega – maailma esimene kiire neutronreaktoriga tööstusliku mastaabiga jõuallikas. See on ka maailma suurim kiirneutronreaktori jõuallikas.

    8 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Slaid 9

    Slaidi kirjeldus:

    Smolenski TEJ Smolenski TEJ on suurim ettevõte Venemaa loodepiirkonnas. Tuumaelektrijaam toodab kaheksa korda rohkem elektrit kui teised piirkonna elektrijaamad kokku. Kasutusele võetud 1976. aastal

    10 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Smolenski TEJ asub Smolenski oblastis Desnogorski linna lähedal. Jaam koosneb kolmest RBMK-1000 tüüpi reaktoritega jõuplokist, mis võeti kasutusele aastatel 1982, 1985 ja 1990. Iga jõuplokk sisaldab: ühte reaktorit soojusvõimsusega 3200 MW ja kahte turbogeneraatorit elektrivõimsusega 500 MW iga.

    11 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    12 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Slaid 13

    Slaidi kirjeldus:

    Novovoroneži TEJ Novovoroneži TEJ asub Doni kaldal, 5 km kaugusel energeetikalinnast Novovoronežist ja 45 km kaugusel Voronežist lõunas. Jaam katab 85% Voroneži oblasti elektrivajadusest ja annab soojust ka poolele Novovoronežile. Kasutusele võetud 1957. aastal.

    Slaid 14

    Slaidi kirjeldus:

    Leningradi TEJ Leningradi TEJ asub 80 km Peterburist läänes. Soome lahe lõunakaldal varustab see elektriga ligikaudu poolt Leningradi oblastist. Kasutusele võetud 1967. aastal.

    15 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Ehitusjärgus TEJ 1 Balti TEJ 2 Belojarski TEJ-2 3 Leningradi TEJ-2 4 Novovoroneži TEJ-2 5 Rostovi TEJ 6 Ujuv TEJ “Akademik Lomonossov” 7 muu

    16 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Baškiiri tuumaelektrijaam Baškiiri tuumaelektrijaam on lõpetamata tuumaelektrijaam, mis asub Baškortostanis Agideli linna lähedal Belaya ja Kama jõgede ühinemiskohas. 1990. aastal peatati avalikkuse survel pärast Tšernobõli tuumaelektrijaama õnnetust Baškiiri tuumajaama ehitus. See kordas sama tüüpi lõpetamata Tatari ja Krimmi tuumaelektrijaamade saatust.

    Slaid 17

    Slaidi kirjeldus:

    Ajalugu 1991. aasta lõpu seisuga töötas Vene Föderatsioonis 28 jõuplokki kogu nimivõimsusega 20 242 MW. Alates 1991. aastast on võrku ühendatud 5 uut elektriplokki kogunimivõimsusega 5000 MW. 2012. aasta lõpus on ehitamisel veel 8 energiaplokki, arvestamata väikese võimsusega ujuva tuumaelektrijaama plokki. 2007. aastal algatasid föderaalvõimud ühtse riikliku valdusettevõtte Atomenergoprom loomise, mis ühendab ettevõtteid Rosenergoatom, TVEL, Techsnabexport ja Atomstroyexport. 100% OJSC Atomenergoprom aktsiatest anti üle samaaegselt loodud riiklikule aatomienergiakorporatsioonile Rosatom.

    18 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Elektri tootmine 2012. aastal tootsid Venemaa tuumaelektrijaamad 177,3 miljardit kWh, mis moodustas 17,1% Venemaa ühtse energiasüsteemi kogutoodangust. Tarnitud elektrienergia maht oli 165,727 miljardit kWh. Tuumatootmise osakaal Venemaa üldises energiabilansis on umbes 18%. Tuumaenergial on suur tähtsus Venemaa Euroopa osas ja eriti loodeosas, kus tuumaelektrijaamade toodang ulatub 42%-ni. Pärast Volgodonski tuumaelektrijaama teise energiaploki käivitamist 2010. aastal teatas Venemaa peaminister V. V. Putin plaanist suurendada tuumaenergia tootmist Venemaa üldises energiabilansis 16%-lt 20-30%-le Venemaa näeb perioodiks 2030 ette tuumaelektrijaamades elektritootmise suurendamise 4 korda.

    Slaid 19

    Slaidi kirjeldus:

    Tuumaenergia maailmas Tänapäeva kiiresti arenevas maailmas on energiatarbimise küsimus väga terav. Selliste ressursside nagu nafta, gaas, kivisüsi taastumatus paneb mõtlema alternatiivsetele elektrienergia allikatele, millest tänapäeval kõige realistlikum on tuumaenergia. Selle osakaal globaalses elektritootmises on 16%. Üle poole sellest 16%st langeb USA-le (103 jõuallikat), Prantsusmaale ja Jaapanile (vastavalt 59 ja 54 jõuallikat). Kokku töötas maailmas (2006. aasta lõpu seisuga) 439 tuumaelektrijaama, veel 29 on eri ehitusjärgus.

    20 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Tuumaenergia maailmas 2030. aasta lõpuks antakse maailmas TsNIIATOMINFORMi hinnangul kasutusele umbes 570 GW tuumaelektrijaamu (2007. aasta esimestel kuudel oli see näitaja umbes 367 GW). Praegu on uute plokkide ehitamisel liider Hiina, kes ehitab 6 jõuplokki. India järgneb 5 uue plokiga. Venemaa lõpetab esikolmiku 3 blokiga. Ka teised riigid on väljendanud oma kavatsust ehitada uusi jõuplokke, sealhulgas endise NSV Liidu ja sotsialistliku bloki omad: Ukraina, Poola, Valgevene. See on mõistetav, sest üks tuumaelektriplokk säästab aastas sellise koguse gaasi, mille maksumus võrdub 350 miljoni USA dollariga.

    21 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Slaid 22

    Slaidi kirjeldus:

    Slaid 23

    Slaidi kirjeldus:

    24 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Tšernobõli õppetunnid Mis juhtus Tšernobõli tuumaelektrijaamas 20 aastat tagasi? Tuumajaama töötajate tegevuse tõttu läks 4. elektriploki reaktor kontrolli alt välja. Selle jõud kasvas järsult. Grafiitmüüritis muutus valgeks ja deformeerus. Juhtimis- ja kaitsesüsteemi vardad ei suutnud reaktorisse siseneda ja temperatuuri tõusu peatada. Jahutuskanalid vajusid kokku ja vesi voolas neist kuumale grafiidile. Rõhk reaktoris tõusis ja tõi kaasa reaktori ja energiaploki hoone hävimise. Kokkupuutel õhuga süttis sadu tonne kuuma grafiiti. Kütust ja radioaktiivseid jäätmeid sisaldavad vardad sulasid ning radioaktiivsed ained paiskusid atmosfääri.

    25 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Tšernobõli õppetunnid. Reaktori enda kustutamine polnud sugugi lihtne. Tavaliste vahenditega seda teha ei saanud. Suure kiirguse ja kohutava hävingu tõttu oli võimatu reaktorile isegi lähedale pääseda. Põles mitmetonnine grafiidivirn. Tuumakütus jätkas soojuse tootmist ja jahutussüsteem hävis plahvatuses täielikult. Kütuse temperatuur pärast plahvatust ulatus 1500 kraadini või rohkemgi. Materjalid, millest reaktor valmistati, paagutati sellel temperatuuril betooni ja tuumakütusega, moodustades seni tundmatuid mineraale. Tuli peatada tuumareaktsioon, alandada prahi temperatuuri ja peatada radioaktiivsete ainete sattumine keskkonda. Selleks pommitati reaktori šahti helikopterite soojust eemaldavate ja filtreerivate materjalidega. Nad hakkasid seda tegema teisel päeval pärast plahvatust, 27. aprillil. Vaid 10 päeva hiljem, 6. mail, õnnestus radioaktiivseid emissioone oluliselt vähendada, kuid mitte täielikult peatada

    26 slaidi

    Slaidi kirjeldus:

    Tšernobõli õppetunnid Selle aja jooksul kandsid reaktorist vabanenud radioaktiivsed ained tuulega Tšernobõlist sadade ja tuhandete kilomeetrite kaugusele. Seal, kus radioaktiivsed ained langesid maapinnale, tekkisid radioaktiivse saaste tsoonid. Inimesed said suuri kiirgusdoose, haigestusid ja surid. Esimesena surid ägedasse kiiritushaigusesse kangelaslikud tuletõrjujad. Kopteripiloodid said kannatada ja hukkusid. Ümberkaudsete külade ja isegi kaugemate piirkondade elanikud, kuhu tuul kiirgust tõi, olid sunnitud kodudest lahkuma ja põgenikeks. Suured alad muutusid elamiseks ja põlluharimiseks kõlbmatuks. Mets, jõgi, põld, kõik muutus radioaktiivseks, kõik oli täis nähtamatut ohtu