Fysik presentation om kärnenergi. Presentation Kärnenergi: för- och nackdelar. Varför behöver vi ett kärnkraftverk

Bild 10

En kontrollerad kärnreaktion sker i kärnan av en kärnreaktor och frigör en stor mängd energi.

Den första kärnreaktorn byggdes 1942 i USA under ledning av E. Fermi. I vårt land byggdes den första reaktorn 1946 under ledning av I.V. Kurchatov

Bild 11

Läxa

§66. Klyvning av urankärnor. §67. Kedjereaktion. §68. Kärnreaktor. Svara på frågorna. Rita ett diagram över reaktorn. Vilka ämnen och hur används de i en kärnreaktor? (skriven)

Bild 12

Termonukleära reaktioner.

Fusionsreaktioner av lätta kärnor kallas termonukleära reaktioner, eftersom de bara kan inträffa vid mycket höga temperaturer.

Bild 13

Det andra sättet att frigöra kärnenergi är förknippat med fusionsreaktioner. När lätta kärnor smälter samman och bildar en ny kärna måste en stor mängd energi frigöras. Av särskild stor praktisk betydelse är att vid en termonukleär reaktion frigörs mycket mer energi per nukleon än vid en kärnreaktion, till exempel vid fusion av en heliumkärna från vätekärnor frigörs en energi lika med 6 MeV, och under klyvningen av en urankärna, en nukleon står för "0,9 MeV.

Bild 14

Förutsättningar för en termonukleär reaktion

För att två kärnor ska ingå i en fusionsreaktion måste de närma sig varandra till ett avstånd av kärnkrafter i storleksordningen 2·10–15 m, för att övervinna den elektriska repulsionen av deras positiva laddningar. För detta måste den genomsnittliga kinetiska energin för den termiska rörelsen hos molekyler överstiga den potentiella energin för Coulomb-interaktionen. Beräkning av temperaturen T som krävs för detta leder till ett värde i storleksordningen 108–109 K. Detta är en extremt hög temperatur. Vid denna temperatur är ämnet i ett helt joniserat tillstånd som kallas plasma.

Bild 15

Kontrollerad termonukleär reaktion

Energetiskt gynnsam reaktion. Det kan dock bara inträffa vid mycket höga temperaturer (i storleksordningen flera hundra miljoner grader). Vid en hög densitet av materia kan en sådan temperatur uppnås genom att skapa kraftfulla elektroniska urladdningar i plasman. I det här fallet uppstår ett problem - det är svårt att innehålla plasman. Självuppehållande termonukleära reaktioner förekommer i stjärnor

Bild 16

Energikris

har blivit ett verkligt hot mot mänskligheten. I detta avseende har forskare föreslagit att extrahera den tunga väteisotopen - deuterium - från havsvatten och utsätta den för en kärnsmältningsreaktion vid temperaturer på cirka 100 miljoner grader Celsius. Vid en kärnsmälta kommer deuterium som erhålls från ett kilo havsvatten att kunna producera samma mängd energi som frigörs vid förbränning av 300 liter bensin ___ TOKAMAK (toroidal magnetkammare med ström)

Bild 17

Den mest kraftfulla moderna TOKAMAK, som endast tjänar för forskningsändamål, ligger i staden Abingdon nära Oxford. 10 meter hög producerar den plasma och håller henne vid liv i bara cirka 1 sekund.

Bild 18

TOKAMAK (TORoidal CAMERA med MAGNETISKA SPOLAR)

Detta är en elektrofysisk anordning vars huvudsakliga syfte är bildandet av plasma. Plasman hålls inte av kammarens väggar, som inte kan motstå dess temperatur, utan av ett speciellt skapat magnetfält, som är möjligt vid temperaturer på cirka 100 miljoner grader, och dess bevarande under ganska lång tid i en given volym. Möjligheten att producera plasma vid ultrahöga temperaturer gör det möjligt att utföra en termonukleär reaktion av fusion av heliumkärnor från råmaterial, väteisotoper (deuterium och tritium

Lektion i 9:e klass fysiklärare "MKOU Muzhichanskaya Secondary School"
Volosentsev Nikolay Vasilievich

Upprepning av kunskap om energin som finns i kärnorna av atomer, Upprepning av kunskap om energin som finns i kärnorna av atomer;
Det viktigaste energiproblemet;
Etapper av det inhemska kärnkraftsprojektet;
Nyckelfrågor för framtida livskraft;
Fördelar och nackdelar med kärnkraftverk;
Toppmöte om kärnsäkerhet.

Vilka två typer av krafter verkar i en atoms kärna? -Vilka två typer av krafter verkar i en atoms kärna?
-Vad händer med en urankärna som har absorberat en extra elektron?
-Hur förändras omgivningstemperaturen när ett stort antal urankärnor klyvs?
-Berätta om mekanismen för kedjereaktionen.
-Vad är den kritiska massan av uran?
- Vilka faktorer avgör möjligheten till en kedjereaktion?
-Vad är en kärnreaktor?
-Vad finns i reaktorhärden?
-Vad behövs styrstavar till? Hur används de?
-Vilken andra funktion (förutom att moderera neutroner) har vatten i reaktorns primärkrets?
-Vilka processer sker i den andra kretsen?
-Vilka energiomvandlingar sker vid generering av elektrisk ström vid kärnkraftverk?

Sedan urminnes tider har ved, torv, träkol, vatten och vind använts som de viktigaste energikällorna. Sedan urminnes tider har sådana typer av bränsle som kol, olja och skiffer varit kända. Nästan allt utvunnet bränsle förbränns. Mycket bränsle förbrukas vid termiska kraftverk, i olika värmemotorer, för tekniska behov (till exempel vid metallsmältning, för uppvärmning av arbetsstycken i smedjor och rullande verkstäder) och för uppvärmning av bostäder och industriföretag. När bränsle förbränns bildas förbränningsprodukter som vanligtvis släpps ut i atmosfären genom skorstenar. Varje år kommer hundratals miljoner ton av olika skadliga ämnen i luften. Naturvård har blivit en av mänsklighetens viktigaste uppgifter. Naturliga bränslen fylls på extremt långsamt. De befintliga reservaten bildades för tiotals och hundratals miljoner år sedan. Samtidigt ökar bränsleproduktionen kontinuerligt. Det är därför det viktigaste energiproblemet är problemet med att hitta nya reserver av energiresurser, i synnerhet kärnenergi. Sedan urminnes tider har ved, torv, träkol, vatten och vind använts som de viktigaste energikällorna. Sedan urminnes tider har sådana typer av bränsle som kol, olja och skiffer varit kända. Nästan allt utvunnet bränsle förbränns. Mycket bränsle förbrukas vid termiska kraftverk, i olika värmemotorer, för tekniska behov (till exempel vid metallsmältning, för uppvärmning av arbetsstycken i smedjor och rullande verkstäder) och för uppvärmning av bostäder och industriföretag. När bränsle förbränns bildas förbränningsprodukter som vanligtvis släpps ut i atmosfären genom skorstenar. Varje år kommer hundratals miljoner ton av olika skadliga ämnen i luften. Naturvård har blivit en av mänsklighetens viktigaste uppgifter. Naturliga bränslen fylls på extremt långsamt. De befintliga reservaten bildades för tiotals och hundratals miljoner år sedan. Samtidigt ökar bränsleproduktionen kontinuerligt. Det är därför det viktigaste energiproblemet är problemet med att hitta nya reserver av energiresurser, i synnerhet kärnenergi.

Datumet för den storskaliga starten av Sovjetunionens atomprojekt anses vara den 20 augusti 1945. Datumet för den storskaliga starten av USSR:s atomprojekt anses vara den 20 augusti 1945.
Arbetet med utvecklingen av atomenergi i Sovjetunionen började dock mycket tidigare. På 1920-1930-talet skapades vetenskapliga centra och skolor: Institutet för fysik och teknik i Leningrad under ledning av Ioffe, Kharkov Physics and Technology Institute, där Leipunsky Radium Institute under ledning av Khlopin arbetar, Fysikinstitutet uppkallat efter. P.N. Lebedev, Institutet för kemisk fysik och andra. Samtidigt ligger tyngdpunkten i vetenskapens utveckling på grundforskning.
1938 inrättade USSR Academy of Sciences kommissionen för atomkärnan och 1940 kommissionen för uranproblem.
JAG SKULLE. Zeldovich och Yu.B. Khariton genomförde 1939-40 en serie grundläggande beräkningar på den grenade kedjereaktionen av uranklyvning i en reaktor som ett kontrollerat kontrollerat system.
Men kriget avbröt detta arbete. Tusentals vetenskapsmän kallades in i armén, många kända vetenskapsmän som hade reservationer gick till fronten som frivilliga. Institut och forskningscentra stängdes, evakuerades, deras arbete avbröts och nästan förlamades.

Den 28 september 1942 godkände Stalin statens försvarsorder nr 2352ss "Om organisationen av arbetet med uran." Underrättelseverksamhet spelade en betydande roll, vilket gjorde det möjligt för våra forskare att hålla sig à jour med vetenskapliga och tekniska framsteg inom kärnvapenutveckling nästan från dag ett. Men de utvecklingar som låg till grund för våra atomvapen skapades senare helt och hållet av våra vetenskapsmän. Baserat på order från State Defense Committee daterad 11 februari 1943 beslutade ledningen för USSR Academy of Sciences att skapa ett speciellt laboratorium för USSR Academy of Sciences i Moskva för att utföra arbete på uran. Ledaren för allt arbete på det atomära ämnet var Kurchatov, som samlade sina fysik- och teknikstudenter i St. Petersburg för arbetet: Zeldovich, Khariton, Kikoin och Flerov. Under Kurchatovs ledning organiserades hemliga laboratorium nr 2 (det framtida Kurchatov-institutet) i Moskva. Den 28 september 1942 godkände Stalin GKO-dekret nr 2352ss "Om organisationen av arbetet med uran." Underrättelseverksamhet spelade en betydande roll, vilket gjorde det möjligt för våra forskare att hålla sig à jour med vetenskapliga och tekniska framsteg inom kärnvapenutveckling nästan från dag ett. Men de utvecklingar som låg till grund för våra atomvapen skapades senare helt och hållet av våra vetenskapsmän. Baserat på order från State Defense Committee daterad 11 februari 1943 beslutade ledningen för USSR Academy of Sciences att skapa ett speciellt laboratorium för USSR Academy of Sciences i Moskva för att utföra arbete på uran. Ledaren för allt arbete på det atomära ämnet var Kurchatov, som samlade sina fysik- och teknikstudenter i St. Petersburg för arbetet: Zeldovich, Khariton, Kikoin och Flerov. Under Kurchatovs ledning organiserades hemliga laboratorium nr 2 (det framtida Kurchatov-institutet) i Moskva.

Igor Vasilievich Kurchatov

1946 byggdes den första urangrafit kärnreaktorn F-1 i laboratorium nr 2, vars fysiska uppskjutning ägde rum klockan 18:00 den 25 december 1946. Vid denna tidpunkt genomfördes en kontrollerad kärnreaktion med en massa uran på 45 ton, grafit - 400 ton och närvaron i reaktorhärden av en kadmiumstav insatt på 2,6 m. 1946 byggdes den första urangrafitkärnreaktorn F-1 i laboratorium nr 2, den fysisk uppskjutning av vilken ägde rum kl 18:00 den 25 december 1946. Vid denna tidpunkt genomfördes en kontrollerad kärnreaktion med en massa av 45 ton uran, 400 ton grafit och närvaron av en kadmiumstav i reaktorhärden , insatt på 2,6 m.
I juni 1948 sjösattes den första industriella kärnreaktorn och den 19 juni avslutades en lång period av att förbereda reaktorn för drift med dess designkapacitet, som var 100 MW. Detta datum är förknippat med början av produktionsverksamheten för anläggning nr 817 i Chelyabinsk-40 (nu Ozersk, Chelyabinsk-regionen).
Arbetet med att skapa en atombomb varade i 2 år och 8 månader. Den 11 augusti 1949 genomfördes kontrollmontering av en kärnladdning från plutonium vid KB-11. Laddningen fick namnet RDS-1. Det framgångsrika testet av RDS-1-laddningen ägde rum klockan 7 på morgonen den 29 augusti 1949 på testplatsen i Semipalatinsk

Intensiveringen av arbetet med militärt och fredligt utnyttjande av kärnenergi skedde under perioden 1950–1964. Arbetet i detta skede är relaterat till förbättringen av kärn- och termonukleära vapen, att utrusta de väpnade styrkorna med dessa typer av vapen, upprättandet och utvecklingen av kärnkraft och början av forskning inom området för fredlig användning av energierna från fusionsreaktioner av lätta element. Erhölls under perioden 1949 – 1951. Den vetenskapliga grunden fungerade som grund för ytterligare förbättring av kärnvapen avsedda för taktisk flygning och de första inhemska ballistiska missilerna. Under denna period intensifierades arbetet med att skapa det första vätet (termonukleär bomb). En av varianterna av den termonukleära bomben RDS-6 utvecklades av A.D. Sakharov (1921-1989) och testades framgångsrikt den 12 augusti 1953. Intensiveringen av arbetet med militär och fredlig användning av kärnenergi skedde under perioden 1950 - 1964 . Arbetet i detta skede är relaterat till förbättringen av kärn- och termonukleära vapen, att utrusta de väpnade styrkorna med dessa typer av vapen, upprättandet och utvecklingen av kärnkraft och början av forskning inom området för fredlig användning av energierna från fusionsreaktioner av lätta element. Erhölls under perioden 1949 – 1951. Den vetenskapliga grunden fungerade som grunden för ytterligare förbättringar av kärnvapen avsedda för taktisk flygning och de första inhemska ballistiska missilerna. Under denna period intensifierades arbetet med att skapa det första vätet (termonukleär bomb). En av varianterna av den termonukleära bomben RDS-6 utvecklades av A.D. Sakharov (1921-1989) och testades framgångsrikt den 12 augusti 1953

1956 provades en laddning för en artillerigranat.. 1956 provades en laddning för en artillerigranat.
1957 sjösattes den första atomubåten och den första atomisbrytaren.
1960 togs den första interkontinentala ballistiska missilen i bruk.
1961 testades världens kraftigaste luftbomb med en TNT-motsvarighet på 50 Mt.

Bild nr 10

Den 16 maj 1949 fastställde ett regeringsdekret starten för arbetet med skapandet av det första kärnkraftverket. I.V. Kurchatov utsågs till vetenskaplig handledare för arbetet med skapandet av det första kärnkraftverket, och N.A. Dollezhal utsågs till chefsdesigner för reaktorn. Den 27 juni 1954 lanserades världens första kärnkraftverk med en kapacitet på 5 MW i Obninsk, Ryssland. 1955 lanserades en ny, kraftfullare industrireaktor I-1 vid Siberian Chemical Plant med en initial kapacitet på 300 MW, som ökades 5 gånger över tiden. Den 16 maj 1949 fastställde ett regeringsdekret starten av arbetet om skapandet av det första kärnkraftverket. I.V. Kurchatov utsågs till vetenskaplig handledare för arbetet med skapandet av det första kärnkraftverket, och N.A. Dollezhal utsågs till chefsdesigner för reaktorn. Den 27 juni 1954 lanserades världens första kärnkraftverk med en kapacitet på 5 MW i Obninsk, Ryssland. 1955 lanserades en ny, kraftfullare industriell reaktor I-1 vid Siberian Chemical Combine med en initial kapacitet på 300 MW, som ökades 5 gånger över tiden.
1958 lanserades en dubbelkrets urangrafitreaktor med en sluten kylcykel EI-2, som utvecklades vid Research and Design Institute of Power Engineering uppkallat efter. N.A. Dollezhal (NIKIET).

Världens första kärnkraftverk

Bild nr 11

1964 producerade kärnkraftverken Belojarsk och Novovoronezh industriell ström. Den industriella utvecklingen av vatten-grafitreaktorer inom elkraftindustrin följde designlinjen för RBMK - högeffektkanalreaktorer. Kärnkraftsreaktorn RBMK-1000 är en heterogen kanalreaktor som använder termiska neutroner, som använder urandioxid lätt anrikad på U-235 (2%) som bränsle, grafit som moderator och kokande lätt vatten som kylvätska. Utvecklingen av RBMK-1000 leddes av N.A. Dollezhal. Dessa reaktorer var en av grunderna för kärnenergi. Den andra versionen av reaktorerna var den vattenkylda kraftreaktorn VVER, vars arbete går tillbaka till 1954. Idén för utformningen av denna reaktor föreslogs vid Kurchatov Institute RRC. VVER är en termisk neutronkraftreaktor. Den första kraftenheten med VVER-210-reaktorn togs i drift vid Novovoronezh NPP i slutet av 1964. 1964 producerade kärnkraftverken Beloyarsk och Novovoronezh industriell ström. Den industriella utvecklingen av vatten-grafitreaktorer inom elkraftindustrin följde designlinjen för RBMK - högeffektkanalreaktorer. Kärnkraftsreaktorn RBMK-1000 är en heterogen kanalreaktor som använder termiska neutroner, som använder urandioxid lätt anrikad på U-235 (2%) som bränsle, grafit som moderator och kokande lätt vatten som kylvätska. Utvecklingen av RBMK-1000 leddes av N.A. Dollezhal. Dessa reaktorer var en av grunderna för kärnenergi. Den andra versionen av reaktorerna var den vattenkylda kraftreaktorn VVER, vars arbete går tillbaka till 1954. Idén för utformningen av denna reaktor föreslogs vid Kurchatov Institute RRC. VVER är en termisk neutronkraftreaktor. Den första kraftenheten med VVER-210-reaktorn togs i drift i slutet av 1964 vid Novovronezh NPP.

Belojarsk kärnkraftverk

Bild nr 12

Novovoronezh kärnkraftverk - det första kärnkraftverket i Ryssland med VVER-reaktorer - ligger i Voronezh-regionen, 40 km söderut
Voronezh, vid stranden
Don River.
Från 1964 till 1980 byggdes fem kraftaggregat med VVER-reaktorer vid stationen, som var och en var den huvudsakliga, d.v.s. prototyp av seriella kraftreaktorer.

Bild nr 13

Stationen byggdes i fyra steg: det första steget - kraftenhet nr 1 (VVER-210 - 1964), det andra steget - kraftenhet nr 2 (VVER-365 - 1969), det tredje steget - kraftenheter Nr 3 och 4 (VVER-440, 1971 och 1972), det fjärde steget - kraftenhet nr 5 (VVER-1000, 1980).
1984, efter 20 års drift, togs kraftenhet nr 1 ur drift, och 1990 kraftenhet nr 2. Tre kraftenheter är kvar i drift - med en total elektrisk kapacitet på 1834 MW. VVER-1000

Bild nr 14

Novovoronezh NPP uppfyller helt Voronezh-regionens behov av elektrisk energi och upp till 90% - värmebehovet i staden Novovoronezh.
För första gången i Europa utfördes en unik uppsättning arbeten vid kraftenheter nr 3 och 4 för att förlänga deras livslängd med 15 år och motsvarande licenser från Rostechnadzor erhölls. Arbete har utförts för att modernisera och förlänga livslängden för kraftenhet nr 5.
Sedan driftsättningen av den första kraftenheten (september 1964) har kärnkraftverket Novovoronezh genererat mer än 439 miljarder kWh el.

Bild nr 15

Från och med 1985 fanns det 15 kärnkraftverk i Sovjetunionen: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk, Smolensk, Kalinin, Balakovsk (RSFSR), Armenien, Tjernobyl, Rivne, Sydukrainska, Zaporozhye, Ignalinsk (övriga republiker). ) USSR). Det fanns 40 kraftenheter av typerna RBMK, VVER, EGP och en kraftenhet med en snabb neutronreaktor BN-600 med en total kapacitet på cirka 27 miljoner kW i drift. 1985 producerade landets kärnkraftverk mer än 170 miljarder kWh, vilket stod för 11 % av all elproduktion. Från och med 1985 fanns det 15 kärnkraftverk i Sovjetunionen: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk , Smolensk, Kalinin, Balakovo (RSFSR), Armenien, Tjernobyl, Rivne, Sydukrainska, Zaporozhye, Ignalinsk (andra republiker i Sovjetunionen). Det fanns 40 kraftenheter av typerna RBMK, VVER, EGP och en kraftenhet med en snabb neutronreaktor BN-600 med en total kapacitet på cirka 27 miljoner kW i drift. 1985 producerade landets kärnkraftverk mer än 170 miljarder kWh, vilket stod för 11 % av all elproduktion.

Bild nr 16

Denna olycka förändrade radikalt utvecklingen av kärnenergi och ledde till en minskning av takten för driftsättning av ny kapacitet i de flesta utvecklade länder, inklusive Ryssland. Denna olycka förändrade radikalt utvecklingen av kärnenergi och ledde till en minskning av takt i driftsättning av ny kapacitet i de flesta utvecklade länder, inklusive i Ryssland.
Den 25 april, klockan 01:23:49, inträffade två kraftiga explosioner med fullständig förstörelse av reaktoranläggningen. Olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl blev den största tekniska kärnkraftsolyckan i historien.
Mer än 200 000 kvadratmeter förorenades. km, cirka 70% - på Vitrysslands, Rysslands och Ukrainas territorium, resten på territoriet för de baltiska staterna, Polen och de skandinaviska länderna. Som ett resultat av olyckan togs cirka 5 miljoner hektar mark ur jordbruksbruk, en 30 kilometer lång uteslutningszon skapades runt kärnkraftverket, hundratals små bosättningar förstördes och begravdes (begravdes med tung utrustning).

Bild nr 17

År 1998 började situationen i branschen som helhet, liksom i dess energi- och kärnvapendelar, stabiliseras. Befolkningens förtroende för kärnenergi började återställas. Redan 1999 genererade kärnkraftverk i Ryssland samma antal kilowattimmar el som genererades 1990 av kärnkraftverk belägna på det tidigare RSFSR:s territorium. År 1998 var situationen i branschen som helhet, som såväl som i dess energi- och kärnvapendelar började stabiliseras. Befolkningens förtroende för kärnenergi började återställas. Redan 1999 genererade ryska kärnkraftverk samma mängd kilowattimmar el som genererades 1990 av kärnkraftverk belägna på det tidigare RSFSR:s territorium.
I kärnvapenkomplexet, från och med 1998, implementerades det federala målprogrammet "Utveckling av kärnvapenkomplexet för perioden 2003", och sedan 2006 det andra målprogrammet "Utveckling av kärnvapenkomplexet för perioden 2006-2009 och för framtiden 2010-2015.”

Bild nr 18

När det gäller fredlig användning av kärnenergi antogs i februari 2010 det federala målprogrammet "New Generation Nuclear Energy Technologies for the Period 2010-2015". och för framtiden fram till 2020." Huvudmålet med programmet är att utveckla en ny generation av kärnenergitekniker för kärnkraftverk som möter landets energibehov och ökar effektiviteten i användningen av naturligt uran och använt kärnbränsle, samt studiet av nya sätt att använda energin i atomkärnan Angående fredlig användning av kärnenergi i februari 2010. Det federala målprogrammet "New Generation Nuclear Energy Technologies for the period 2010-2015" antogs. och för framtiden fram till 2020." Huvudmålet med programmet är att utveckla en ny generation av kärnenergitekniker för kärnkraftverk som möter landets energibehov och ökar effektiviteten i att använda naturligt uran och använt kärnbränsle, samt att studera nya sätt att använda atomkärnans energi.

Bild nr 19

En viktig riktning i utvecklingen av liten kärnkraft är flytande kärnkraftverk. Projektet med ett lågeffekts kärnkraftverk (ATEP) baserat på en flytande kraftenhet (FPU) med två KLT-40S-reaktorenheter började utvecklas 1994. En flytande APEC har ett antal fördelar: förmågan att fungera under permafrostförhållanden i territoriet bortom polcirkeln. FPU:n är designad för alla olyckor; utformningen av det flytande kärnkraftverket uppfyller alla moderna säkerhetskrav och löser också helt problemet med kärnsäkerhet för seismiskt aktiva områden. I juni 2010 lanserades världens första flytande kraftaggregat, Akademik Lomonosov, som efter ytterligare tester skickades till sin hemmabas i Kamchatka.Ett viktigt område i utvecklingen av små kärnkraft är flytande kärnkraftverk. Projektet med ett lågeffekts kärnkraftverk (ATEP) baserat på en flytande kraftenhet (FPU) med två KLT-40S-reaktorenheter började utvecklas 1994. En flytande APEC har ett antal fördelar: förmågan att fungera under permafrostförhållanden i territoriet bortom polcirkeln. FPU:n är designad för alla olyckor; utformningen av det flytande kärnkraftverket uppfyller alla moderna säkerhetskrav och löser också helt problemet med kärnsäkerhet för seismiskt aktiva områden. I juni 2010 lanserades världens första flytande kraftenhet, Akademik Lomonosov, som efter ytterligare tester skickades till sin hemmabas i Kamchatka.

Bild nr 20

säkerställa strategisk kärnkraftsparitet, uppfylla statliga försvarsorder, upprätthålla och utveckla kärnvapenkomplexet;
bedriva vetenskaplig forskning inom området kärnfysik, kärn- och termonukleär energi, specialmaterialvetenskap och avancerad teknologi;
utveckling av kärnenergi, inklusive tillhandahållande av råmaterial, bränslecykel, kärnkraftsmaskiner och instrumentteknik, konstruktion av inhemska och utländska kärnkraftverk.

Bild 1

Bild 2

Bild 3

Bild 4

Bild 5

Bild 6

Bild 7

Bild 8

Bild 9

Bild 10

Bild 11

Bild 12

Bild 13

Bild 14

Bild 15

Bild 16

Bild 17

Bild 18

Bild 19

Bild 20

Bild 21

Atomåldern har en lång förhistoria. Början lades av V. Roentgens verk, publicerat i december 1895, "Om en ny sorts strålar." Han kallade dem röntgen och senare kallades de för röntgen. År 1896 upptäckte A. Becquerel att uranmalm avger osynliga strålar som har stor penetrerande kraft. Detta fenomen kallades senare för radioaktivitet. 1919 fick en grupp forskare under ledning av E. Rutherford, som bombarderade kväve med alfapartiklar, en syreisotop - så här genomfördes världens första konstgjorda kärnreaktion. 1942 lanserades den första kärnreaktorn i historien under läktarna på fotbollsstadion vid University of Chicago (USA). Kärnenergi är en mycket viktig del av livet för en modern människa, eftersom det för närvarande är en av de mest progressiva och utvecklande grenarna av vetenskapen. Utvecklingen av kärnenergi öppnar nya möjligheter för mänskligheten. Men som allt nytt har det också sina motståndare, som hävdar att kärnenergi har fler nackdelar än fördelar. Först måste du ta reda på - hur uppstod kärnenergi från början?

Europa befann sig på tröskeln till andra världskriget, och den potentiella innehavet av sådana kraftfulla vapen drev på för att det snabbt skulle skapas. Fysiker från Tyskland, England, USA och Japan arbetade med att skapa atomvapen. Insåg att utan en tillräcklig mängd uranmalm var det omöjligt att utföra arbete, köpte USA en stor mängd av den erforderliga malmen i september 1940, vilket gjorde det möjligt för dem att utföra arbete med att skapa kärnvapen i full gång.

USA:s regering beslutade att skapa en atombomb så snart som möjligt. Detta projekt gick till historien som "Manhattan-projektet". Det leddes av Leslie Groves. Ett amerikanskt kärnkraftscentrum skapades på USA:s territorium 1942. Under hans ledning samlades dåtidens bästa hjärnor inte bara i USA och England, utan i nästan hela Västeuropa. Den 16 juli 1945, klockan 5:29:45 lokal tid, lyste en ljus blixt upp himlen över platån i Jemezbergen norr om New Mexico. Ett distinkt svampformat moln av radioaktivt damm steg 30 000 fot. Allt som återstår på explosionsplatsen är fragment av grönt radioaktivt glas, som sanden har förvandlats till.

Under 1900-talet utvecklades samhället snabbt, människor började konsumera allt större mängder energiresurser. En ny energikälla behövdes. Stora förhoppningar sattes till användningen av kärnkraftverk (NPP) för att försörja huvuddelen av världens energibehov. Världens första experimentella kärnkraftverk med en kapacitet på 5 MW lanserades i Sovjetunionen den 27 juni 1954 i Obninsk. Innan detta användes atomkärnans energi främst för militära ändamål. Lanseringen av det första kärnkraftverket markerade öppnandet av en ny energiriktning, som fick erkännande vid den första internationella vetenskapliga och tekniska konferensen om fredlig användning av atomenergi (augusti 1955, Genève). Utomlands togs det första industriella kärnkraftverket med en kapacitet på 46 MW i drift 1956 i Calder Hall (England). Ett år senare togs ett 60 MW kärnkraftverk i Shippingport (USA) i drift. I början av 1990-talet. De 435 kärnkraftverken i drift producerade cirka 7 % av världens energi.

Människor som inte förstår strukturen och driften av kärnkraftverk tror att samma kärnkraftverk utgör fara och är rädda för att bygga nya företag, rädda för att gå till jobbet för dessa företag och har generellt en negativ inställning till detta fenomen. Demonstranterna hävdar att de inte är emot kärnteknik, utan mot kärnenergi som sådan, eftersom de anser att det är farligt. Som argument citerar de händelserna som nyligen inträffade vid kärnkraftverket i Tjernobyl och vid Fukushima-verket. Olyckan vid det japanska kärnkraftverket Fukushima förändrade människors attityder till kärnenergi runt om i världen. Denna trend visar tydligt en undersökning gjord av det internationella företaget Ipsos i 24 länder, där cirka 60 procent av världens befolkning är koncentrerad. I 21 av 24 delstater var majoriteten av de tillfrågade för att stänga kärnkraftverk. Bara i Indien, USA och Polen, enligt Ipsos, stödjer majoriteten av medborgarna fortfarande fortsatt användning av kärnenergi.

Det finns två sätt att utveckla kärnenergi: Enligt expertprognoser kommer kärnenergins andel att växa och utgöra en betydande del av den globala energibalansen. Människor kommer att uppnå en säker framtid inom kärnkraftsområdet Att stoppa verksamheten med att driva kärnkraftverk, söka efter ett nytt alternativt sätt att generera el

Fördelar: Kärnkraftverk i Europa undviker varje år utsläpp av 700 miljoner ton CO 2. Drift av kärnkraftverk i Ryssland förhindrar årligen utsläpp av 210 miljoner ton koldioxid till atmosfären; låga och stabila (i förhållande till bränslekostnaden) priser på el; I motsats till den rådande opinionen, erkänner experter runt om i världen kärnkraftverk som de säkraste och mest miljövänliga jämfört med andra traditionella metoder för energiproduktion. Dessutom har en ny generation kärnreaktorer redan utvecklats och håller på att installeras, vars prioritet är fullständig driftsäkerhet. Nackdelar: Kärnenergins huvudsakliga miljöproblem ligger i hanteringen av använt kärnbränsle (använt kärnbränsle). Således lagras det mesta av det ryska använda kärnbränslet för närvarande i tillfälliga lagringsanläggningar vid kärnkraftverk; Problemet med att eliminera ett kärnkraftverk: en kärnreaktor kan inte bara stoppas, stängas och lämnas. Under många år kommer det att vara nödvändigt att avveckla den, vilket endast delvis minskar underhållspersonalen. Oavsett hur många anhängare eller motståndare till utvecklingen av kärnenergi skulle vilja det, är det för tidigt att avsluta diskussionen om framtiden för världens kärnkraftsindustri som helhet. En sak är obestridlig: det är oacceptabelt att bara lita på kärnkraftsspecialister som brinner för sitt arbete och tjänstemän som övervakar kärnkraftsindustrin. Konsekvenserna av deras beslut är för allvarliga för att hela samhället ska kunna lägga ansvaret enbart på dem. Allmänheten, och särskilt organisationer i det civila samhället, har en viktig, om inte nyckelroll, roll att spela för att överväga och fatta meningsfulla beslut.

Olyckan vid kärnkraftverket i Fukushima -1 var en stor strålningsolycka som inträffade den 11 mars 2011 till följd av en kraftig jordbävning i Japan och den efterföljande tsunamin. Jordbävningen och tsunamin inaktiverade extern strömförsörjning och reservdieselkraftverk, vilket orsakade att alla normala kylsystem och nödkylsystem inte fungerade och ledde till en härdsmälta av reaktorhärden vid kraftenheterna 1, 2 och 3 under de första dagarna av olyckan .

Prefekturerna Miyagi, Iwate och Fukushima skadades kraftigt av jordbävningen. Som ett resultat av skakningarna aktiverades säkerhetssystem vid 55 kärnreaktorer normalt. Som ett resultat av jordbävningen stängdes 11 av de befintliga kraftenheterna i Japan av automatiskt. Efter en jordbävning på 8,4 magnitud vid Oginawa-stationen stannade alla tre reaktorerna i normalt läge, men därefter (två dagar senare, den 13 mars) bröt en brand ut i turbinrummet i den första kraftenheten, som snabbt lokaliserades och släckt. Som ett resultat av branden förstördes en av turbinerna, det fanns inga radioaktiva utsläpp till atmosfären. Det var vatten som förde den största förstörelsen till Fukushima-1-stationen: reservdieselgeneratorerna som gav elektricitet till kraftenheterna vid kärnkraftverket efter jordbävningen dränktes av vatten. Det strömavbrott som var nödvändigt för driften av reaktorns kontroll- och skyddssystem ledde till ytterligare tragiska händelser.

Det är sant att förekomsten av radioaktivt jod och cesium som frigjordes från kärnkraftverket i Fukushima registrerades i Ryssland (inklusive Moskva) kort efter olyckan. Närvaron av dessa isotoper registreras av instrument, dock inte bara i Primorye eller Moskva, utan över hela världen, som experter förutspådde från början av olyckan i Japan. Mängderna av dessa isotoper är dock så obetydliga att de inte kan ha någon effekt på människors hälsa. Därför har muskoviter och huvudstadsgäster inget behov av att fylla på med jodhaltiga läkemedel, för att inte tala om utsikterna för någon evakuering. Chefen för Primorye Hydrometeorological Center, Boris Kubay, bekräftade att koncentrationen av jod -131 är 100 gånger lägre än de tillåtna värdena, så det finns inget hot mot människors hälsa.

Enligt tillgängliga data är volymen av radioaktiva utsläpp under olyckan vid kärnkraftverket Fukushima I 7 gånger lägre än den som observerades under Tjernobylolyckan. Antalet offer var mycket högre under olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl och likvideringen av dess konsekvenser, och nådde 4 000 personer enligt WHO:s uppskattningar. Vi får dock inte glömma att olyckan vid kärnkraftverket Fukushima I har en karaktär som i grunden skiljer sig från Tjernobylkatastrofens natur. I Tjernobyl var den största faran för människors hälsa utsläppet av radioaktiva ämnen omedelbart vid tidpunkten för olyckan. Därefter minskade den radioaktiva kontamineringen av territorierna intill kärnkraftverket endast som ett resultat av den naturliga minskningen av radioaktiviteten hos instabila grundämnen och deras gradvisa erosion i miljön. Kärnkraftverket Fukushima I ligger vid havskusten, på grund av vilket en betydande del av strålningsföroreningarna hamnar i havsvattnet. Å ena sidan beror detta på den betydligt mindre intensiva föroreningen av angränsande territorier (dessutom, till skillnad från Tjernobyl, var det ingen reaktorexplosion i Fukushima som sådan, vilket innebär att det inte förekom någon massiv spridning av radioaktiva partiklar genom luften), men å andra sidan fortsätter läckaget av förorenat vatten till havet från de skadade Fukushima-reaktorerna, och det kommer att bli mycket svårare att eliminera det.

Bland dem som insisterar på behovet av att fortsätta sökandet efter säkra och kostnadseffektiva sätt att utveckla kärnenergi kan två huvudriktningar urskiljas. Förespråkare av det förstnämnda anser att alla ansträngningar bör inriktas på att eliminera allmänhetens misstro mot kärnteknikens säkerhet. För att göra detta är det nödvändigt att utveckla nya reaktorer som är säkrare än befintliga lättvattenreaktorer. Två typer av reaktorer är av intresse här: en "teknologiskt extremt säker" reaktor och en "modulär" gaskyld högtemperaturreaktor. En prototyp av en modulär gaskyld reaktor utvecklades i Tyskland, samt i USA och Japan. Till skillnad från en lättvattenreaktor är konstruktionen av en modulär gaskyld reaktor sådan att säkerheten för dess drift säkerställs passivt - utan direkta åtgärder från operatörer eller elektriska eller mekaniska skyddssystem. Tekniskt extremt säkra reaktorer använder också ett passivt skyddssystem. En sådan reaktor, vars idé föreslogs i Sverige, gick tydligen inte längre än designstadiet. Men den har fått starkt stöd i USA bland dem som ser dess potentiella fördelar jämfört med en modulär gaskyld reaktor. Men framtiden för båda alternativen är osäker på grund av deras osäkra kostnader, utvecklingssvårigheter och den osäkra framtiden för själva kärnkraften.

1. Torium Torium kan användas som bränsle i kärncykeln som ett alternativ till energi, och tekniker för denna process har funnits sedan starten. Många forskare och andra efterlyser användningen av detta element, och hävdar att det har många fördelar jämfört med den nuvarande uranbränslecykeln som används i kraftverk i världen. 2. Solenergi Solenergi är en rik, outtömlig och kanske den mest kända av de alternativa energikällorna. Den mest populära metoden för att använda denna energi är att använda solpaneler för att omvandla solenergi till el, som sedan levereras till slutkonsumenten. 3. Väte En annan alternativ energikälla är väte, som kan användas tillsammans med ett bränsleelement för transportbehov. Vätgas är lågt giftigt vid förbränning, kan produceras på hemmaplan och är tre gånger effektivare än en vanlig bensinmotor. Väte kan framställas från en mängd olika processer, inklusive fossila bränslen, biomassa och elektrolyserat vatten. För att få största möjliga nytta av väte som bränslekälla är den bästa metoden att använda förnybara energikällor för sin produktion.

Beskrivning av presentationen med individuella bilder:

1 rutschkana

Bildbeskrivning:

2 rutschkana

Bildbeskrivning:

Kärnenergi i Ryssland Kärnenergi, som står för 16 % av elproduktionen, är en relativt ung gren av rysk industri. Vad är 6 decennier i historiens skala? Men denna korta och händelserika tidsperiod spelade en viktig roll i utvecklingen av elkraftsindustrin.

3 rutschkana

Bildbeskrivning:

Historia Datumet den 20 augusti 1945 kan betraktas som den officiella starten på Sovjetunionens "atomprojekt". Den här dagen undertecknades en resolution från USSR State Defense Committee. 1954 lanserades det allra första kärnkraftverket i Obninsk - det första inte bara i vårt land utan i hela världen. Stationen hade en kapacitet på endast 5 MW, drevs i 50 år i problemfritt läge och stängdes först 2002.

4 rutschkana

Bildbeskrivning:

Inom ramen för det federala målprogrammet "Utveckling av det kärnenergiindustriella komplexet i Ryssland för 2007-2010 och för framtiden fram till 2015" är det planerat att bygga tre kraftenheter vid kärnkraftverken Balakovo, Volgodonsk och Kalinin. Totalt ska 40 kraftaggregat byggas före 2030. Samtidigt bör kapaciteten hos ryska kärnkraftverk öka årligen med 2 GW från 2012 och med 3 GW från 2014, och den totala kapaciteten för kärnkraftverk i Ryska federationen bör nå 40 GW år 2020.

6 rutschkana

Bildbeskrivning:

7 rutschkana

Bildbeskrivning:

Belojarsk kärnkraftverk Beläget i staden Zarechny, i Sverdlovsk-regionen, det andra industriella kärnkraftverket i landet (efter det sibiriska). Tre kraftenheter byggdes vid stationen: två med termiska neutronreaktorer och en med en snabb neutronreaktor. För närvarande är den enda drivande kraftenheten den 3:e kraftenheten med en BN-600-reaktor med en elektrisk effekt på 600 MW, som togs i drift i april 1980 - världens första kraftenhet i industriell skala med en snabb neutronreaktor. Det är också världens största snabba neutronreaktorkraftenhet.

8 glida

Bildbeskrivning:

Bild 9

Bildbeskrivning:

Smolensk NPP Smolensk NPP är det största företaget i den nordvästra regionen av Ryssland. Kärnkraftverket producerar åtta gånger mer el än andra kraftverk i regionen tillsammans. Driftsatt 1976

10 rutschkana

Bildbeskrivning:

Smolensk NPP ligger nära staden Desnogorsk, Smolensk-regionen. Stationen består av tre kraftenheter med reaktorer av typen RBMK-1000, som togs i drift 1982, 1985 och 1990. Varje kraftenhet inkluderar: en reaktor med en termisk effekt på 3200 MW och två turbogeneratorer med en elektrisk effekt på 500 MW varje.

11 rutschkana

Bildbeskrivning:

12 rutschkana

Bildbeskrivning:

Bild 13

Bildbeskrivning:

Novovoronezh NPP Novovoronezh NPP ligger på stranden av Don, 5 km från kraftverkstaden Novovoronezh och 45 km söder om Voronezh. Stationen tillgodoser 85 % av Voronezh-regionens elbehov och tillhandahåller även värme till hälften av Novovoronezh. Beställd 1957.

Bild 14

Bildbeskrivning:

Leningrad kärnkraftverk Leningrad kärnkraftverk ligger 80 km väster om St. Petersburg. På Finska vikens södra strand levererar den el till ungefär hälften av Leningradregionen. Beställd 1967.

15 rutschkana

Bildbeskrivning:

NPPs under konstruktion 1 Baltic NPP 2 Beloyarsk NPP-2 3 Leningrad NPP-2 4 Novovoronezh NPP-2 5 Rostov NPP 6 Flytande NPP “Akademik Lomonosov” 7 Övrigt

16 rutschkana

Bildbeskrivning:

Bashkirs kärnkraftverk Bashkirs kärnkraftverk är ett ofärdigt kärnkraftverk som ligger nära staden Agidel i Bashkortostan vid sammanflödet av floderna Belaya och Kama. 1990, under påtryckningar från allmänheten efter olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl, stoppades byggandet av kärnkraftverket i Basjkir. Det upprepade ödet för de oavslutade tatariska och Krim-kärnkraftverken av samma typ.

Bild 17

Bildbeskrivning:

Historik I slutet av 1991 fanns det 28 kraftenheter i drift i Ryska federationen med en total nominell kapacitet på 20 242 MW. Sedan 1991 har 5 nya kraftaggregat med en total nominell kapacitet på 5 000 MW kopplats till nätet. I slutet av 2012 är ytterligare 8 kraftenheter under uppbyggnad, inte räknande enheterna från det flytande lågkraftskärnkraftverket. Under 2007 inledde de federala myndigheterna skapandet av ett enda statligt holdingbolag, Atomenergoprom, som förenar företagen Rosenergoatom, TVEL, Techsnabexport och Atomstroyexport. 100 % av aktierna i OJSC Atomenergoprom överfördes till det samtidigt skapade State Atomic Energy Corporation Rosatom.

18 rutschkana

Bildbeskrivning:

Elproduktion År 2012 genererade ryska kärnkraftverk 177,3 miljarder kWh, vilket uppgick till 17,1 % av den totala produktionen i Rysslands Unified Energy System. Volymen levererad el uppgick till 165,727 miljarder kWh. Andelen kärnkraftsproduktion i Rysslands totala energibalans är cirka 18 %. Kärnenergi är av stor betydelse i den europeiska delen av Ryssland och särskilt i nordvästra, där produktionen vid kärnkraftverk når 42 %. Efter lanseringen av den andra kraftenheten i Volgodonsk kärnkraftverk 2010 tillkännagav Rysslands premiärminister V.V. Putin planer på att öka kärnkraftsproduktionen i Rysslands övergripande energibalans från 16 % till 20–30 %. Utvecklingen av utkastet till energistrategi för Ryssland för perioden fram till 2030 ger en ökning av produktionsel vid kärnkraftverk med fyra gånger.

Bild 19

Bildbeskrivning:

Kärnenergi i världen I dagens snabbt utvecklande värld är frågan om energiförbrukning mycket akut. Oförnybarheten av sådana resurser som olja, gas, kol får oss att tänka på alternativa elkällor, varav den mest realistiska idag är kärnenergi. Dess andel av den globala elproduktionen är 16 %. Mer än hälften av dessa 16 % faller på USA (103 kraftenheter), Frankrike och Japan (59 respektive 54 kraftenheter). Totalt (i slutet av 2006) fanns det 439 kärnkraftsenheter i drift i världen, ytterligare 29 är i olika konstruktionsstadier.

20 rutschkana

Bildbeskrivning:

Kärnenergi i världen Enligt TsNIIATOMINFORM-uppskattningar kommer cirka 570 GW kärnkraftverk att tas i drift i världen i slutet av 2030 (under de första månaderna 2007 var denna siffra cirka 367 GW). För närvarande är ledaren i byggandet av nya enheter Kina, som bygger 6 kraftenheter. Indien följer med 5 nya block. Ryssland stänger topp tre med 3 block. Andra länder har också uttryckt sina avsikter att bygga nya kraftenheter, inklusive de från före detta Sovjetunionen och det socialistiska blocket: Ukraina, Polen, Vitryssland. Detta är förståeligt, eftersom en kärnkraftsenhet kommer att spara en sådan mängd gas på ett år, vars kostnad motsvarar 350 miljoner US-dollar.

21 bilder

Bildbeskrivning:

22 rutschkana

Bildbeskrivning:

Bild 23

Bildbeskrivning:

24 rutschkana

Bildbeskrivning:

Lärdomar från Tjernobyl Vad hände vid kärnkraftverket i Tjernobyl för 20 år sedan? På grund av handlingar från kärnkraftverksanställda gick reaktorn i den fjärde kraftenheten utom kontroll. Dess kraft ökade kraftigt. Grafitmurverket blev glödhett och deformerat. Styr- och skyddssystemstavarna kunde inte komma in i reaktorn och stoppa temperaturökningen. Kylkanalerna kollapsade och vatten strömmade från dem till den heta grafiten. Trycket i reaktorn ökade och ledde till att reaktorn och kraftaggregatsbyggnaden förstördes. Vid kontakt med luft antändes hundratals ton varm grafit. Stavarna som innehöll bränsle och radioaktivt avfall smälte och radioaktiva ämnen rann ut i atmosfären.

25 rutschkana

Bildbeskrivning:

Lärdomar från Tjernobyl. Att släcka själva reaktorn var inte alls lätt. Detta kunde inte göras med vanliga medel. På grund av hög strålning och fruktansvärd förstörelse var det omöjligt att ens komma nära reaktorn. En flertons grafitstack brann. Kärnbränslet fortsatte att generera värme och kylsystemet förstördes helt av explosionen. Bränsletemperaturen efter explosionen nådde 1500 grader eller mer. Materialen som reaktorn tillverkades av sintrades med betong och kärnbränsle vid denna temperatur och bildade tidigare okända mineraler. Det var nödvändigt att stoppa kärnreaktionen, sänka temperaturen på skräpet och stoppa utsläppet av radioaktiva ämnen i miljön. För att göra detta bombarderades reaktorschaktet med värmeavlägsnande och filtrerande material från helikoptrar. De började göra detta på den andra dagen efter explosionen, den 27 april. Bara 10 dagar senare, den 6 maj, var det möjligt att avsevärt minska, men inte helt stoppa, radioaktiva utsläpp

26 rutschkana

Bildbeskrivning:

Lärdomar från Tjernobyl Under denna tid fördes en enorm mängd radioaktiva ämnen som släpptes ut från reaktorn av vindar många hundra och tusentals kilometer från Tjernobyl. Där radioaktiva ämnen föll på jordens yta bildades zoner med radioaktiv förorening. Människor fick stora doser strålning, blev sjuka och dog. De första som dog av akut strålsjuka var de heroiska brandmännen. Helikopterpiloter led och dog. Invånare i omgivande byar och till och med avlägsna områden, där vinden förde med sig strålning, tvingades lämna sina hem och bli flyktingar. Vidsträckta områden blev olämpliga för boende och jordbruk. Skogen, floden, fältet, allt blev radioaktivt, allt var kantat av osynlig fara