Презентация к уроку физики в 11 классе "Применение ядерной энергии"

Применение ядерной энергии

Федоров А. М. – учитель физики Кюкяйской СОШ Сунтарского улуса Республики Саха

ПЕРВАЯ АЭС

Применение ядерной энергии для преобразования ее в электрическую впервые было осуществлено в нашей стране в 1954 г. В г. Обнинске была введена в действие первая атомная электростанция (АЭС) мощностью 5000 кВт. Энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе, использовалась для превращения воды в пар, который вращал затем связанную с генератором турбину.

Развитие ядерной энергетики

По такому же принципу действуют введенные в эксплуатацию Нововоронежская, Ленинградская, Курская, Кольская и другие АЭС. Реакторы этих станций имеют мощность 500—1000 МВт.
Атомные электростанции строятся прежде всего в европейской части страны. Это связано с преимуществами АЭС по сравнению с тепловыми электростанциями, работающими на органическом топливе. Ядерные реакторы не потребляют дефицитного органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт. Атомные электростанции не потребляют атмосферный кислород и не засоряют среду золой и продуктами сгорания. Однако размещение АЭС в густонаселенных областях таит в себе потенциальную угрозу.

Первая АЭС на быстрых нейтронах

В реакторах на тепловых (т. е. медленных) нейтронах уран используется лишь на 1—2%. Полное использование урана достигается в реакторах на быстрых нейтронах, в которых обеспечивается также воспроизводство нового ядерного горючего в виде плутония. В 1980 г. на Белоярской АЭС состоялся пуск первого в мире реактора на быстрых нейтронах мощностью 600 МВт.
Вторая атомная электростанция в СССР (первая — Обнинская АЭС). Получила мировую известность в связи с многолетней успешной эксплуатацией быстрых реакторов. В настоящее время БАЭС флагман стратегического направления развития атомной отрасли по переходу к замкнутому ядерно-топливному циклу.

Установленная мощность БАЭС на 2018 год — 1,485 ГВт, что составляет около 16 % генерации электроэнергии Свердловской области. Выработка электроэнергии в 2018 году составила 8,8 млрд кВт⋅ч

Опасные факторы применения ядерной энергетики

Ядерной энергетике, как и многим другим отраслям промышленности, присущи вредные или опасные факторы воздействия на окружающую среду.
Наибольшую потенциальную опасность представляет радиоактивное загрязнение.
Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок атомных электростанций. Срок их службы около 20 лет, после чего восстановление станций из-за многолетнего воздействия радиации на материалы конструкций невозможно.
Взрыв четвертого реактора на Чернобыльской АЭС показал, что риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчетов в конструкции реакторов остается реальностью, поэтому принимаются строжайшие меры для снижения этого риска.
Ядерные реакторы устанавливаются также на атомных подводных лодках и ледоколах.

Ядерное оружие

Неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом увеличения нейтронов осуществляется в атомной бомбе.
Для того чтобы происходило почти мгновенное выделение энергии (взрыв), реакция должна идти на быстрых нейтронах (без применения замедлителей). Взрывчатым веществом служит чистый уран или плутоний .
Чтобы мог произойти взрыв, размеры делящегося материала должны превышать критические. Это достигается либо путем быстрого соединения двух кусков делящегося материала с докритическими размерами, либо же за счет резкого сжатия одного куска до размеров, при которых утечка нейтронов через поверхность падает настолько, что размеры куска оказываются надкритическими. То и другое осуществляется с помощью обычных взрывчатых веществ.
При взрыве атомной бомбы температура достигает десятков миллионов кельвин. При такой высокой температуре очень резко повышается давление и образуется мощная взрывная волна. Одновременно возникает мощное излучение. Продукты цепной реакции при взрыве атомной бомбы сильно радиоактивны и опасны для жизни живых организмов.

Атомные бомбы применили США в конце Второй мировой войны против Японии. В 1945 г. были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки.

Водородная бомба

В термоядерной (водородной) бомбе для инициирования реакции синтеза используется взрыв атомной бомбы, помещенной внутри термоядерной.
Нетривиальным решением оказалось то, что взрыв атомной бомбы используется не для повышения температуры, а для сильнейшего сжатия термоядерного топлива излучением, образующимся при взрыве атомной бомбы.

Американцы утверждают, что именно они первыми взорвали водородную бомбу – 1 ноября 1952 года на атолле Эниветок, однако наши историки утверждают, что американцы взорвали всего лишь «лабораторный образец», который не сопоставим по масштабам со взрывом в Казахстане. В итоге в отечественной историографии взрыв на атолле Эниветок именуется «первым термоядерным зарядом», а взрыв в Семипалатинске 12 августа 1953 года – «первой в мире водородной бомбой».

Академик Сахаров А.Д.

В нашей стране основные идеи создания термоядерной бомбы были выдвинуты после Великой Отечественной войны А. Д. Сахаровым.
Андрей Дмитриевич Сахаров (21 мая 1921, Москва — 14 декабря 1989, Москва) — советский физик, академик АН СССР, один из создателей первой советской водородной бомбы. Впоследствии — общественный деятель, диссидент и правозащитник; народный депутат СССР, автор проекта конституции Союза Советских Республик Европы и Азии. Лауреат Нобелевской премии мира за 1975 год.
За свою правозащитную деятельность был лишён всех советских наград, премий и был выслан из Москвы.
Был освобождён из горьковской ссылки с началом перестройки, в конце 1986 года — после почти семилетнего заключения.
14 декабря 1989 года, в 15:00 — последнее выступление Сахарова в Кремле на собрании Межрегиональной депутатской группы (II Съезд народных депутатов СССР).

Предсказание развития Интернета

В 1974 году Сахаров писал:
« В перспективе, быть может, поздней, чем через 50 лет, я предполагаю создание всемирной информационной системы (ВИС), которая сделает доступным для каждого в любую минуту содержание любой книги, когда-либо и где-либо опубликованной, содержание любой статьи, получение любой справки. ВИС должна включать индивидуальные миниатюрные запросные приёмники-передатчики, диспетчерские пункты, управляющие потоками информации, каналы связи, включающие тысячи искусственных спутников связи, кабельные и лазерные линии. Даже частичное осуществление ВИС окажет глубокое воздействие на жизнь каждого человека, на его досуг, на его интеллектуальное и художественное развитие. В отличие от телевизора, который является главным источником информации многих современников, ВИС будет предоставлять каждому максимальную свободу в выборе информации и требовать индивидуальной активности. А. Сахаров »
Интернет стал общественно значимым явлением в начале 1990-х годов, уже после смерти Сахарова, но намного ранее чем через 50 лет после написания указанной статьи.

Использованные ссылки

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/45/RIAN_archive_409173_World%27s_first_nuclear_power_plant_in_Obninsk.jpg/800px-RIAN_archive_409173_World%27s_first_nuclear_power_plant_in_Obninsk.jpg
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B5%D0%B6%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%90%D0%AD%D0%A1
https://www.rosenergoatom.ru/upload/NPPsliders/len/5.png
https://www.rosenergoatom.ru/upload/NPPsliders/kursk/2.jpg
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%90%D0%AD%D0%A1
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%90%D0%AD%D0%A1
https://www.techcult.ru/content/2015/2353/apl-tajfun_1_src.jpg
https://s0.rbk.ru/v6_top_pics/resized/590xH/media/img/1/07/756032766648071.jpg
https://www.oblgazeta.ru/media/article_photos/1fec3550a1a9d350e15fdfad0def923f8e3ef6096432d595b6533787.jpg.1024x0_q85.jpg
https://proza.ru/pics/2013/12/10/1291.jpg
https://proza.ru/2013/12/10/1291