Авария на Чернобыльской АЭС

АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ОБЩЕСТВО.   ГУМАНИТАРНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ

 

    

 

                      Выполнил:    Шипулин Артем, ученик 9 класса

                      Руководитель: Гагарина Любовь Алексеевна, учитель физики

 

                                                   

                                         п. Победа 2010

                                            Содержание

1. Введение…………………………………………………………..стр.3

2. Основная часть…………………………………………………..стр.5

          2.1. Атомная энергетика……………………………………...стр.5

                      

          2.2. Ядерное оружие………………………………………….стр.9

 

          2.3. Авария на Чернобыльской АЭС………………………..стр.10

                  2.3.1.История Чернобыльской катастрофы………………стр.10

                  2.3.2.Устройство реактора…………………………………стр.12

                  2.3.3.Последствия аварии………………………………….стр.13

         2.4. Воздействие атомных станций на окружающую среду…..стр.14

         2.5. Радиационная обстановка в Томской области…………….стр.15

             

         2.6. Авария на радиохимическом заводе Сибирского химического

                комбината…………………………………………………….стр.17

           

         2.7.Общественное мнение………………………………………..стр.18

 

3.Заключение……………………………………………………………стр.19

 

4. Литература……………………………………………………………стр.20

Введение

 

Энергетика - важнейшая отрасль народного хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии. Это основа экономики государства. Развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием природных ресурсов нашей планеты, с потреблением энергии во все возрастающих масштабах. Но большинство ресурсов не возобновляется, по крайней мере, в заметных количествах. Это повышает ответственность людей перед грядущими поколениями за бережное и рациональное использование ресурсов планеты, возможно меньшее загрязнение ее всевозможными отходами.

 

Проблему «энергетического голода» не решает и использование энергии так называемых возобновляемых источников (энергии рек, ветра, солнца, морских волн, глубинного тепла Земли), так как они могут обеспечить в лучшем случае только 5 – 10% наших потребностей. В связи с этим в середине ХХ века возникла необходимость поиска новых источников энергии. 

 

В США работы по овладению атомной энергией велись в поисках нового вида разрушительного оружия под эгидой военных. Работами по созданию атомной бомбы руководил американский физик Роберт Оппенгеймер. Первый испытательный взрыв бомбы произошел в пустыне в районе Аламогордо утром 16 июля 1945 года. 6 августа того же года атомная бомба была сброшена на Хиросиму, 9 августа – на Нагасаки. Мир вступил в атомную эру.

В СССР работы над атомной энергией начались в 1943 году под руководством выдающегося советского ученого И. В. Курчатова. В трудных условиях небывалой войны советские ученые решали сложнейшие научные и технические задачи, связанные с овладением атомной энергией. 25 декабря 1946 года под руководством И.В.Курчатова впервые на континенте Европы и Азии была осуществлена цепная реакция. В Советском Союзе началась и эра мирного атома.

27 июня 1954 года в подмосковном городе Обнинске вошла в строй первая в мире атомная электростанция (АЭС).

 

 

В настоящее время реальный вклад в энергоснабжение вносит атомная энергетика. Развитие атомной энергетики зависит от уровня общемировых энергетических потребностей.

 

Атомная энергетика - область техники, основанная на использовании реакции деления атомных ядеp для выработки теплоты и пpоизводства электpоэнергии.

 

Выбранная тема в настоящее время очень актуальна, поэтому мне захотелось углубить знания по данному вопросу.

 

Цель: Расширение кругозора об истории развития ядерной энергетике, экологических проблем возникающих при эксплуатации атомных электростанций (АЭС).

Задачи:

· Выяснить каковы преимущества имеют АЭС перед другими видами электростанций;

· Выяснить существование техногенных воздействий на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций;

· Изучить общественное мнение о развитии атомной энергетики;

· Развивать навык работы с дополнительной литературой.

· Подготовить презентацию.                                 

                                              

 

 

                                       2. Основная часть 

                                

2.1. Атомная энергетика

До 1940 года многие ученые считали, что ядерная физика представляет чисто научный интерес, не имея при этом никакого практического применения.                                                           

 

Так, в 1937 году Резерфорд утверждал, что получение ядерной энергии в                                      более или менее значительных количествах, достаточных для практического использования, никогда не будет возможным.

Однако уже в 1942 году в США под руководством Энрико Ферми (рис.1) был построен первый ядерный реактор. Первый европейский реактор был создан в 1946 году в Советском Союзе под руководством Игоря Васильевича Курчатова (1903-1960) - выдающегося советского физика, академика, трижды Героя Социалистического труда (рис.2).

                                                                                                                                                             

      

          Рис. 2 - Курчатов И.В.                                       Рис.1 – Э.Ферми                                                        

                                 

Применение ядерной энергии для преобразования ее в электрическую впервые было осуществлено в нашей стране в 1954 году. В городе Обнинске была введена в действие первая атомная электростанция (АЭС) мощностью  5000 кВт (рис.3). Современные АЭС имеют в сотни раз большую мощность. Энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе, использовалась для превращения воды в пар, который вращал затем связанную с генератором турбину.

 

По такому же принципу действуют введенные в эксплуатацию Нововоронежская, Ленинградская, Курская, Кольская и другие АЭС. Реакторы этих станций имеют мощность 500-1000МВт.

 

         

 

В 1990г. атомными электростанциями (АЭС) мира производилось 16% электроэнергии. Такие электростанции pаботали в 31 стpане и стpоились еще в 6 стpанах. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен во Фpанции, Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгаpии и Швейцаpии, т.е. в тех странах, где недостаточно природных энергоpесуpсов.

АЭС имеют ряд преимуществ перед другими видами электростанций.

· Основное преимущество заключается в том, для работы АЭС требуется очень небольшое количества топлива (энергия, заключенная в 1 г урана, равна энергии, выделяющейся при сгорании 2,5 тонн нефти). В связи с этим эксплуатация атомных электростанций обходится значительно дешевле, чем тепловых. Атомные электростанции строятся, прежде всего, в европейской части страны. Ядерные реакторы не потребуют дефицитного органического топлива и не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт.

· Второе преимущество АЭС (при правильной их эксплуатации) заключается в их экологической чистоте по сравнению с ТЭС. 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. В выбросах АЭС, содержатся радиоактивные газы и частицы. Но большая часть радиоактивных ядер довольно быстро распадаются, превращаясь в нерадиоактивные.

Что же касается электростанций, работающих на угле, то именно они являются одним из основных источников поступления в среду обитания человека долгоживущих радионуклонов. Дело в том, что в угле всегда содержатся микропримеси радиоактивных элементов, которые выносятся с продуктами сгорания, осаждаясь на прилегающей местности и накапливаясь на зольных полях возле ТЭС.

Например, на зольных полях Рефтинской ТЭС, расположенной в 80 км от Екатеринбурга, за время ее работы накопилось до 7 кг урана, тория, радия и других радиоактивных изотопов.

Кроме того, используемое на ТЭС природное органическое топливо (уголь, нефть, газ) содержит от 1,5 до 4,5% серы. Образующийся при сгорании топлива сернистый ангидрит, даже пройдя через фильтры и системы очистки, частично выбрасывается в атмосферу. Вступая в контакт с атмосферной влагой, он образует раствор серной кислоты и вместе с дождями выпадает на землю. Такие кислотные дожди наносят огромный ущерб растительности, разрушают структуру почвы и значительно меняют ее состав (для восстановления которого необходима не одна сотня лет).

Неблагоприятные экологические последствия связаны и с использованием энергии рек. Эти последствия заключаются в отчуждении больших площадей земли (в связи со строительством водохранилищ и образованием вследствие этого болот), гибелью рыбы в результате перекрытия рек и т.д. Для строительства электростанций достаточной мощности, преобразующих энергию солнца и ветра, тоже требуются огромные территории.

Что же касается ядерной энергетики, то она не сопровождается вышеперечисленными негативными явлениями. Но это вовсе не означает, что АЭС не порождают серьезных проблем.

В настоящее время квалифицированная критика ядерной энергетики концентрируется вокруг трех ее принципиальных проблем:

· Содействие распространению ядерного оружия;

· Захоронение радиоактивных отходов и демонтажей отслуживших свой срок АЭС (срок их службы около 20 лет, после чего восстановление станций из-за многолетнего воздействия радиации на материалы конструкций невозможно);

· Возможность аварий. АЭС проектируются с расчетом на максимальную безопасность персонала станций и населения. Опыт эксплуатации АЭС во всем мире показывает, что биосфера надежно защищена от радиоактивного воздействия предприятий ядерной энергетики в нормальном режиме эксплуатации. Однако 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 на атомных подводных лодках и ледоколах.

Первая проблемаможет быть решена только в рамках мирового сообщества. Большой вклад в ее решение вносит деятельность Международного агенства по атомной энергии при ООН (МАГАТЭ), созданного в 1957 г. Для контроля за нераспространением ядерного оружия и безопасным применением ядерной энергии в мировых целях.

 

Вторая проблема – обезвреживание радиоактивных отходов сводится в основном к трем задачам:

1. К совершенствованию технологий с целью уменьшения образования отходов при работе реакторов;

2. К переработке отходов для их консолидации (т.е. скрепления, связывания) и уменьшения опасности от распространения в окружающей среде;

3. К надежной изоляции отходов от биосферы и человека за счет создания могильников разных типов.

Для выполнения поставленных задач в проектах АЭС предусмотрены установки для отверждения жидких отходов. На Санкт-Петербургской, Тверской и многих других АЭС они уже действуют; на остальных – подготовлены к внедрению или проходят опытно – экспериментальную проверку.

Кроме того, на заводах по переработке ядерного топлива производится остеклование отходов. Газообразные отходы подвергаются очистке.

 

Что касается третьей проблемы – безопасности АЭС, деятельность МАГАТЭ направлена на разработку стандартов безопасности (касающихся выбора мест размещения АЭС, их проектирования, эксплуатации и пр.), консультирование стран – членов МАГАТЭ по проблеме создания программы помощи состоящим в ней странам в случае аварий, по оказанию содействия развивающимся странам по вопросам безопасности и т.п.

Проводимый экспертами МАГАТЭ анализ происшедших на атомных станциях аварий, выдача рекомендаций по их профилактике, внедрение в практику современных методов анализа безопасности и многие другие меры содействуют выравниванию и повышению в целом уровня безопасности АЭС в мире.

                                       

Ядерное оружие

Неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом размножения 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.

При взрыве бомбы температура достигает десятков миллионов кельвин. При такой температуре резко повышается давление и образуется мощная взрывная волна (рис.5). Одновременно возникает мощное излучение. Продукты цепной реакции при взрыве бомбы сильно радиоактивны и опасны для живых организмов.

Атомные бомбы были применены США в конце мировой войны против Японии. В августе 1945 года были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки.

В термоядерной (водородной) бомбе источником энергии, которая необходима для термоядерного синтеза, служит взрыв атомной бомбы (урановой или плутониевой), помещенной внутри термоядерной. В нашей стране основные идеи создания термоядерного взрыва были выдвинуты                                                                                           

А.Д. Сахаровым.

                                                                                                  

Рис.4 – Ядерный взрыв.                                                       Рис.5 - А.Д. Сахаров

С появлением ядерного оружия победа в войне стала невозможной. Ядерная война способна привести человечество к гибели, поэтому народы всего мира настойчиво борются за запрещение ядерного оружия.

 

И.В.Курчатов выступал за запрещение производства и испытаний атомного оружия, за развитие мирного использования атомной энергии. Он не раз повторял, что бомбы – это только необходимость, а наша цель – мирный атом.

Авария на Чернобыльской АЭС