Атомная энергия и её виды. Реферат атомная энергетика плюсы и минусы

Ядерная энергетика — реферат

Содержание:  Введение…………………………………………………………………………..3  Ядерная энергетика в мире сегодня……………………………………………..4  Ядерная энергетика в РФ………………………………………………………...6  Плюсы и минусы ядерной энергетики…………………………...……………...7  Прогнозы и перспективы развития ядерной энергетики………………………9  Заключение…………………………….…………………………………….…..12  Список использованных ресурсов………………………………………….......13 

Введение  Деление ядер — мощный источник энергии, которое человечество использует в больших масштабах уже более 50 лет. Применение свойства деления, которое заключается в том, что при определённых условиях реакция деления может быть цепной, привело к созданию ядерных реакторов, использующих управляемую цепную реакцию для различных целей, и ядерного оружия, использующего неуправляемую цепную реакцию. Крупнейшими международными организациями в области использования атомной энергии являются: Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), Всемирная ядерная ассоциация (WNA), Всемирная ассоциация операторов ядерных станций (WANO).  Ядерная энергетика в мире сегодня  Сегодня ядерная энергетика стала традиционной отраслью энергетики, в настоящее время доля выработки электроэнергии на АЭС во многих странах достигает довольно больших значений. По данным МАГАТЭ, в настоящее время более 18% электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится на ядерных реакторах, которые, к тому же, в отличие от электростанций, работающих на органическом топливе, не загрязняют атмосферу. Неоспоримый плюс ядерной энергии — ее стоимость, которая ниже, чем на большинстве электростанций иных типов. Согласно базе данных МАГАТЭ по энергетическим реакторам (PRIS) на начало 2011 года в мире эксплуатировались 442 ядерных энергоблока общей мощностью 374 993 МВт, которые расположены более чем в 30 странах (Таблица 1).

  Kashiwazaki Kariva В первую пятерку государств, которые большую часть своих потребностей в электроэнергии удовлетворяют за счет АЭС, входят Литва (80,6%), Франция (77%), Словакия (57,8%), Бельгия (56%) и Армения(55%). Атомные станции работают в 15 из 27 стран — членов Евросоюза и производят около 33% вырабатываемой в ЕС электроэнергии. Наибольшим количеством ядерных энергоблоков располагают США (104), Франция (59), Япония (53), Россия (30) и Великобритания (27). В десятке самых богатых стран мира только Италия не имеет своих АЭС. Однако правительство этой страны намерено начать строительство в стране атомных электростанций. Таким образом, 22-летний период отказа от атомной энергетики в Италии завершается. Строительство первой АЭС планируется начать в течение ближайших 5 лет. Основным элементом атомной электростанции является ядерный реактор — источник энергии на ядерном топливе. Энергоблок на атомной электростанции включает в себя реактор, парогенераторы, турбины и служит для преобразования энергии ядерного топлива в электрическую. Как правило, на атомных электростанциях устанавливается 2-6 энергоблоков в зависимости от необходимой потребности в электроэнергии.    

Запорожская АЭС Крупнейшая в мире АЭС — это Kashiwazaki Kariva (Япония) мощностью 8200 МВт (7 реакторов типа BWR с установленной мощностью 110—1356 МВт). Cамая крупная в Европе — это Запорожская АЭС (Украина) мощностью 6000 МВт (6 реакторов ВВЭР-1000). В России наибольшую мощность имеют Балаковская, Ленинградская, Калининская и Курская АЭС (по 4 реактора мощностью 1000 МВт каждый).   

По данным все того же Международного агентства по атомной  энергии, только в 2000-2005 гг. в строй  было введено 30 новых реакторов. Основные генерирующие мощности сосредоточены  в Западной Европе и США.   Наилучшим по количеству новых пусков за все десять лет XXI столетия стал 2010 год. В строй вошли пять новых блоков: два в Китае (Lingao-3 и Qinshan II-3), по одному в России (энергоблок № 2 Ростовской АЭС), Индии (Rajasthan-6) и Южной Корее (Shin-Kori-1).  База данных PRIS засчитывает блок после подключения его к электрической сети, поэтому Kaiga-4 (синхронизирован с индийской южной энергосистемой 19 января 2011 г.) и Busher-1 (Иран) числятся в ней строящимися.   В стадии строительства в мире находятся 66 энергоблоков, причем 44 из них — в Азии, потребности которой в электричестве оказывают мощное воздействие на процессы, происходящие на энергетическом рынке.  Ядерная энергетика в РФ  История российской атомной отрасли начиналась с реализации советского «атомного проекта». Отправной точкой в ней стало секретное постановление Государственного комитета обороны №2352сс «Об организации работ по урану», подписанное 28 августа 1942 года. В нем АН СССР было предписано «возобновить работы по исследованию осуществимости использования атомной энергии путем расщепления ядра урана и представить к 1 апреля 1943 года доклад о возможности создания урановой бомбы или уранового топлива».   Пуск в 1954 году первой атомной электростанции ознаменовал начало развития атомной энергетики, которая может обеспечить человечество электрической и тепловой энергией на длительный период.  Первая в мире атомная электростанция с реактором АМ-1 (Атом мирный) мощностью 5 МВт дала промышленный ток 27 июня 1954 г. и открыла дорогу использованию атомной энергии в мирных целях, успешно проработав почти 48 лет.     

Обнинская АЭС 29 апреля 2002 г. в 11 ч. 31 м. по московскому времени был навсегда заглушен реактор первой в мире АЭС в Обнинске. Как сообщила пресс-служба Минатома России, станция была остановлена исключительно по экономическим соображениям, поскольку “поддержание ее в безопасном состоянии с каждым годом становилось все дороже и дороже”.   Опыт ее эксплуатации полностью подтвердил технические и инженерные решения, предложенные специалистами отрасли, что позволило осуществить строительство и пуск в 1964 г. Белоярской АЭС электрической мощностью 300 МВт.   Операция по остановке реактора в Обнинске прошла штатно, без нарушений, в присутствии научной общественности и ветеранов отечественной ядерной энергетики. Результаты, полученные в ходе выполнения этой операции, будут использованы при выполнении аналогичных процедур на других реакторах. По информации пресс-службы Минатома, со временем на первой в мире АЭС будет создан музей.   Российская атомная отрасль является одной из передовых в мире по уровню научно-технических разработок в области проектирования реакторов, ядерного топлива, опыту эксплуатации атомных станций, квалификации персонала АЭС. Предприятиями отрасли накоплен огромный опыт в решении масштабных задач. Россия обладает наиболее совершенными в мире обогатительными технологиями, а проекты атомных электростанций с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР) доказали свою надежность.  Сегодня атомная отрасль России представляет собой мощный комплекс из более чем 270 предприятий и организаций, в которых занято свыше 190 тыс. человек. В структуре отрасли — четыре крупных научно-производственных комплекса: предприятия ядерно-топливного цикла, атомной энергетики, ядерно-оружейного комплекса и научно-исследовательские институты. Кроме того, после включения в состав Госкорпорации «Росатом» ФГУП «Атомфлот» сюда же можно включить самый мощный в мире ледокольный флот.  Росатом строит первую ПАТЭС (плавучая атомная теплоэлектростанция) на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге. В июне 2010 года на воду был спущен плавучий энергоблок, состоящий из гладкопалубного несамоходного судна с двумя реакторными установками КЛТ-40С ледокольного типа. Установленная электрическая мощность каждого реактора - 35 МВт, тепловая мощность - 140 гигакалорий. Потенциальный срок эксплуатации станции - 38 лет.  В отдаленных районах, куда невыгодно тянуть линии электропередач или завозить топливо, постройка и эксплуатация ПАТЭС значительно выгоднее постройки и эксплуатации наземных электростанций.  Россия была, есть и будет одной из ведущих энергетических держав мира. И это не только потому, что в недрах страны находится 12% мировых запасов угля, 13% нефти и 36% мировых запасов природного газа, которых достаточно для полного обеспечения собственных потребностей и для экспорта в сопредельные государства. Россия вошла в число ведущих мировых энергетических держав, прежде всего, благодаря созданию уникального производственного, научно-технического и кадрового потенциала топливно-энергетического комплекса (ТЭК).  Плюсы и минусы ядерной энергетики    Тримайл Айленд Основными преимуществами атомной энергетики являются высокая конечная рентабельность и отсутствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания (с этой точки зрения она может рассматриваться как экологически чистая), основными недостатками - потенциальная опасность радиоактивного заражения окружающей среды продуктами деления ядерного топлива при аварии (типа Чернобыльской или на американской станции Тримайл Айленд) и проблема переработки использованного ядерного топлива.    

Чернобыльская АЭС Остановимся поподробнее на преимуществах. Рентабельность атомной энергетики складывается из нескольких составляющих. По оценке ученых, ядерное топливо имеет в миллионы раз большую концентрацию энергии и неисчерпаемые ресурсы, а отходы атомной энергетики — относительно малые по объему и могут быть надежно локализованы. Так, один грамм урана дает столько же энергии, сколько 3 т угля. Отсюда следует независимость от транспортировки топлива. Если для электростанции мощностью 1 млн. кВт требуется в год около 2 млн. т низкосортного угля, то для блока ВВЭР-1000 понадобится доставить не более 30 т. обогащенного урана, что практически сводит к нулю расходы на перевозку топлива (на угольных станциях эти расходы составляют до 50% себестоимости). Объемы ядерных отходов, образующихся в ходе нормальной работы АЭС, весьма незначительны, причем наиболее опасные из них можно «сжигать» прямо в ядерных реакторах. Стоимость электричества, произведенного на АЭС, ниже, чем на большинстве электростанций иных типов. По данным МАГАТЭ, в среднем на производство 1 МВт электроэнергии из атомного топлива уходит около $21-$31, из угля — $25-$50, из газа — $37-$60. Если цена ядерного топлива возрастет вдвое, то стоимость электричества, вырабатываемого на АЭС, увеличится всего на 2-4%, и на 70%, если удвоится цена природного газа или нефти. Города, находящиеся вблизи атомных станций, являются в основном экологически чистыми зелеными городами во всех странах мира, а если это не так, то это происходит из-за влияния других производств и объектов, расположенных на этой же территории. В этом отношении ТЭС дают совсем иную картину. Анализ экологической ситуации в России показывает, что на долю ТЭС приходится более 25% всех вредных выбросов в атмосферу. Около 60% выбросов ТЭС приходится на европейскую часть и Урал, где экологическая нагрузка существенно превышает предельную. Наиболее тяжелая экологическая ситуация сложилась в Уральском, Центральном и Поволжском районах, где нагрузки, создаваемые выпадением серы и азота, в некоторых местах превышают критические в 2-2,5 раза.    

Фукусима-1 К недостаткам ядерной энергетики следует отнести потенциальную опасность радиоактивного заражения окружающей среды при тяжелых авариях типа Чернобыльской. Сейчас на АЭС, использующих реакторы типа Чернобыльского (РБМК), приняты меры дополнительной безопасности, которые, по заключению МАГАТЭ, полностью исключают аварию подобной тяжести: по мере выработки проектного ресурса такие реакторы должны быть заменены реакторами нового поколения повышенной безопасности. Однако стихийные бедствия порой рушат все прогнозы и планы экспертов. Так, в результате мощных землетрясений, начавшихся в Японии 11_03_2011 были в разной степени повреждены 11 энергоблоков. Больше других пострадали станции Фукусима-1 и Фукусима-2. На одном из энергоблоков первой станции произошел взрыв в результате роста давления внутри реактора, 4 инженера были госпитализированы. Ситуация очень напоминает аварию на американской Тримайл Айленд в 1979 году, но, как уверяют эксперты, авария чернобыльского типа исключена, «так как там нет графита и гореть там нечему». Тем не менее, радиационный фон существенно повысился, в атмосферу был выброшен Йод 131 (период полураспада составляет примерно 8 суток). Люди были эвакуированы с прилежащих территорий в радиусе 20 километров (примерно 100.000 человек), и последствия могут оказаться весьма тяжелыми. Благодаря тому, что подобные случаи имеют место быть, в общественном мнении перелом по отношению к безопасному использованию атомной энергии произойдет, по-видимому, не скоро. Проблема утилизации радиоактивных отходов стоит очень остро для всего мирового сообщества. Сейчас уже существуют методы остекловывания, битумирования и цементирования радиоактивных отходов АЭС, но требуются территории для сооружения могильников, куда будут помещаться эти отходы на вечное хранение. Страны с малой территорией и большой плотностью населения испытывают серьезные трудности при решении этой проблемы.   

 Прогнозы и  перспективы развития ядерной энергетики  При рассмотрении вопроса о перспективах атомной энергетики в ближайшем (до конца века) и отдаленном будущем необходимо учитывать влияние многих факторов: ограничение запасов природного урана, высокая по сравнению с ТЭС стоимость капитального строительства АЭС, негативное общественное мнение, которое привело к принятию в ряде стран (США, ФРГ, Швеция, Италия) законов, ограничивших атомную энергетику в праве использовать ряд технологий, что привело к свертыванию строительства новых мощностей и постепенному выводу отработавших без замены на новые.   В то же время, наличие большого запаса уже добытого и обогащенного урана, а также высвобождаемого при демонтаже ядерных боеголовок урана и плутония, наличие технологий расширенного воспроизводства (где в выгружаемом из реактора топливе содержится больше делящихся изотопов, чем загружалось) снимают проблему ограничения запасов природного урана, увеличивая возможности ядерной энергетики. Но технологии расширенного воспроизводства (в частности, реакторы-размножители на быстрых нейтронах) не перешли в стадию серийного производства из-за отставания в области переработки и рецикла (извлечения из отработанного топлива "полезного" урана и плутония). А наиболее распространенные в мире современные реакторы на тепловых нейтронах используют лишь 0,56% урана (в основном делящийся изотоп U238 , концентрация которого в природном уране 0,7%). При такой низкой эффективности использования урана энергетические возможности атомной энергетики оцениваются довольно невысоко. Хотя это может оказаться приемлемым для мирового сообщества на ближайшую перспективу, с учетом уже сложившегося соотношения между атомной и традиционной энергетикой и постановкой темпов роста мощностей АЭС во всем мире.   Кроме того, технология расширенного воспроизводства дает значительную дополнительную экологическую нагрузку. Сегодня специалистам вполне понятно, что ядерная энергия, в принципе, является единственным реальным и существенным источником обеспечения электроэнергией человечества в долгосрочном плане, не вызывающим такие отрицательные для планеты явления, как парниковый эффект, кислотные дожди и т.д. Как известно, сегодня энергетика, базирующаяся на органическом топливе, то есть на сжигании угля, нефти и газа, является основой производства электроэнергии в мире. Стремление сохранить органические виды топлива, одновременно являющиеся ценным сырьем, обязательство установить пределы для выбросов СО или снизить их уровень и ограниченные перспективы широкомасштабного использования возобновляемых источников энергии - все это свидетельствует о необходимости увеличения вклада ядерной энергетики. Учитывая все перечисленное выше, можно сделать вывод, что перспективы развития атомной энергетики в мире будут различны для разных регионов и отдельных стран, исходя из потребностей в электроэнергии, масштабов территории, наличия запасов органического топлива, возможности привлечения финансовых ресурсов для строительства и эксплуатации такой достаточно дорогой технологии, влияния общественного мнения в данной стране и ряда других причин. Отдельно рассмотрим перспективы атомной энергетики в России. Созданный в России замкнутый научно-производственный комплекс технологически связанных предприятий охватывает все сферы, необходимые для функционирования атомной отрасли, включая добычу и переработку руды, металлургию, химию и радиохимию, машиностроение и приборостроение, строительный потенциал. Уникальным является научный и инженерно-технический потенциал отрасли. Промышленно-сырьевой потенциал отрасли позволяет уже в настоящее время обеспечить работу АЭС России и СНГ на много лет вперед, кроме того, планируются работы по вовлечению в топливный цикл накопленного оружейного урана и плутония. Россия может экспортировать природный и обогащенный уран на мировой рынок, учитывая, что уровень технологии добычи и переработки урана по некоторым направлениям превосходит мировой, что дает возможность в условиях мировой конкуренции удерживать позиции на мировом урановом рынке.  В диалоге сторонников и противников атомной энергетики необходимы полная и точная информация по состоянию дел в отрасли как в отдельной стране, так и в мире, научно обоснованные прогнозы развития и потребности в атомной энергии. Только на пути гласности и информированности могут быть достигнуты приемлемые результаты. Миллионы людей в мире добывают уран, обогащают его, создают оборудование и строят атомные станции, десятки тысяч ученых работают в отрасли. Это одна из наиболее мощных отраслей современной индустрии, ставшая уже ее неотъемлемой частью.    По данным экспертов МАГАТЭ, к 2030 году мировые энергетические потребности увеличатся не менее чем на 50-60%. Наряду с ростом энергопотребления имеет место катастрофически быстрое исчерпание самых легкодоступных и удобных органических энергоносителей — газа и нефти. По прогнозным расчетам, сроки их запасов — 50-100 лет. Растущий спрос на энергоресурсы неизбежно ведет к их прогрессирующему удорожанию.  В настоящее время в Азиатско-Тихоокеанском регионе по перспективным планам лидирует Китай, который к 2020 году собирается увеличить мощности своих АЭС в 4 раза, построив порядка 40 новых реакторов. В этой стране строительство атомных станций началось в 1970 г. и сейчас успешно развивается, основываясь на французских, канадских и российских технологиях. В настоящее время в Китае в эксплуатации находятся 11 энергоблоков АЭС на 6 площадках. Другой рынок будущего - Индия, которая предполагает к 2020 г. значительно увеличить производство электроэнергии, чтобы сохранить темпы своего экономического развития. В стране эксплуатируется 14 ядерных реакторов, и принято принципиальное решение о возведении еще 8 новых с привлечением иностранных компаний. Масштабное строительство атомных станций возобновляется и в США. Министерство энергетики этой страны планирует к 2050 г. увеличить количество ядерных энергоблоков в стране со 104 до 300. Атомная энергия является главным энергетическим ресурсом Японии. Правительство этого государства не видит ей альтернативы с точки зрения стабильного энергообеспечения экономики и населения. В Японии действуют 53 ядерных реактора суммарной мощностью более 44 тыс. МВт. Два реактора находятся в стадии завершения строительства, для восьми подобраны места возведения (их планируется ввести до 2015 года). По прогнозам, суммарная электрическая мощность атомных электростанций в Японии после ввода в строй новых энергоблоков достигнет 70 тыс. МВт. В перспективе долю ядерной энергетики в данной стране планируется довести до 30-40% электрогенерирующих мощностей. Доля же нефти в энергетическом балансе Японии будет снижена с 50% до 40%. Положительные тенденции в развитии ядерной энергетики наметились и в государствах Евросоюза. Так, Швеция решила «продлить жизнь» своих АЭС с 40 до 60 лет и ввести мораторий на программу прогрессивного отказа от ядерной энергии. Британское правительство намерено удвоить долю АЭС в производстве электроэнергии и обратилось к частному сектору с призывом развивать, строить и эксплуатировать новое поколение ядерных реакторов в 2015-2020 гг. В Германии все чаще поднимается вопрос о пересмотре энергетической политики, направленной на отказ от АЭС. Россия также планирует увеличить долю ядерной энергетики — почти в 2,5 раза за счет ввода до 2030 года почти 40 новых блоков. До 2020 года в Российской Федерации построят четыре новые атомные электростанции. Возведение АЭС планируется в Тверской, Нижегородской и Челябинской областях, а также либо в Ярославской, либо в Костромской. На данный момент в управлении государственного предприятия «Росатом» находятся 10 АЭС общей мощностью более 20 тыс. МВт. Серьезно рассматривают развитие атомной энергетики и ряд других государств, не имеющих собственной атомной генерации: Польша, Турция, Египет, Марокко, Чили, Нигерия, Бангладеш, Индонезия, Вьетнам, Таиланд, Австралия, Новая Зеландия, Казахстан.   

referat911.ru

Атомная энергия и её виды — реферат

План  работы:

1. Атомная энергетика

 Введение:……………………………………………………………………………...….2

 “Плюсы” и “минусы” атомной энергии……………………………………………….2

 Ядерный топливный цикл………………………………………………………….……5

 Рост мощности АЭС мира……………………………………………………………....6

 Ядерные реакторы………………………………………………………………………..8

 Атомная энергетика России……………………………………………………………..10

 2. Загрязнение биосферы

  Общее  понятие биосферы……………………………………………………………….11

  Виды загрязнений биосферы…………………………………………………….………12

  Органическое загрязнение……………………………………………………………….13

  Колоссальный вред……………………………………………………………………….15

 Список  литературы……………………………………………………………….……….17

1. Атомная энергетика 

 Введение:

Наверное, ни для кого не секрет, что вступление в 21 век немыслимо без такого источника  энергии, каковым является атомное  ядро. Для человечества те огромные запасы энергии, которые заключены внутри ядер являются практически неисчерпаемыми. Если в условиях современного роста населения Земли не будет произведен скорейший переход на ядерный источник энергии, то, в конце концов, настанет тот день, когда в топках и печах догорит последняя капля, горсть  природного топлива, и с этого рокового дня история человечества начнет стремительно продвигаться к своему логическому завершению (а может быть все начнется сначала, как в первобытные времена и...?).

“Плюсы” и “минусы” атомной энергии

Для того чтобы  оценить которых вероятно столько  же сколько и “плюсов”, но возникающих  в совершенно других условиях, необходимо посмотреть на настоящее положение  дел в области использования  атомной энергии.

Атомная энергия  широко применяется в большинстве  отраслей промышленности. Контроль качества изделий, производящийся без их разрушения, может быть успешно осуществлен  при использовании данного вида энергии. Получение новых полимеров, определение структуры и дефектов сплавов, исследование смазочных материалов в трущихся частях машин, холодная стерилизация перевязочных материалов и лекарственных  средств, анализ жидких и газовых сред осуществляется с наибольшим успехом при непосредственном участии ядерной энергии.

Атомная энергия  может быть переработана в другие виды, например, в электрическую (АЭС), энергию движения ледоколов или  подводных лодок. Благодаря наличию  ядерного реактора на борту ледокола имеется возможность круглогодичного  плавания и, следовательно, навигации  в северных широтах без частых дозаправок природным топливом .

Медицина  также широко и успешно использует достижения в области атомной  энергетики в лечении различных  болезней таких, как злокачественные  новообразования и неопухолевые заболевания. При лечении рака энергия, возникающая при распаде радионуклидов, используемых в медицине, поражает генетический аппарат трансформированных клеток, тем самым останавливает их рост .

При исследовании механизмов реакций в органической и неорганической химии используется метод меченых атомов. Этот метод  сыграл немаловажную роль в обнаружении  новых закономерностей в физике, медицине, металлургии, биологии . Возможность определения генетического кода возникла после появления радиоавтографического анализа.

Обзор только позитивных аспектов использования  атомной энергии рисует весьма радужную картину, но для оценки реальной ситуации, сложившейся в настоящий момент нельзя упускать из виду те негативные моменты, которые могут возникнуть при определенных условиях и привести к не всегда предсказуемым последствиям.

Наиболее  чудовищное и смертельно опасное  применение энергии ядер для всего  человечества является развязывание атомной  войны. Достаточно вспомнить, что  когда  ядерный смерч разбушевавшейся  материи уничтожил одномоментно 300 тыс. людских жизней, по данным прессы, при бомбардировке Хиросимы и  Нагасаки в 1945 году, то становится понятным опасение мировой общественности перед  лицом этой грозной силы. Очевидно, что чем больше энергия используемая во благо, тем больше ее может быть использовано во зло.

Количество  несчастных случаев, связанных с  атомной энергетикой, на АЭС, значительно  меньше, чем в других областях человеческой деятельности . Тем не менее, несколько лет назад происшедшая авария в Чернобыле заставляет пересмотреть наше отношение к организации безопасности работы АЭС и защиты от неконтролируемого развития ядерной реакции. Необходимо дальнейшее снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций, хотя вероятно, полностью избежать их никогда не удастся. Все же количество жертв на ЧАЭС удалось значительно снизить, благодаря самоотверженной работе спасателей, которые под час не жалея своей жизни шли на риск, ради того, чтобы обеспечить нормальную жизнь населению, проживавшему поблизости с местом трагедии.

Стремительное развитие техники и технологии, по всей видимости, остановить нельзя, несмотря на мрачные вехи истории прогресса, такие как авария на химическом заводе в Бхопале, унесшая 2.5 тыс. человек, взрыв емкостей со сжиженным газом под Мехико (400 чел. погибло и более 4000 получили ранения), авария летательных аппаратов “Челленджер”, “Титан”, “Дельта”. Все выше сказанное подводит к тому, что внедрение атомной энергетики является неизбежным процессом в рамках настоящего исторического развития общества. Замена органического топлива ядерным решит еще одну глобальную экологическую проблему, связанную с нарастающим загрязнением окружающей среды, уменьшением доли кислорода в воздухе и парниковым эффектом, возникшей при использовании в качестве топлива нефти, мазута, угля.

Для того чтобы  внедрение атомной энергетики и  использование радиоактивности  в народном хозяйстве не принесло большего ущерба, чем тот, который  наносится природе в настоящий  момент существует специальная дисциплина, именующаяся радиационной безопасностью, рассмотрение определения, целей и задач, а так же физических основ которой будет осуществлено в следующем разделе.

Ядерный топливный цикл.

Атомная энеpгетика – это сложное пpоизводство, включающее множество пpомышленных пpоцессов, котоpые вместе обpазуют топливный цикл. Существуют pазные типы топливных циклов, зависящие от типа pеактоpа и от того, как пpотекает конечная стадия цикла.

Обычно топливный  цикл состоит из следующих пpоцессов. В pудниках добывается урановая руда. Руда измельчается для отделения диоксида уpана, а pадиоактивные отходы идут в отвал. Полученный оксид уpана (желтый кек) пpеобразуется в гексафтоpид уpана – газообразное соединение. Для повышения концентpации уpана-235 гексафтоpид уpана обогащают на заводах по разделению изотопов. Затем обогащенный уpан снова пеpеводят в твеpдый диоксид уpана, из котоpого изготавливают топливные таблетки. Из таблеток собирают тепловыделяющие элементы (твэлы), котоpые объединяют в сборки для ввода в активную зону ядеpного pеактоpа АЭС. Извлеченное из реактора отработанное топливо имеет высокий уровень радиации и после охлаждения на территории электростанции отправляется в специальное хранилище. Предусматривается также удаление отходов с низким уpовнем pадиации, накапливающихся в ходе эксплуатации и технического обслуживания станции. По истечении срока службы и сам реактор должен быть выведен из эксплуатации (с дезактивацией и удалением в отходы узлов реактора). Каждый этап топливного цикла регламентируется так, чтобы обеспечивались безопасность людей и защита окружающей среды.

Рост мощности АЭС мира

Атомную (ядерную) энергетику можно рассматривать  как одну из важных подотраслей мировой энергетики, которая во второй половине XX в. стала вносить существенный вклад в производство электроэнергии. Особенно это относится к тем регионам планеты, где нет или почти нет собственных первичных энергетических ресурсов. По себестоимости вырабатываемой электроэнергии современные АЭС уже вполне конкурентоспособны в сравнении с другими типами электростанций. В отличие от обычных ТЭС, работающих на органическом топливе, они не выбрасывают в атмосферу парниковые газы и аэрозоли, что тоже является их достоинством.

         Неудивительно, что на протяжении последних десятилетий мировая атомная энергетика превратилась в крупную отрасль, важную составную часть мирового хозяйства. Еще в 1970 г. все атомные электростанции мира выработали лишь 85 млрд кВт-ч электроэнергии, но уже в 1980 г. – около 700 млрд, в 1990 г. – 1800 млрд, а в 2005 г. – почти 2750 млрд кВт-ч. Одновременно возрастала и суммарная мощность АЭС мира (рис. 74). Однако рисунок 1. наглядно отражает и очень существенные перепады, которые были характерны для развития мировой атомной энергетики во второй половине XX в.

Первые программы  быстрого роста атомной энергетики были разработаны еще в 50—60-е  гг. XX в. в США, Великобритании, СССР, затем в ФРГ, Японии. Но в большинстве  своем они не были выполнены. Это  объяснялось, прежде всего, недостаточной  конкурентоспособностью АЭС по сравнению  с тепловыми электростанциями, работающими  на угле, мазуте и газе.

С началом  мирового энергетического кризиса, который привел к резкому подорожанию  нефти, да и других видов минерального топлива, по-новому поставил вопросы  надежности энергоснабжения, шансы  атомной энергетики быстро возросли. В первую очередь это относилось к странам, не обладавшим большими ресурсами  нефти и газа, а иногда и угля, – Франции, ФРГ, Бельгии, Швеции, Финляндии, Японии, Республике Корея. Однако крупные  программы развития атомной энергетики были приняты также и в таких  богатых минеральным топливом странах, как США и СССР.

В конце 1970-х  гг. большинство западных экспертов  считало, что к началу XXI в. мощность АЭС может достигнуть 1300–1600 млн кВт, или примерно половины суммарной мощности всех электростанций, а сами АЭС появятся в 50 странах мира. На X сессии МИРЭК обсуждался прогноз на 2020 г., согласно которому доля атомной энергетики в мировом потреблении топлива и энергии должна была составить 30 %.

Но уже  в середине 1980-х гг. темпы роста  атомной энергетики снова замедлились, в большинстве стран были пересмотрены и планы сооружения АЭС, и прогнозы. Объясняется это комплексом причин. Среди них – успехи политики энергосбережения, постепенное удешевление нефти  и в особенности – переоценка экологических последствий сооружения АЭС. Эта переоценка произошла после  аварии на американской АЭС «Три Майл Айленд» и в особенности после катастрофы на Чернобыльской АЭС в 1986 г., которая затронула 11 областей Украины, Белоруссии и России с населением 17 млн человек и привела к повышению уровня радиации в 20 странах в радиусе 2000 км от Чернобыля. На северо-западе радиоактивные осадки достигли северных районов Норвегии, на западе – р. Рейн, на юге – Персидского залива.

Вот почему в 1980-егг. сложилась совершенно новая  ситуация, и развитие атомной энергетики мира в целом явно замедлилось. Правда, политика разных стран по отношению  к данной отрасли оказалась отнюдь не одинаковой.

2. Ядерные реакторы.

Промышленные  ядерные pеактоpы первоначально разрабатывались лишь в стpанах, обладающих ядеpным оpужием. США, СССР, Великобpитания и Фpанция активно исследовали разные варианты ядерных pеактоpов. Однако впоследствии в атомной энергетике стали доминировать тpи основных типа pеактоpов, различающиеся, главным обpазом, топливом, теплоносителем, пpименяемым для поддержания нужной темпеpатуры активной зоны, и замедлителем, используемым для снижения скоpости нейтpонов, выделяющихся в пpоцессе pаспада и необходимых для поддеpжания цепной pеакции.

Сpеди них пеpвый (и наиболее pаспpостpаненный) тип – это pеактоp на обогащенном уpане, в котоpом и теплоносителем, и замедлителем является обычная, или «легкая», вода (легководный реактор). Существуют две основные pазновидности легководного реактора: pеактоp, в котоpом паp, вpащающий туpбины, обpазуется непосpедственно в активной зоне (кипящий реактор), и pеактоp, в котоpом паp обpазуется во внешнем, или втоpом, контуpе, связанном с пеpвым контуpом теплообменниками и паpогенеpатоpами (водо-водяной энергетический реактор – ВВЭР). Разработка легководного реактора началась еще по программам вооpуженных сил США. Так, в 1950-х годах компании «Дженеpал электpик» и «Вестингауз» pазpабатывали легководные реакторы для подводных лодок и авианосцев ВМФ США. Эти фиpмы были также привлечены к реализации военных пpограмм pазработки технологий регенерации и обогащения ядеpного топлива. В том же десятилетии в Советском Союзе был pазработан кипящий реактор с гpафитовым замедлителем.

Втоpой тип pеактоpа, котоpый нашел практическое применение, – газоохлаждаемый pеактоp (с гpафитовым замедлителем). Его создание также было тесно связано с ранними программами разработки ядерного оpужия. В конце 1940-х – начале 1950-х годов Великобpитания и Фpанция, стpемясь к созданию собственных атомных бомб, уделяли основное внимание pазработке газоохлаждаемых реакторов, котоpые довольно эффективно вырабатывают оружейный плутоний и к тому же могут pаботать на пpиродном уpане.

Тpетий тип pеактоpа, имевший коммерческий успех, – это реактоp, в котоpом и теплоносителем, и замедлителем является тяжелая вода, а топливом тоже природный уран. В начале ядерного века потенциальные пpеимущества тяжеловодного реактора исследовались в ряде стран. Однако затем пpоизводство таких реакторов сосредоточилось главным обpазом в Канаде отчасти из-за ее обшиpных запасов уpана.

freepapers.ru

Реферат Тема: "аэс: за и против"

Томский Государственный Университет

Реферат

Тема: "АЭС: за и против"

Выполнила студентка

955 группы

Байгулова Евгения

Томск-2006

Содержание:

Введение

1. Особенности атомной энергетики
2. Ресурсы атомной энергетики
3. Воздействие атомных станций на окружающую среду
4. Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС
   1. Перенос радиоактивности в окружающей среде
   2. Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека
5. Плюсы и минусы атомной энергетики
6. Заключение
7. Список используемой литературы

Введение

Опыт прошлого свидетельствует, что проходит не менее 80 лет, прежде чем одни основные источники энергии заменяются другими - дерево заменил уголь, уголь - нефть, нефть - газ, химические виды топлива заменила атомная энергетика. История овладения атомной энергией - от первых опытных экспериментов - насчитывает около 60 лет, когда в 1939г. была открыта реакция деления урана.

В 30-е годы нашего столетия известный ученый И.В. Курчатов обосновывал необходимость развития научно-практических работ в области атомной техники в интересах народного хозяйства страны.

В 1946 г. в России был сооружен и запущен первый на Европейско-Азиатском континенте ядерный реактор. Создается уранодобывающая промышленность. Организовано производство ядерного горючего – урана-235 и плутония-239, налажен выпуск радиоактивных изотопов.

В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске, а через 3 года на океанские просторы вышло первое в мире атомное судно – ледокол «Ленин».

Начиная с 1970 г. во многих странах мира осуществляются масштабные программы развития ядерной энергетики. В настоящее время сотни ядерных реакторов работают по всему миру.

Атомная энергетика - активно развивающаяся отрасль. Очевидно, что ей предназначено большое будущее, так как запасы нефти, газа, угля постепенно иссякают, а уран - достаточно распространенный элемент на Земле. Но следует помнить, что атомная энергетика связана с повышенной опасностью для людей, которая, в частности, проявляется в крайне неблагоприятных последствиях аварий с разрушением атомных реакторов.

Насколько опасна ядерная энергетика? Этим вопросом особенно часто стали задаваться в последнее время, особенно после аварий на атомных электростанциях Тримайл-Айленд и Чернобыльской АЭС.

1.Особенности атомной энергетики

Энергия - это основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека - от стирки белья до исследования Луны и Марса - требуют расхода энергии. И чем дальше, тем больше.

На сегодняшний день энергия атома широко используется во многих отраслях экономики. Строятся мощные подводные лодки и надводные корабли с ядерными энергетическими установками. С помощью мирного атома осуществляется поиск полезных ископаемых. Массовое применение в биологии, сельском хозяйстве, медицине, в освоении космоса нашли радиоактивные изотопы.

В России имеется 9 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек.

Положительное значение атомных электростанций в энергобалансе очевидно. Гидроэнергетика для своей работы требует создание крупных водохранилищ, под которыми затапливаются большие площади плодородных земель по берегам рек. Вода в них застаивается и теряет свое качество, что в свою очередь обостряет проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степени способствуют разрушению биосферы и природной среды Земли. Они уже истребили многие десятки тонн органического топлива. Для его добычи из сельского хозяйства и других сфер изымаются огромные земельные площади. В местах открытой добычи угля образуются «лунные ландшафты». А повышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса в воздух десятков миллионов тонн . Все тепловые энергетические установки мира выбрасывают в атмосферу за год до 250 млн. т золы и около 60 млн. т сернистого ангидрида.

Атомные электростанции – третий «кит» в системе современной мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП. В случае безаварийной работы атомные электростанции не производят практически никакого загрязнения окружающей среды, кроме теплового. Правда в результате работы АЭС (и предприятий атомного топливного цикла) образуются радиоактивные отходы, представляющие потенциальную опасность. Однако объем радиоактивных отходов очень мал, они весьма компактны, и их можно хранить в условиях, гарантирующих отсутствие утечки наружу.

АЭС экономичнее обычных тепловых станций, а, самое главное, при правильной их эксплуатации – это чистые источники энергии.

Вместе с тем, развивая ядерную энергетику в интересах экономики, нельзя забывать о безопасности и здоровье людей, так как ошибки могут привести к катастрофическим последствиям.

Всего с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Наиболее характерные из них: в 1957 г. – в Уиндскейле (Англия), в 1959 г. – в Санта-Сюзанне (США), в 1961 г. – в Айдахо-Фолсе (США), в 1979 г. – на АЭС Три-Майл-Айленд (США), в 1986 г. – на Чернобыльской АЭС (СССР).

2. Ресурсы атомной энергетики

Совсем иная картина, иные перспективы появляются в случае применения АЭС с реакторами на быстрых нейтронах, в которых используются практически весь добываемый уран. Это означает, что потенциальные ресурсы ядерной энергетики с реакторами на быстрых нейтронах примерно в 10 раз выше по сравнению с традиционной (на органическом топливе). Больше того, при полном использовании урана становится рентабельной его добыча и из очень бедных по концентрации месторождений, которых довольно много на земном шаре. А это в конечном счете означает практически неограниченное (по современным масштабам) расширение потенциальных сырьевых ресурсов ядерной энергетики.

Итак, применение реакторов на быстрых нейтронах значительно расширяет топливную базу ядерной энергетики. Однако может возникнуть вопрос: если реакторы на быстрых нейтронах так хороши, если они существенно превосходят реакторы на тепловых нейтронах по эффективности использования урана, то почему последние вообще строятся? Почему бы с самого начала не развивать ядерную энергетику на основе реакторов на быстрых нейтронах?

Прежде всего следует сказать, что на первом этапе развития ядерной энергетики, когда суммарная мощность АЭС была мала и U 235 хватало, вопрос о воспроизводстве не стоял так остро. Поэтому основное преимущество реакторов на быстрых нейтронах - большой коэффициент воспроизводства - еще не являлся решающим.

В то же время вначале реакторы на быстрых нейтронах оказались еще не готовыми к внедрению. Дело в том, что при своей кажущейся относительной простоте (отсутствие замедлителя) они технически более сложны, чем реакторы на тепловых нейтронах. Для их создания необходимо было решить ряд новых серьезных задач, что, естественно, требовало соответствующего времени. Эти задачи связаны в основном с особенностями использования ядерного топлива, которые, как и способность к воспроизводству, по-разному проявляются в реакторах различного типа. Однако в отличие от последней эти особенности сказываются более благоприятно в реакторах на тепловых нейтронах.

Первая из этих особенностей заключается в том, что ядерное топливо не может быть израсходовано в реакторе полностью, как расходуется обычное химическое топливо. Последнее, как правило, сжигается в топке до конца. Возможность протекания химической реакции практически не зависит от количества вступающего в реакцию вещества. Ядерная же цепная реакция не может идти, если количество топлива в реакторе меньше определенного значения, называемого критической массой.

Уран (плутоний) в количестве, составляющем критическую массу, не является топливом в собственном смысле этого слова. Он на время как бы превращается в некоторое инертное вещество наподобие железа или других конструкционных материалов, находящихся в реакторе. Выгорать может лишь та часть топлива, которая загружается в реактор сверх критической массы. Таким образом, ядерное топливо в количестве, равном критической массе, служит своеобразным катализатором процесса, обеспечивает возможность протекания реакции, не участвуя в ней.

Естественно, что топливо в количестве, составляющем критическую массу, физически неотделимо в реакторе от выгорающего топлива. В тепловыделяющихся элементах, загружаемых в реактор, с самого начала помещается топливо как для создания критической массы, так и для выгорания. Значение критической массы неодинаково для различных реакторов и в общем случае относительно велико.

3. Воздействие атомных станций на окружающую среду

Техногенные воздействия на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразны. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды. Наиболее существенные факторы -

1. локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве,
2. повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации,
3. сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты,
4. изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС,
5. изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного - не менее чем в 5-10 раз "чище" в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

Отметим важность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистемы, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т.е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

4. Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человекаРассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: пути воздействия различных радиоактивных веществ на организм, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Существует термин "входные ворота радиации", обозначающий пути попадания радиоактивных веществ и излучений изотопов в организм.

Различные радиоактивные вещества по - разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

Виды радиоактивного излучения

Пути проникновения радиации в организм человека

5. Плюсы и минусы атомной энергетики

За 40 лет развития атомной энергетики в мире построено около 400 энергоблоков в 26 странах мира с суммарной энергетической модностью около 300 млн. кВт. Основными преимуществами атомной энергетики являются высокая конечная рентабельность и отсутствие выбросов в атмосферу продуктов сгорания (с этой точки зрения она может рассматриваться как экологически чистая), основными недостатками потенциальная опасность радиоактивного заражения окружающей среды продуктами деления ядерного топлива при аварии (типа Чернобыльской или на американской станции Тримайл Айленд) и проблема переработки использованного ядерного топлива.

Остановимся сначала на преимуществах. Рентабельность атомной энергетики складывается из нескольких составляющих. Одна из них независимость от транспортировки топлива. Если для электростанции мощностью 1 млн. кВт требуется в год около 2 млн. т.у.т. (или около 5 млн. низкосортного угля), то для блока ВВЭР-1000 понадобится доставить не более 30 т. обогащенного урана, что практически сводит к нулю расходы на перевозку топлива (на угольных станциях эти расходы составляют до 50% себестоимости). Использование ядерного топлива для производства энергии не требует кислорода и не сопровождается постоянным выбросом продуктов сгорания, что, соответственно, не потребует строительства сооружений для очистки выбросов в атмосферу. Города, находящиеся вблизи атомных станций, являются в основном экологически чистыми зелеными городами во всех странах мира, а если это не так, то это происходит из-за влияния других производств и объектов, расположенных на этой же территории. В этом отношении ТЭС дают совсем иную картину. Анализ экологической ситуации в России показывает, что на долю ТЭС приходится более 25% всех вредных выбросов в атмосферу. К недостаткам ядерной энергетики следует отнести потенциальную опасность радиоактивного заражения окружающей среды при тяжелых авариях типа Чернобыльской. Сейчас на АЭС, использующих реакторы типа Чернобыльского (РБМК), приняты меры дополнительной безопасности, которые, по заключению МАГАТЭ (Международного агентства по атомной энергии), полностью исключают аварию подобной тяжести: по мере выработки проектного ресурса такие реакторы должны быть заменены реакторами нового поколения повышенной безопасности. Тем не менее, в общественном мнении перелом по отношению к безопасному использованию атомной энергии произойдет, по-видимому, не скоро. Проблема утилизации радиоактивных отходов стоит очень остро для всего мирового сообщества. Сейчас уже существуют методы остекловывания, битумирования и цементирования радиоактивных отходов АЭС, но требуются территории для сооружения могильников, куда будут помещаться эти отходы на вечное хранение. Страны с малой территорией и большой плотностью населения испытывают серьезные трудности при решении этой проблемы

Факторы «За» атомные станции:

1. Атомная энергетика является на сегодняшний день лучшим видом получения энергии. Экономичность, большая мощность, экологичность при правильном использовании.
2. Атомные станции по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями обладают преимуществом в расходах на топливо, что особо ярко проявляется в тех регионах, где имеются трудности в обеспечении топливно-энергетическими ресурсами, а также устойчивой тенденцией роста затрат на добычу органического топлива.
3. Атомным станциям не свойственны также загрязнения природной среды золой, дымовыми газами с CO2, NOх, SOх, сбросными водами, содержащими нефтепродукты.

1. Ужасные последствия аварий на АЭС.
2. Локальное механическое воздействие на рельеф - при строительстве.
3. Повреждение особей в технологических системах - при эксплуатации.
4. Сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты.
5. Изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС.
6. Изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Список используемой литературы

1. Ольсевич О.Я., Гудков А.А. Критика экологической критики. - М.: Мысль, 1990. - 213с.
2. Ядерная и термоядерная энергетика будущего/Под ред. Чуянова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 192с.
3. Ядерный след/ Губарев В.С., Камиока И., Лаговский И.К. и др.; сост. Малкин Г. - М.: ИздАТ, 1992. - 256с.
4. Д. Никитин, Ю. Новиков "Окружающая среда и человек", 1986 г.
5. Ю.А. Израэль "Проблемы всестороннего анализа окружающей среды и принципы комплексного мониторинга" Ленинград, 1988 г.
6. В.В. Бадев, Ю.А. Егоров, С.В. Казаков "Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС", Москва, Энергоатомиздат, 1990 г.
7. http://doki.tomsk.ru

kzdocs.docdat.com

Смотрите также

• 
  Профессиональные заболевания верхних дыхательных путей реферат
• 
  Реферат мифологическое миропонимание и его специфика
• 
  Реферат по физике современные виды связи
• 
  Реферат тактика выживания при огневом контакте
• 
  Особенности урбанизации в развивающихся странах реферат
• 
  Реферат ораторское искусство и деловое общение
• 
  Договор подряда понятие и виды реферат
• 
  Музыкальная культура белоруссии реферат 4 класс
• 
  Физкультура для работников умственного труда реферат
• 
  Реферат на тему как написать эссе
• 
  Николай 1 и его империя реферат