Ядерный реактор. Ядерная энергетика. Экологические проблемы работы атомных электростанций

Ядерная реакция — это процесс вза-имодействия атомного ядра с другим ядром или элементарной частицей, сопровождающийся изменением состава и структуры ядра и выделе-нием большого количества энергии.
Цепная реакция — это ядерная реак-ция, в которой частицы, вызывающие эту реакцию, образуются как продук-ты этой реакции.
Энергетический выход ядерной реакции:
E

Ядерный реактор — это устройст-во, предназначенное для осущес-твления управляемой ядерной реакции.
Критические размеры активной зоны реактора и, соответственно, критическая масса делящегося вещества определяются видом используемого в нем ядерного топлива, типом замедлителя и конструктивными особенностями реактора.

Устройство ядерного реактора на тепловых нейтронах
замедлитель
отражатель
теплоноситель
регулирующие
стержни
пар
турбина
парогенератор
генератор
конденсатор
охлаждающая
вода

Уран-графитовый реактор
ТВЭЛы
Тяжелая
вода
Отражатель
Регулирующие
стержни
Реактор на медленных нейтронах

Устройство ядерного реактора на тепловых нейтронах
замедлитель
отражатель
теплоноситель
регулирующие
стержни
пар
турбина
парогенератор
генератор
конденсатор
охлаждающая
вода

Преобразования энергии на АЭС
часть внутренней энергии атомных ядер урана
кинетическая энергия нейтронов и осколков ядер
внутренняя энергия воды
внутренняя энергия пара
кинетическая энергия пара
кинетическая энергия ротора турбины и ротора генератора
электрическая энергия

Типы ядерных реакторов (по назначению)
исследовательские
энергетические
теплофикационные
воспроизводящие
транспортные
получение изотопов

Запасы полезных ископаемых
Запасов угля может хватить на 350 лет
Запасов нефти — на 40 лет
Запасов природного газа — на 60 лет

Ядерная физика представляет чисто научный интерес!
Ядерная физика не имеет никакого практического применения
Получение ядерной энергии в более или менее значи-тельных количествах, доста-точных для практического использования, никогда
не будет возможным!

Энрико Ферми
29. 09. 1901 — 28. 11. 1954
Первый в мире атомный реактор
«Чикагская поленница»
1942 г.

Игорь Васильевич Курчатов
21. 01. 1903 — 07. 02. 1960
Первый европейский атомный реактор
"Ф-1" (Физический-Первый).
1946 г.

В 1954 году в г. Обнинске была введена в действие первая в мире атомная электростанция. Ее мощность была невелика — всего 5000 кВт.

Преимущества АЭС перед другими видами электростанций:
1. Для работы АЭС требуется очень небольшое количество топлива.
=
m = 1 г.
m = 2,5 т.
2. Экологическая чистота по сравнению с ТЭС.
m = 7 кг
3. Не происходит отчуждения больших площадей земли, как при строительстве ГЭС.
4. Нет необходимости в огромных территориях.

Принципиальные проблемы ядерной энергетики
Содействие распространению ядерного оружия
Утилизация радиоактивных отходов
Возможность аварий

Пути решения проблем атомной энергетики
Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) явля-ется ведущим мировым между-народным правительственным форумом научно-технического сотрудничества в области мирно-го использования ядерной техно-логии. МАГАТЭ создано в рамках Организации Объединенных На-ций (ООН) в 1957 году.

Обезвреживание радиоактивных отходов
совершенствование технологий с целью уменьшения обра-зования отходов при работе реакторов
переработка отходов для их консолидации и уменьшения опасности от распространения в окружающей среде
надежная изоляция отходов от биосферы и человека за счет создания могильни-ков разных типов

Безопасность АЭС
1. Разработка стандартов безопас-ности;
2. Консультирование стран — членов МАГАТЭ;
3. Проводится анализ произошедших на атомных станциях аварий;
4. Выдача рекомендаций по профи-лактике аварий на АЭС;
5. Внедрение в практику современ-ных методов анализа безопасности.