Образовака🌡️ Физика9 классСтроение атома и атомного ядра. использование энергии атомных ядер

Атомная энергетика

4.6

Средняя оценка: 4.6

Всего получено оценок: 576.

Развитие человеческой цивилизации требует все большей и большей энергии, и поиск ее источников становится все актуальнее. Перспективным направлением исследований по этой теме является атомная энергетика, краткая характеристика которой представлена в данной статье.

Применение атомной энергии

Суть работы всех современных электростанций (исключение – солнечные) – это преобразование механической энергии вращения вала генератора в электрическую. Энергия же вращения производится по-разному. В гидроэлектростанциях это вращение лопаток гидротурбины, а в ветроэнергетике – вращение лопастей ветрового колеса. Но чаще всего, генераторы вращаются паровыми турбинами, пар для которых производится в паровых котлах.

Тепло для котлов с начала XXв производилось сжиганием угля или мазута. Добыча этих ископаемых становилась все дороже, а требовалось их все больше. В середине XXв появилась новая возможность получения тепла в гораздо больших объемах с меньшими затратами – использование энергии распада тяжелых элементов. В атомном реакторе происходит управляемая ядерная реакция распада ядер урана с выделением большого количества тепла, которое и служит для выработки электроэнергии.

Первая в мире атомная электростанция (АЭС) была построена в 1954 г в СССР, в городе Обнинске. Мощность вырабатываемой электроэнергии составила 5 МВт. В качестве источника энергии использовался уран-235. Это был реактор на тепловых («медленных») нейтронах.

К сожалению, уран-235 в природном сырье слишком распылен. И его концентрирование (обогащение) обходится все дороже. Поэтому велись разработки реакторов на «быстрых» нейтронах, где можно использовать уран-238, и торий-232, наиболее распространенные в природе. Также такие реакторы являются более безопасными – в них ниже давления и температуры, а отработанное топливо быстрее распадается, теряя радиоактивность.

Но разработка реакторов на быстрых нейтронах имеет ряд трудно разрешимых проблем конструктивного и экономического плана, поэтому в настоящее время в мире работает лишь два таких реактора на Белоярской АЭС, остальные страны остановили или заморозили разработки.

Плюсы и минусы атомной энергетики

Рассмотрим плюсы и минусы атомной энергетики.

Работа АЭС имеет огромные возможности для обеспечения человечества энергетическими ресурсами. При работе нет потребления сырья, не требуется работа добывающей промышленности. Не используется кислород воздуха, не выделяются в окружающее пространство вредные и опасные вещества.

Однако после исчерпания (которое обычно происходит в течении 20-30 лет) отработанное атомное топливо нуждается в утилизации и захоронении. Также утилизации подлежат и все конструкции отработавшего реактора, которые много лет подвергались действию радиации. Уменьшение радиоактивного фона происходит медленно, и места захоронений долгое время будут непригодны для жизни.

Еще большую опасность представляют аварии с выбросом радиоактивного вещества в окружающее пространство. События, произошедшие в Чернобыле в 1986 г, на Фукусиме в 2011 г привели к радиоактивному загрязнению обширных областей.

Поэтому, хотя развитию ядерной энергетики альтернативы нет, необходимо помнить, что, как и любое изобретение человечества, она несет в себе не только выгоды, но и угрозы, и принимать меры для их исключения.

Что мы узнали?

Первая атомная АЭС была построена в 1954г в Обнинске. Атомная энергия позволяет иметь доступ к большим энергетическим ресурсам, являясь экологически более чистой, чем обычные тепловые электростанции. Однако, ядерное топливо представляет собой большую угрозу в случае аварий, а кроме того, после отработки требует утилизации и захоронения.