Prezentacija na temu "Razvoj nuklearne energije". Prezentacija "Nuklearna energija u Rusiji i svijetu" Prezentacija na temu nuklearne energije u fizici

Slajd 1

* ATOMCON-2008 26.06.2008 Strategija razvoja nuklearne energije u Rusiji do 2050. godine Rachkov V.I., direktor Odeljenja za naučnu politiku Državne korporacije Rosatom, doktor tehničkih nauka, prof.

Slajd 2

* Svjetske prognoze za razvoj nuklearne energije Izjednačavanje specifične potrošnje energije u razvijenim zemljama i zemljama u razvoju zahtijevat će trostruko povećanje potražnje za energetskim resursima do 2050. godine. Značajan dio povećanja globalnih potreba za gorivom i energijom može preuzeti nuklearna energija, koja zadovoljava sigurnosne i ekonomske zahtjeve velike energije. WETO - “Ogledi svjetske energetske tehnologije - 2050”, Evropska komisija, 2006 “Budućnost nuklearne energije”, Massachusetts Institute of Technology, 2003

Slajd 3

* Stanje i neposredne perspektive razvoja svjetske nuklearne energije u 12 zemalja, gradi se 30 nuklearnih blokova ukupnog kapaciteta 23,4 GW(e). oko 40 zemalja je službeno izjavilo svoje namjere da stvore nuklearni sektor u svom nacionalnom energetskom sektoru. Do kraja 2007. godine, 439 nuklearnih reaktora sa ukupnim instaliranim kapacitetom od 372,2 GW(e) radilo je u 30 zemalja širom svijeta (dom za dvije trećine svjetske populacije). Nuklearni udio u svjetskoj proizvodnji električne energije iznosio je 17%. Država Broj reaktora, kom. Snaga, MW Udio nuklearne energije u proizvodnji. e/e, % Francuska 59 63260 76,9 Litvanija 1 1185 64,4 Slovačka 5 2034 54,3 Belgija 7 5824 54,1 Ukrajina 15 13107 48,1 Švedska 10 9014 4 46,65 Sl. zemljište 5 3220 40,0 Mađarska 4 1829 36,8 Koreja, Jug. 20 17451 35,3 Bugarska 2 1906 32,3 Češka 6 3619 30,3 Finska 4 2696 28,9 Japan 55 47587 27,5 Njemačka 17 20470 27,3 Država Broj reaktora, kom. Snaga, MW Udio nuklearne energije u proizvodnji. e/e, % SAD 104 100582 19,4 Tajvan (Kina) 6 4921 19,3 Španija 8 7450 17,4 Rusija 31 21743 16,0 Velika Britanija 19 10222 15,1 Kanada 18 125 Argentina 18 125 125 935 6,2 Južna Afrika 2,1800 5,5 Meksiko 2,1360 4.6 Holandija 1.482 4.1 Brazil 2.1795 2.8 Indija 17.3782 2.5 Pakistan 2.425 2.3 Kina 11.8572 1.9 Ukupno 439 372202 17.0

Slajd 4

* Dvostepeni razvoj nuklearne energije Energija iz termičkih reaktora i akumulacija plutonijuma u njima za pokretanje i paralelni razvoj brzih reaktora. Razvoj velikih nuklearnih elektrana zasnovanih na brzim reaktorima, postepeno zamjenjujući tradicionalnu proizvodnju energije korištenjem fosilnih organskih goriva. Strateški cilj razvoja nuklearne energetike bio je ovladavanje neiscrpnim resursima jeftinog goriva - uranijuma i, moguće, torija, na bazi brzih reaktora. Taktički cilj razvoja nuklearne energije bio je korištenje termičkih reaktora na U-235 (savladanih za proizvodnju oružnih materijala, plutonijuma i tritijuma, te za nuklearne podmornice) s ciljem proizvodnje energije i radioizotopa za nacionalnu ekonomiju i akumulirajući energetski kvalitetni plutonijum za brze reaktore.

Slajd 5

* Nuklearna industrija Rusije Trenutno, industrija uključuje: Kompleks nuklearnog oružja (NWC). Kompleks nuklearne i radijacijske sigurnosti (NRS). Nuklearni energetski kompleks (NEC): ciklus nuklearnog goriva; nuklearne energije. Naučno-tehnički kompleks (STC). Državna korporacija ROSATOM je dizajnirana da osigura jedinstvo sistema upravljanja kako bi se programi razvoja industrije sinhronizovali sa sistemom eksternih i unutrašnjih prioriteta Rusije. Osnovni zadatak OJSC Atomenergoprom je formiranje globalne kompanije koja se uspešno takmiči na ključnim tržištima.

Slajd 6

* U 2008. godini radilo je 10 nuklearnih elektrana (31 elektrana) snage 23,2 GW. U 2007. nuklearne elektrane proizvele su 158,3 milijarde kWh električne energije. Učešće nuklearnih elektrana: u ukupnoj proizvodnji električne energije – 15,9% (u evropskom dijelu – 29,9%); u ukupnom instalisanom kapacitetu - 11,0%. Ruske nuklearne elektrane 2008

Slajd 7

Slajd 8

* Nedostaci savremene nuklearne energije Otvoreni nuklearni gorivni ciklus termičkih reaktora je ograničen resurs goriva i problem upravljanja istrošenim gorivom. Veliki kapitalni troškovi za izgradnju nuklearne elektrane. Fokusirajte se na jedinice za napajanje velikog kapaciteta jedinice povezane sa čvorovima električne mreže i velikim potrošačima energije. Niska sposobnost nuklearnih elektrana da manevrišu snagom. Trenutno u svijetu ne postoji posebna strategija za rukovanje SNF-om iz termičkih reaktora (do 2010. će se akumulirati više od 300.000 tona SNF-a, uz godišnji porast od 11.000-12.000 tona SNF-a). Rusija je akumulirala 14.000 tona istrošenog goriva sa ukupnom radioaktivnošću od 4,6 milijardi Ci uz godišnji porast od 850 tona istrošenog goriva. Neophodno je preći na suhi način skladištenja istrošenog nuklearnog goriva. Uputno je odgoditi preradu najveće količine ozračenog nuklearnog goriva do početka serijske izgradnje brzih reaktora nove generacije.

Slajd 9

* Problemi rukovanja radioaktivnim otpadom i istrošenim nuklearnim gorivom Termalni reaktor kapaciteta 1 GW proizvodi 800 tona nisko i srednje radioaktivnog otpada i 30 tona istrošenog goriva visokog nivoa godišnje. Visokoaktivni otpad, koji zauzima manje od 1% zapremine, zauzima 99% ukupne aktivnosti. Nijedna od zemalja nije prešla na korištenje tehnologija koje bi riješile problem rukovanja ozračenim nuklearnim gorivom i radioaktivnim otpadom. Termalni reaktor električne snage od 1 GW proizvodi 200 kg plutonija godišnje. Stopa akumulacije plutonijuma u svijetu je ~70 tona godišnje. Glavni međunarodni dokument koji reguliše upotrebu plutonijuma je Ugovor o neširenju nuklearnog oružja (NPT). Za jačanje režima neširenja neophodna je njegova tehnološka podrška.

Slajd 10

* Pravci strategije u oblasti nuklearnog inženjeringa Završetak proizvodnje kritičnih elemenata tehnologije nuklearnog snabdevanja u ruskim preduzećima, koji su u celosti ili delimično uključeni u strukturu Državne korporacije ROSATOM. Stvaranje alternativnih dobavljača osnovne opreme postojećim monopolistima. Za svaku vrstu opreme očekuje se formiranje najmanje dva moguća proizvođača. Neophodno je formiranje taktičkih i strateških saveza Državne korporacije ROSATOM sa glavnim učesnicima na tržištu.

Slajd 11

* Zahtjevi za velike energetske tehnologije Velika energetska tehnologija ne bi trebala biti podložna prirodnim neizvjesnostima povezanim sa ekstrakcijom sirovina iz fosilnih goriva. Proces „sagorevanja“ goriva mora biti bezbedan. Zadržani otpad ne smije biti fizički i kemijski aktivniji od izvorne sirovine za gorivo. Uz umjereno povećanje instaliranog nuklearnog kapaciteta, nuklearna energija će se razvijati uglavnom na termalnim reaktorima s malim udjelom brzih reaktora. U slučaju intenzivnog razvoja nuklearne energije, brzi reaktori će u tome igrati odlučujuću ulogu.

Slajd 12

* Nuklearna energija i rizik od proliferacije nuklearnog oružja Elementi nuklearne energije koji određuju rizik od proliferacije nuklearnog oružja: Nova nuklearna tehnologija ne bi trebala dovesti do otvaranja novih kanala za dobijanje materijala za oružje i njegovu upotrebu u slične svrhe. Razvoj nuklearne energije korištenjem brzih reaktora s odgovarajuće dizajniranim gorivnim ciklusom stvara uslove za postepeno smanjenje rizika od proliferacije nuklearnog oružja. Odvajanje izotopa uranijuma (obogaćivanje). Odvajanje plutonijuma i/ili U-233 iz ozračenog goriva. Dugotrajno skladištenje ozračenog goriva. Skladištenje izdvojenog plutonijuma.

Slajd 13

* Razvoj nuklearne energije u Rusiji do 2020. Zaključak: 3,7 GW Kalinjin 4 završetak NVNPP-2 1 Rostov 2 završetak NVNPP-2 2 Rostov 3 Rostov 4 LNPP-2 1 LNPP-2 2 LNPP-2 3 Beloyarka 4 BN-800 Kola 2 NVNPP 3 LNPP-2 4 Kola 1 LNPP 2 LNPP 1 NVNPP 4 Severskaya 1 Nižnji Novgorod 1 Nižnji Novgorod 2 Kola-2 1 Kola-2 2 obavezni dodatni program program Ulaz: 32,1 GW (obavezni program) Plus 6,9 GW ) crvena linija ograničava broj elektrana sa garantovanim (FTP) finansiranjem; plava linija označava obavezni program puštanja u rad blokova Nižnji Novgorod 3 YuUralskaya 2 Tverskaya 1 Tverskaya 2 Central 1 Tverskaya 3 Tverskaya 4 YuUralskaya 3 YuUralskaya 4 Kola-2 3 Kola-2 4 YuUralskaya 1 Severskaya 2 Napomena 1 Napomena 2 Kursk 5 NVNPP-2 3 Central 4 Nizhny Novgorod 4 NVNPP-2 4 Central 2 Central 3 Operativne jedinice - 58 Jedinice koje se gase - 10 Omjer osoblja treba smanjiti sa trenutno 1,5 osoba/MW do 0,3-0,5 osoba/MW.

Slajd 14

* Prelazak na novu tehnološku platformu Ključni element naučnog i tehnološkog napretka je razvoj tehnologije nuklearnih elektrana sa reaktorom na brzim neutronima. NAJBOLJI koncept sa nitridnim gorivom, ravnotežnim HF-om i rashladnom tečnošću od teških metala je izbor koji najviše obećava za stvaranje osnove nove tehnologije nuklearne energije. Projekt osiguranja je industrijski razvijeni brzi reaktor hlađen natrijumom (BN). Zbog problema sa skaliranjem, ovaj projekat je manje perspektivan od BEST-a, baziran je na razvoju novih vrsta goriva i elemenata zatvorenog nuklearnog gorivnog ciklusa. Princip inherentne sigurnosti: determinističko isključivanje teških nesreća na reaktorima i nesreća u preduzećima nuklearnog gorivnog ciklusa; transmutacija zatvorenog nuklearnog gorivnog ciklusa sa frakcionisanjem proizvoda prerade istrošenog goriva; tehnološka podrška režimu neširenja.

Slajd 15

* Moguća struktura proizvodnje energije do 2050. godine Udio nuklearne energije u gorivno-energetskom kompleksu po proizvodnji - 40% Udio nuklearne energije u kompleksu goriva i energije po proizvodnji - 35%

Slajd 16

* Periodi razvoja nuklearnih tehnologija u 21. veku Period mobilizacije: modernizacija i povećanje efikasnosti korišćenja instalisanih kapaciteta, dovršetak energetskih blokova, evolutivni razvoj reaktora i tehnologija gorivnog ciklusa sa njihovim uvođenjem u komercijalni rad, razvoj i probni rad inovativne tehnologije za nuklearne elektrane i ciklus goriva. Tranzicioni period: proširenje obima nuklearne energije i razvoj inovativnih tehnologija reaktora i gorivnog ciklusa (brzi reaktori, visokotemperaturni reaktori, reaktori za regionalnu energiju, zatvoreni ciklus uranijum-plutonijum i torij-uranija, korišćenje korisnih i sagorevanje opasni radionuklidi, dugotrajna geološka izolacija otpada, proizvodnja vodonika, desalinizacija vode). Period razvoja: primjena inovativnih nuklearnih tehnologija, formiranje višekomponentne nuklearne i atomsko-vodikove energije.

Slajd 17

* Kratkoročni zadaci (2009-2015) Formiranje tehničke osnove za rješavanje problema snabdijevanja zemlje energijom korištenjem savladanih reaktorskih tehnologija uz bezuslovni razvoj inovativnih tehnologija: Povećanje efikasnosti, modernizacija, produženje vijeka trajanja postojećih reaktora, kompletiranje energetskih jedinica. Opravdanje rada reaktora u režimu manevrisanja i razvoj sistema za održavanje rada nuklearne elektrane u osnovnom režimu. Izgradnja blokova nove generacije, uključujući nuklearne elektrane sa BN-800, uz istovremeno stvaranje pilot proizvodnje MOX goriva. Izrada programa regionalnog nuklearnog snabdijevanja na bazi malih i srednjih nuklearnih elektrana. Uvođenje programa rada na zatvaranju ciklusa nuklearnog goriva za uranijum i plutonijum radi rešavanja problema neograničenog snabdevanja gorivom i upravljanja radioaktivnim otpadom i istrošenim nuklearnim gorivom. Implementacija programa korištenja nuklearnih izvora energije za proširenje prodajnih tržišta (kogeneracija, opskrba toplinom, proizvodnja energije, desalinizacija morske vode). Izgradnja energetskih blokova u skladu sa Generalnom shemom.

Slajd 18

* Srednjoročni zadaci (2015-2030) Proširivanje obima nuklearne energije i ovladavanje inovativnim tehnologijama reaktora i gorivnog ciklusa: Izgradnja energetskih blokova u skladu sa Generalnom shemom. Razvoj i implementacija inovativnog dizajna za treću generaciju VVER-a. Razgradnja i zbrinjavanje agregata prve i druge generacije i njihova zamjena agregatima treće generacije. Formiranje tehnološke baze za prelazak na nuklearnu energiju velikih razmjera. Razvoj radiohemijske proizvodnje za preradu goriva. Probni rad demonstracijske jedinice nuklearne elektrane sa brzim reaktorom i pogonima gorivog ciklusa sa inherentnom sigurnošću. Probni rad prototipa GT-MGR jedinice i proizvodnja goriva za nju (u okviru međunarodnog projekta). Izgradnja malih energetskih objekata, uključujući stacionarne i plutajuće energetske i desalinizacijske stanice. Razvoj visokotemperaturnih reaktora za proizvodnju vodonika iz vode.

Slajd 19

* Dugoročni ciljevi (2030-2050) Primjena inovativnih nuklearnih tehnologija, formiranje višekomponentne nuklearne i atomsko-vodikove energije: Stvaranje velike nuklearne energetske infrastrukture na novoj tehnološkoj platformi. Izgradnja demonstracionog bloka nuklearne elektrane sa termičkim reaktorom sa torij-uranijumskim ciklusom i probni rad. Prelazak na nuklearnu energiju velikih razmjera zahtijeva opsežnu međunarodnu saradnju na nivou vlade. Potrebni su zajednički razvoji, fokusirani na potrebe kako nacionalne tako i globalne energetike.

Slajd 20

Slajd 21

Slajd 2

Nuklearne energije

§66. Fisija jezgara uranijuma. §67. Lančana reakcija. §68. Nuklearni reaktor. §69. Nuklearne energije. §70. Biološki efekti zračenja. §71. Proizvodnja i upotreba radioaktivnih izotopa. §72. Termonuklearna reakcija. §73. Elementarne čestice. Antičestice.

Slajd 3

§66. Nuklearna fisija urana

Ko je i kada otkrio fisiju jezgri uranijuma? Koji je mehanizam nuklearne fisije? Koje sile deluju u jezgru? Šta se dešava kada se jezgro fisije? Šta se događa s energijom kada se jezgro uranijuma fisira? Kako se mijenja temperatura okoline kada se jezgra uranijuma fisije? Koliko energije se oslobađa?

Slajd 4

Fisija teških jezgara.

Za razliku od radioaktivnog raspada jezgara, koji je praćen emisijom α- ili β-čestica, reakcije fisije su proces u kojem se nestabilno jezgro dijeli na dva velika fragmenta uporedivih masa. Godine 1939. njemački naučnici O. Hahn i F. Strassmann otkrili su fisiju jezgara uranijuma. Nastavljajući istraživanje koje je započeo Fermi, ustanovili su da kada se uranijum bombarduje neutronima, nastaju elementi srednjeg dela periodnog sistema - radioaktivni izotopi barijuma (Z = 56), kriptona (Z = 36) itd. Uran se javlja u priroda u obliku dva izotopa: uranijum-238 i uranijum-235 (99,3%) i (0,7%). Kada su bombardovane neutronima, jezgra oba izotopa mogu se podijeliti na dva fragmenta. U ovom slučaju, reakcija fisije uranijuma-235 se najintenzivnije odvija sa sporim (toplinskim) neutronima, dok jezgra uranijuma-238 ulaze u reakciju fisije samo sa brzim neutronima sa energijom od oko 1 MeV.

Slajd 5

Lančana reakcija

Glavni interes za nuklearnu energiju je reakcija fisije jezgra uranijuma-235. Trenutno je poznato oko 100 različitih izotopa sa masenim brojevima od oko 90 do 145, koji su rezultat fisije ovog jezgra. Dvije tipične fisione reakcije ovog jezgra su: Imajte na umu da fisija jezgra pokrenuta neutronom proizvodi nove neutrone koji mogu izazvati reakcije fisije drugih jezgara. Proizvodi fisije jezgri uranijuma-235 mogu biti i drugi izotopi barija, ksenona, stroncijuma, rubidijuma itd.

Slajd 6

Prilikom fisije jezgra uranijuma-235, što je uzrokovano sudarom s neutronom, oslobađaju se 2 ili 3 neutrona. Pod povoljnim uslovima, ovi neutroni mogu pogoditi druga jezgra uranijuma i izazvati njihovu fisiju. U ovoj fazi će se pojaviti od 4 do 9 neutrona, sposobnih da izazovu nove raspade jezgri uranijuma itd. Takav proces sličan lavini naziva se lančana reakcija

Dijagram razvoja lančane reakcije fisije jezgri urana prikazan je na slici

Slajd 7

Stopa reprodukcije

Da bi došlo do lančane reakcije potrebno je da takozvani faktor umnožavanja neutrona bude veći od jedan. Drugim rečima, u svakoj sledećoj generaciji trebalo bi da bude više neutrona nego u prethodnoj. Koeficijent množenja određen je ne samo brojem neutrona proizvedenih u svakom elementarnom činu, već i uvjetima pod kojima se reakcija odvija - neki od neutrona mogu biti apsorbirani od strane drugih jezgara ili napustiti zonu reakcije. Neutroni oslobođeni tokom fisije jezgara uranijuma-235 mogu izazvati fisiju samo jezgara istog uranijuma, što čini samo 0,7% prirodnog uranijuma.

Slajd 8

Kritična masa

Najmanja masa uranijuma pri kojoj može doći do lančane reakcije naziva se kritična masa. Načini smanjenja gubitka neutrona: Upotreba reflektirajuće školjke (od berilijuma), Smanjenje količine nečistoća, Upotreba moderatora neutrona (grafit, teška voda), Za uranijum-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).

Slajd 9

Dijagram nuklearnog reaktora

  • Slajd 10

    Kontrolirana nuklearna reakcija događa se u jezgri nuklearnog reaktora, pri čemu se oslobađa velika količina energije.

    Prvi nuklearni reaktor izgrađen je 1942. godine u SAD pod rukovodstvom E. Fermija.U našoj zemlji prvi reaktor izgrađen je 1946. godine pod rukovodstvom I.V.Kurchatova

    Slajd 11

    Zadaća

    §66. Fisija jezgara uranijuma. §67. Lančana reakcija. §68. Nuklearni reaktor. Odgovori na pitanja. Nacrtajte dijagram reaktora. Koje tvari i kako se koriste u nuklearnom reaktoru? (pisano)

    Slajd 12

    Termonuklearne reakcije.

    Reakcije fuzije lakih jezgara nazivaju se termonuklearnim reakcijama, jer se mogu odvijati samo na vrlo visokim temperaturama.

    Slajd 13

    Drugi način oslobađanja nuklearne energije povezan je s reakcijama fuzije. Kada se laka jezgra spoje i formiraju novo jezgro, mora se osloboditi velika količina energije. Od posebnog je praktičnog značaja to što se tokom termonuklearne reakcije oslobađa mnogo više energije po nukleonu nego tokom nuklearne reakcije, na primer, prilikom fuzije jezgra helija iz jezgara vodika oslobađa se energija jednaka 6 MeV, a tokom fisijom jezgra uranijuma, jedan nukleon iznosi "0,9 MeV.

    Slajd 14

    Uslovi za termonuklearnu reakciju

    Da bi dva jezgra ušla u reakciju fuzije, moraju se približiti jedno drugom na udaljenost nuklearnih sila reda 2·10–15 m, savladavajući električno odbijanje svojih pozitivnih naboja. Za to, prosječna kinetička energija toplinskog kretanja molekula mora premašiti potencijalnu energiju Kulonove interakcije. Proračun temperature T potrebne za ovo dovodi do vrijednosti reda 108–109 K. Ovo je izuzetno visoka temperatura. Na ovoj temperaturi, supstanca je u potpuno jonizovanom stanju zvanom plazma.

    Slajd 15

    Kontrolisana termonuklearna reakcija

    Energetski povoljna reakcija. Međutim, može se pojaviti samo na vrlo visokim temperaturama (reda nekoliko stotina miliona stepeni). Pri velikoj gustoći materije, takva temperatura se može postići stvaranjem moćnih elektronskih pražnjenja u plazmi. U ovom slučaju nastaje problem - teško je zadržati plazmu. Samoodržive termonuklearne reakcije se javljaju u zvijezdama

    Slajd 16

    Energetska kriza

    postala prava prijetnja čovječanstvu. S tim u vezi, naučnici su predložili ekstrakciju teškog vodonikovog izotopa - deuterijuma - iz morske vode i podvrgavanje reakciji nuklearnog topljenja na temperaturama od oko 100 miliona stepeni Celzijusa. U nuklearnom topljenju, deuterijum dobijen iz jednog kilograma morske vode moći će da proizvede istu količinu energije koja se oslobađa pri sagorevanju 300 litara benzina ___ TOKAMAK (toroidalna magnetna komora sa strujom)

    Slajd 17

    Najmoćniji moderni TOKAMAK, koji služi samo u istraživačke svrhe, nalazi se u gradu Abingdon u blizini Oksforda. Visok 10 metara, proizvodi plazmu i održava je živom samo oko 1 sekundu.

    Slajd 18

    TOKAMAK (TOroidalna KAMERA sa MAGNETNIM KALUTAMA)

    Ovo je elektrofizički uređaj čija je glavna namjena stvaranje plazme. Plazmu ne drže zidovi komore, koji nisu u stanju da izdrže njenu temperaturu, već posebno stvoreno magnetno polje, koje je moguće na temperaturama od oko 100 miliona stepeni, i njeno očuvanje prilično dugo u dati volumen. Mogućnost proizvodnje plazme na ultravisokim temperaturama omogućava izvođenje termonuklearne reakcije fuzije jezgri helijuma iz sirovine, izotopa vodika (deuterij i tricij

    Slajd 1

    Nuklearna energija

    Škola br. 625 N.M. Turlakova

    Slajd 2

    §66. Fisija jezgara uranijuma. §67. Lančana reakcija. §68. Nuklearni reaktor. §69. Nuklearne energije. §70. Biološki efekti zračenja. §71. Proizvodnja i upotreba radioaktivnih izotopa. §72. Termonuklearna reakcija. §73. Elementarne čestice. Antičestice.

    Nuklearne energije

    Slajd 3

    §66. Nuklearna fisija urana

    Ko je i kada otkrio fisiju jezgri uranijuma? Koji je mehanizam nuklearne fisije? Koje sile deluju u jezgru? Šta se dešava kada se jezgro fisije? Šta se događa s energijom kada se jezgro uranijuma fisira? Kako se mijenja temperatura okoline kada se jezgra uranijuma fisije? Koliko energije se oslobađa?

    Slajd 4

    Za razliku od radioaktivnog raspada jezgara, koji je praćen emisijom α- ili β-čestica, reakcije fisije su proces u kojem se nestabilno jezgro dijeli na dva velika fragmenta uporedivih masa. Godine 1939. njemački naučnici O. Hahn i F. Strassmann otkrili su fisiju jezgara uranijuma. Nastavljajući istraživanje koje je započeo Fermi, ustanovili su da kada se uranijum bombarduje neutronima, nastaju elementi srednjeg dela periodnog sistema - radioaktivni izotopi barijuma (Z = 56), kriptona (Z = 36) itd. Uran se javlja u priroda u obliku dva izotopa: uranijum-238 i uranijum-235 (99,3%) i (0,7%). Kada su bombardovane neutronima, jezgra oba izotopa mogu se podijeliti na dva fragmenta. U ovom slučaju, reakcija fisije uranijuma-235 se najintenzivnije odvija sa sporim (toplinskim) neutronima, dok jezgra uranijuma-238 ulaze u reakciju fisije samo sa brzim neutronima sa energijom od oko 1 MeV.

    Fisija teških jezgara.

    Slajd 5

    Glavni interes za nuklearnu energiju je reakcija fisije jezgra uranijuma-235. Trenutno je poznato oko 100 različitih izotopa sa masenim brojevima od oko 90 do 145, koji su rezultat fisije ovog jezgra. Dvije tipične fisione reakcije ovog jezgra su: Imajte na umu da fisija jezgra pokrenuta neutronom proizvodi nove neutrone koji mogu izazvati reakcije fisije drugih jezgara. Proizvodi fisije jezgri uranijuma-235 mogu biti i drugi izotopi barija, ksenona, stroncijuma, rubidijuma itd.

    Lančana reakcija

    Slajd 6

    Dijagram razvoja lančane reakcije fisije jezgri urana prikazan je na slici

    Prilikom fisije jezgra uranijuma-235, što je uzrokovano sudarom s neutronom, oslobađaju se 2 ili 3 neutrona. Pod povoljnim uslovima, ovi neutroni mogu pogoditi druga jezgra uranijuma i izazvati njihovu fisiju. U ovoj fazi će se pojaviti od 4 do 9 neutrona, sposobnih da izazovu nove raspade jezgri uranijuma itd. Takav proces sličan lavini naziva se lančana reakcija

    Slajd 7

    Da bi došlo do lančane reakcije potrebno je da takozvani faktor umnožavanja neutrona bude veći od jedan. Drugim rečima, u svakoj sledećoj generaciji trebalo bi da bude više neutrona nego u prethodnoj. Koeficijent množenja određen je ne samo brojem neutrona proizvedenih u svakom elementarnom činu, već i uvjetima pod kojima se reakcija odvija - neki od neutrona mogu biti apsorbirani od strane drugih jezgara ili napustiti zonu reakcije. Neutroni oslobođeni tokom fisije jezgara uranijuma-235 mogu izazvati fisiju samo jezgara istog uranijuma, što čini samo 0,7% prirodnog uranijuma.

    Stopa reprodukcije

    Slajd 8

    Najmanja masa uranijuma pri kojoj može doći do lančane reakcije naziva se kritična masa. Načini smanjenja gubitka neutrona: Upotreba reflektirajuće školjke (od berilijuma), Smanjenje količine nečistoća, Upotreba moderatora neutrona (grafit, teška voda), Za uranijum-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).

    Kritična masa

    Slajd 9

    Dijagram nuklearnog reaktora

    Slajd 10

    U jezgri nuklearnog reaktora dolazi do kontrolirane nuklearne reakcije, pri čemu se oslobađa velika količina energije.

    Prvi nuklearni reaktor izgrađen je 1942. godine u SAD-u pod vodstvom E. Fermija. U našoj zemlji, prvi reaktor izgrađen je 1946. godine pod vodstvom I.V. Kurchatova

    Slajd 11

    §66. Fisija jezgara uranijuma. §67. Lančana reakcija. §68. Nuklearni reaktor. Odgovori na pitanja. Nacrtajte dijagram reaktora. Koje tvari i kako se koriste u nuklearnom reaktoru? (pisano)

    Zadaća

    Slajd 12

    Reakcije fuzije lakih jezgara nazivaju se termonuklearnim reakcijama, jer se mogu odvijati samo na vrlo visokim temperaturama.

    Termonuklearne reakcije.

    Slajd 13

    Drugi način oslobađanja nuklearne energije povezan je s reakcijama fuzije. Kada se laka jezgra spoje i formiraju novo jezgro, mora se osloboditi velika količina energije.

    Od posebnog je praktičnog značaja to što se tokom termonuklearne reakcije oslobađa mnogo više energije po nukleonu nego tokom nuklearne reakcije, na primer, prilikom fuzije jezgra helija iz jezgara vodika oslobađa se energija jednaka 6 MeV, a tokom fisijom jezgra uranijuma, jedan nukleon iznosi "0,9 MeV.

    Slajd 14

    Da bi dva jezgra ušla u reakciju fuzije, moraju se približiti jedno drugom na udaljenost nuklearnih sila reda 2·10–15 m, savladavajući električno odbijanje svojih pozitivnih naboja. Za to, prosječna kinetička energija toplinskog kretanja molekula mora premašiti potencijalnu energiju Kulonove interakcije. Proračun temperature T potrebne za ovo dovodi do vrijednosti reda 108–109 K. Ovo je izuzetno visoka temperatura. Na ovoj temperaturi, supstanca je u potpuno jonizovanom stanju zvanom plazma.

    Uslovi za termonuklearnu reakciju

    Slajd 15

    Energetski povoljna reakcija. Međutim, može se pojaviti samo na vrlo visokim temperaturama (reda nekoliko stotina miliona stepeni). Pri velikoj gustoći materije, takva temperatura se može postići stvaranjem moćnih elektronskih pražnjenja u plazmi. U ovom slučaju nastaje problem - teško je zadržati plazmu.

    Kontrolisana termonuklearna reakcija

    Samoodržive termonuklearne reakcije se javljaju u zvijezdama

    Slajd 16

    postala prava prijetnja čovječanstvu. S tim u vezi, naučnici su predložili ekstrakciju teškog vodonikovog izotopa - deuterijuma - iz morske vode i podvrgavanje reakciji nuklearnog topljenja na temperaturama od oko 100 miliona stepeni Celzijusa. U nuklearnom topljenju, deuterijum dobijen iz jednog kilograma morske vode moći će da proizvede istu količinu energije koja se oslobađa pri sagorevanju 300 litara benzina ___

    Energetska kriza

    TOKAMAK (toroidalna magnetna komora sa strujom)

    Slajd 17

    Najmoćniji moderni TOKAMAK, koji služi samo u istraživačke svrhe, nalazi se u gradu Abingdon u blizini Oksforda. Visok 10 metara, proizvodi plazmu i održava je živom samo oko 1 sekundu.

    Slajd 18

    Ovo je elektrofizički uređaj čija je glavna namjena stvaranje plazme. Plazmu ne drže zidovi komore, koji nisu u stanju da izdrže njenu temperaturu, već posebno stvoreno magnetno polje, koje je moguće na temperaturama od oko 100 miliona stepeni, i njeno očuvanje prilično dugo u dati volumen. Mogućnost proizvodnje plazme na ultravisokim temperaturama omogućava izvođenje termonuklearne reakcije fuzije jezgri helijuma iz sirovine, izotopa vodika (deuterij i tricij

    TOKAMAK (TOroidalna KOMORA sa MAGNETNIM KALUTAMA)

    Slajd 20

    M.A. Leontović kod Tokamaka

    Slajd 21

    Osnove teorije kontrolirane termonuklearne fuzije postavili su 1950. I. E. Tamm i A. D. Saharov, koji su predložili da sadrži vruću plazmu formiranu kao rezultat reakcija magnetskog polja. Ova ideja dovela je do stvaranja termonuklearnih reaktora - tokamaka. Pri velikoj gustoći materije, potrebna visoka temperatura od stotina miliona stepeni može se postići stvaranjem moćnih elektronskih pražnjenja u plazmi. Problem: Plazmu je teško zadržati. Moderne instalacije tokamaka nisu termonuklearni reaktori, već istraživačke instalacije u kojima je postojanje i očuvanje plazme moguće samo neko vrijeme.

    Kontrolisane termonuklearne reakcije

    Slajd 22

    Osnivači sovjetske mirne termonuklearne fuzije bili su akademici Andrej Saharov (lijevo), tvorac hidrogenske bombe, i Jevgenij Velihov (desno), jedan od programera tokamaka - prototipa termonuklearnog reaktora

    Slajd 23

    Sferni tokamak Globus-M je nova velika fizička instalacija izgrađena u Fizičko-tehničkom institutu po imenu. A.F. Ioffe Ruske akademije nauka 1999

    "globus"

    Slajd 24

    §72. Termonuklearna reakcija. Odgovori na pitanja. §70. Biološki efekti zračenja. §71. Proizvodnja i upotreba radioaktivnih izotopa. Izvještaji.

    Slajd 2

    1. Svjetsko iskustvo u razvoju nuklearne energije

    Danas 1,7 milijardi ljudi nema pristup električnoj energiji

    Slajd 3

    Svjetski problemi

    Rastuća potrošnja energije Brzo iscrpljivanje energetskih resursa Nuklearna energija je jedan od glavnih svjetskih izvora snabdijevanja energijom

    Slajd 4

    Razvoj miroljubive nuklearne energije započeo je 1954. puštanjem u rad prve nuklearne elektrane u Obninsku (SSSR) Nesreća u nuklearnoj elektrani Černobil usporila je tempo razvoja nuklearne energije - neke zemlje su proglasile moratorij na izgradnju novih nuklearnih elektrana

    Slajd 5

    U periodu 2000 – 2005 Pušteno je u rad 30 novih reaktora

    Danas u svijetu postoji oko 440 nuklearnih reaktora koji se nalaze u više od 30 zemalja. Glavni kapaciteti su koncentrisani u zapadnoj Evropi i SAD

    Slajd 6

    Slajd 7

    Zemlje koje većinu svojih potreba za električnom energijom zadovoljavaju iz nuklearnih elektrana

    Slajd 8

    Ekološka pitanja:

    Većina emisija u atmosferu nastaje prilikom sagorijevanja fosilnih goriva.Kao rezultat rada termoelektrana na ugalj godišnje se u atmosferu ispusti oko 24 milijarde tona ugljičnog dioksida. Nuklearne elektrane ne emituju zagađivače u atmosferu

    Slajd 9

    Indikatori emisije stakleničkih plinova vezani za energiju

    Slajd 10

    Višeslojni sigurnosni sistem savremenih reaktora:

    Unutrašnja metalna ljuska štiti ljude i okolinu od zračenja, vanjska štiti od vanjskih utjecaja (zemljotres, uragan, poplava itd.),

    Slajd 11

    Pasivni sigurnosni sistemi:

    Goriva peleta (zadržava 98% radioaktivnih fisionih produkata, Zapečaćena školjka gorivnog elementa, Robusna reaktorska posuda (debljina zida - 25 cm ili više) Zapečaćena zaštitna školjka koja sprečava ispuštanje radioaktivnosti u okolinu

    Slajd 12

    Uloga zadržavanja

    28. mart 1979. - nesreća u američkoj nuklearnoj elektrani Three Mile Island 26. april 1986. - nesreća na bloku 4 Černobilske nuklearne elektrane Nesreća nije bila globalne prirode, postala je ekološka katastrofa

    Slajd 13

    2. Potreba za razvojem nuklearne energije i izgradnjom nuklearnih elektrana u Bjelorusiji

    Akutna nestašica sopstvenih izvora goriva i energije. Ovisnost o jednom snabdevaču (Rusija) Rastuće cene resursa Zagađenje životne sredine.

    Slajd 14

    "Prednosti" izgradnje nuklearne elektrane:

    Zadovoljavanje oko 25% potreba za električnom energijom u zemlji Smanjenje troškova za 13%

    Slajd 15

    15. januara 2008

    Na sjednici Vijeća sigurnosti Republike Bjelorusije donesena je odluka o izgradnji vlastite nuklearne elektrane u Bjelorusiji

    Slajd 16

    31. januara 2008

    Predsjednik Republike Bjelorusije potpisao je Rezoluciju Vijeća sigurnosti broj 1 “O razvoju nuklearne energije u Republici Bjelorusiji”

    Slajd 17

    3. Javno mnijenje o izgradnji nuklearnih elektrana Da li Bjelorusija treba imati i razvijati nuklearnu energiju?

    Slajd 18

    Zašto nam treba nuklearna elektrana?

  • Slajd 19

    4. Radovi obavljeni u pripremnoj fazi

    Realizaciju pripremnog plana rada obezbjeđuje Vijeće ministara i Nacionalna akademija nauka Organizuje i koordinira izgradnju nuklearnih elektrana Ministarstvo energetike Generalni projektant - Republičko jedinstveno preduzeće "BelNIPIEnergo" Naučna podrška radu - državna naučna ustanova "Zajednički institut za energetiku i nuklearna istraživanja - Sosni" Nacionalne akademije nauka Belorusije Pripreme za izgradnju se odvijaju u saradnji sa Međunarodnom agencijom za atomsku energiju Ujedinjenih nacija (IAEA)

    Slajd 20

    Odabir lokacije za nuklearnu elektranu

    U toku je obimni niz istraživačkih, projektantskih i geodetskih radova. Radovi su obavljeni u svim regionima republike (više od 50 lokacija). Za svaku od potencijalnih lokacija biće pripremljeno nezavisno stručno mišljenje. Očekuje se da će ciklus istraživanja biti završen do kraja 2008. godine i da će se materijal dostaviti IAEA-i (najmanje 2 lokacije) U toku je izrada zakonskog okvira koji će regulisati rad buduće nuklearne elektrane. Materijali se pripremaju za međunarodni tender za izgradnju nuklearne elektrane.

    Slajd 21

    5. Ekonomski i društveni efekti razvoja nuklearne energije

    Smanjenje potrebe države za uvoznim energentima za trećinu Smanjenje nivoa korišćenja prirodnog gasa omogućiće nam da se izvučemo iz jednostrane zavisnosti od ruskog gasa (uranijum se kopa u Kanadi, Južnoj Africi, SAD, Namibiji, Australiji , Francuska i dr.) Razvoj savremenih visokotehnoloških tehnologija, usavršavanje kadrova Ekonomski i društveni razvoj regiona gde se nalazi nuklearna elektrana Iskustvo stečeno tokom izgradnje omogućiće u budućnosti učešće u izgradnji nuklearnih postrojenja u Bjelorusiji i inostranstvu

    Pogledajte sve slajdove

    Lekcija u 9. razredu nastavnik fizike "MKOU Muzhichanskaya Srednja škola"
    Volosencev Nikolaj Vasiljevič

    Ponavljanje znanja o energiji sadržanoj u jezgri atoma Ponavljanje znanja o energiji sadržanoj u jezgri atoma;
    Najvažniji energetski problem;
    Faze domaćeg nuklearnog projekta;
    Ključna pitanja za buduću održivost;
    Prednosti i nedostaci nuklearnih elektrana;
    Samit o nuklearnoj sigurnosti.

    Koje dvije vrste sila djeluju u jezgru atoma? -Koje dvije vrste sila djeluju u jezgru atoma?
    -Šta se dešava sa jezgrom uranijuma koje je apsorbovalo dodatni elektron?
    -Kako se mijenja temperatura okoline kada se fisije veliki broj jezgara uranijuma?
    - Recite nam nešto o mehanizmu lančane reakcije.
    -Koja je kritična masa uranijuma?
    - Koji faktori određuju mogućnost lančane reakcije?
    -Šta je nuklearni reaktor?
    -Šta je u jezgri reaktora?
    -Za šta su potrebne kontrolne šipke? Kako se koriste?
    -Koju drugu funkciju (osim moderiranja neutrona) obavlja voda u primarnom krugu reaktora?
    -Koji se procesi odvijaju u drugom krugu?
    -Koje energetske transformacije se dešavaju pri stvaranju električne struje u nuklearnim elektranama?

    Od davnina su se kao glavni izvori energije koristili ogrevno drvo, treset, drveni ugalj, voda i vjetar. Od davnina su poznate vrste goriva kao što su ugalj, nafta i škriljac. Gotovo svo izvađeno gorivo sagorijeva. Mnogo se goriva troši u termoelektranama, u raznim toplotnim mašinama, za tehnološke potrebe (na primjer, prilikom topljenja metala, za zagrijavanje obradaka u kovačnicama i valjaonicama) i za grijanje stambenih prostorija i industrijskih preduzeća. Prilikom sagorijevanja goriva nastaju proizvodi izgaranja koji se obično ispuštaju u atmosferu kroz dimnjake. Svake godine stotine miliona tona raznih štetnih materija dospevaju u vazduh. Očuvanje prirode postalo je jedan od najvažnijih zadataka čovječanstva. Prirodna goriva se pune izuzetno sporo. Postojeće rezerve formirane su prije desetina i stotina miliona godina. Istovremeno, proizvodnja goriva kontinuirano raste. Zato je najvažniji energetski problem problem pronalaženja novih rezervi energetskih resursa, posebno nuklearne energije.Od davnina su se kao glavni izvori energije koristili ogrevno drvo, treset, drveni ugalj, voda i vjetar. Od davnina su poznate vrste goriva kao što su ugalj, nafta i škriljac. Gotovo svo izvađeno gorivo sagorijeva. Mnogo se goriva troši u termoelektranama, u raznim toplotnim mašinama, za tehnološke potrebe (na primjer, prilikom topljenja metala, za zagrijavanje obradaka u kovačnicama i valjaonicama) i za grijanje stambenih prostorija i industrijskih preduzeća. Prilikom sagorijevanja goriva nastaju proizvodi izgaranja koji se obično ispuštaju u atmosferu kroz dimnjake. Svake godine stotine miliona tona raznih štetnih materija dospevaju u vazduh. Očuvanje prirode postalo je jedan od najvažnijih zadataka čovječanstva. Prirodna goriva se pune izuzetno sporo. Postojeće rezerve formirane su prije desetina i stotina miliona godina. Istovremeno, proizvodnja goriva kontinuirano raste. Zato je najvažniji energetski problem problem pronalaženja novih rezervi energetskih resursa, posebno nuklearne energije.

    Datumom velikog početka atomskog projekta SSSR-a smatra se 20. avgust 1945. godine, a datumom velikog početka SSSR-ovog atomskog projekta smatra se 20. avgust 1945. godine.
    Međutim, rad na razvoju atomske energije u SSSR-u počeo je mnogo ranije. U 1920-1930-im godinama stvoreni su naučni centri i škole: Institut za fiziku i tehnologiju u Lenjingradu pod vodstvom Ioffea, Harkovski institut za fiziku i tehnologiju, gdje radi Institut radijuma Leipunsky na čelu sa Klopinom, Institut za fiziku po imenu. P.N. Lebedev, Institut za hemijsku fiziku i dr. Istovremeno, naglasak u razvoju nauke je na fundamentalnim istraživanjima.
    Godine 1938. Akademija nauka SSSR-a je osnovala Komisiju za atomsko jezgro, a 1940. Komisiju za probleme uranijuma.
    JA BIH. Zeldovich i Yu.B. Khariton je 1939-40. izvršio niz fundamentalnih proračuna o razgranatoj lančanoj reakciji fisije uranijuma u reaktoru kao kontrolisanom kontrolisanom sistemu.
    Ali rat je prekinuo ovaj posao. Hiljade naučnika je regrutovano u vojsku, mnogi poznati naučnici koji su imali rezerve otišli su na front kao dobrovoljci. Instituti i istraživački centri su zatvoreni, evakuisani, njihov rad je prekinut i praktično paralizovan.

    Staljin je 28. septembra 1942. odobrio Naredbu državne odbrane br. 2352ss „O organizaciji rada na uranijumu“. Obavještajne aktivnosti su imale značajnu ulogu, što je omogućilo našim naučnicima da budu u toku sa naučnim i tehnološkim dostignućima u oblasti razvoja nuklearnog oružja gotovo od prvog dana. Međutim, oni razvoji koji su činili osnovu našeg atomskog oružja kasnije su u potpunosti kreirali naši naučnici. Na osnovu naredbe Državnog komiteta za odbranu od 11. februara 1943. godine, rukovodstvo Akademije nauka SSSR-a odlučilo je da se u Moskvi stvori posebna laboratorija Akademije nauka SSSR za izvođenje radova na uranijumu. Vođa svih radova na atomskoj temi bio je Kurčatov, koji je za rad okupio svoje peterburške studente fizike i tehnologije: Zeldoviča, Haritona, Kikoina i Flerova. Pod rukovodstvom Kurčatova, u Moskvi je organizovana tajna laboratorija br. 2 (budući Kurčatovski institut) Staljin je 28. septembra 1942. odobrio ukaz GKO br. 2352s „O organizaciji rada na uranijumu“. Obavještajne aktivnosti su imale značajnu ulogu, što je omogućilo našim naučnicima da budu u toku sa naučnim i tehnološkim dostignućima u oblasti razvoja nuklearnog oružja gotovo od prvog dana. Međutim, oni razvoji koji su činili osnovu našeg atomskog oružja kasnije su u potpunosti kreirali naši naučnici. Na osnovu naredbe Državnog komiteta za odbranu od 11. februara 1943. godine, rukovodstvo Akademije nauka SSSR-a odlučilo je da se u Moskvi stvori posebna laboratorija Akademije nauka SSSR za izvođenje radova na uranijumu. Vođa svih radova na atomskoj temi bio je Kurčatov, koji je za rad okupio svoje peterburške studente fizike i tehnologije: Zeldoviča, Haritona, Kikoina i Flerova. Pod rukovodstvom Kurčatova, u Moskvi je organizovana tajna laboratorija br. 2 (budući Kurčatovski institut).

    Igor Vasiljevič Kurčatov

    Godine 1946. u Laboratoriji br. 2 izgrađen je prvi nuklearni reaktor uranijum-grafita F-1, čije je fizičko lansiranje obavljeno 25. decembra 1946. u 18:00 sati. Tada je izvedena kontrolisana nuklearna reakcija sa masa uranijuma od 45 tona, grafita - 400 t i prisustvo u jezgru reaktora jedne kadmijumske šipke umetnute na 2,6 m. Godine 1946. izgrađen je prvi nuklearni reaktor uranijum-grafita F-1 u Laboratoriji br. fizičko lansiranje koje je obavljeno u 18:00 25. decembra 1946. U to vrijeme je izvršena kontrolirana nuklearna reakcija s masom od 45 tona uranijuma, 400 tona grafita i prisustvom jednog kadmij štapa u jezgri reaktora , umetnut na 2,6 m.
    U junu 1948. godine pušten je u rad prvi industrijski nuklearni reaktor, a 19. juna okončan je dug period pripreme reaktora za rad projektnom snagom od 100 MW. Ovaj datum je povezan sa početkom proizvodnih aktivnosti fabrike br. 817 u Čeljabinsku-40 (sada Ozersk, oblast Čeljabinsk).
    Rad na stvaranju atomske bombe trajao je 2 godine i 8 mjeseci. U KB-11 je 11. avgusta 1949. izvršena kontrolna montaža nuklearnog punjenja iz plutonijuma. Optužba je dobila naziv RDS-1. Uspješno testiranje punjenja RDS-1 obavljeno je u 7 sati ujutro 29. avgusta 1949. na poligonu Semipalatinsk

    Intenziviranje rada na vojnoj i mirnoj upotrebi nuklearne energije dogodilo se u periodu 1950–1964. Rad ove etape vezan je za unapređenje nuklearnog i termonuklearnog naoružanja, opremanje oružanih snaga ovim vrstama oružja, uspostavljanje i razvoj nuklearne energije i početak istraživanja u oblasti miroljubive upotrebe energija fuzijskih reakcija. svjetlosnih elemenata. Primljeno u periodu 1949 – 1951. Naučna osnova poslužila je kao osnova za dalje usavršavanje nuklearnog naoružanja namijenjenog taktičkoj avijaciji i prvih domaćih balističkih projektila. U tom periodu intenzivirali su se radovi na stvaranju prvog vodonika (termonuklearne bombe). Jednu od varijanti termonuklearne bombe RDS-6 razvio je A.D. Saharov (1921-1989) i uspješno testiran 12. avgusta 1953. Intenziviranje rada na vojnoj i mirnoj upotrebi nuklearne energije dogodilo se u periodu 1950-1964. . Rad ove etape vezan je za unapređenje nuklearnog i termonuklearnog naoružanja, opremanje oružanih snaga ovim vrstama oružja, uspostavljanje i razvoj nuklearne energije i početak istraživanja u oblasti miroljubive upotrebe energija fuzijskih reakcija. svjetlosnih elemenata. Primljeno u periodu 1949 – 1951. Naučna osnova poslužila je kao osnova za dalje usavršavanje nuklearnog naoružanja namijenjenog taktičkoj avijaciji i prvih domaćih balističkih projektila. U tom periodu intenzivirali su se radovi na stvaranju prvog vodonika (termonuklearne bombe). Jednu od varijanti termonuklearne bombe RDS-6 razvio je A.D. Saharov (1921-1989) i uspješno testiran 12. avgusta 1953.

    1956. godine testirano je punjenje za artiljerijsku granatu. 1956. godine testirano je punjenje za artiljerijsku granatu.
    1957. porinuta je prva nuklearna podmornica i prvi nuklearni ledolomac.
    1960. godine puštena je u upotrebu prva interkontinentalna balistička raketa.
    Godine 1961. testirana je najmoćnija svjetska zrakoplovna bomba s TNT ekvivalentom od 50 Mt.

    Slajd br. 10

    Dana 16. maja 1949. godine, vladinom uredbom je određen početak radova na izgradnji prve nuklearne elektrane. I.V. Kurchatov imenovan je za naučnog nadzornika radova na stvaranju prve nuklearne elektrane, a N.A. Dollezhal je imenovan za glavnog projektanta reaktora. 27. juna 1954. godine u Obninsku u Rusiji puštena je u rad prva nuklearna elektrana na svijetu snage 5 MW. Godine 1955. u Sibirskom hemijskom kombinatu pušten je u rad novi, snažniji industrijski reaktor I-1 sa početnim kapacitetom od 300 MW, koji je vremenom uvećavan 5 puta.Od 16. maja 1949. godine, vladinom uredbom je određen početak rada o stvaranju prve nuklearne elektrane. I.V. Kurchatov imenovan je za naučnog nadzornika radova na stvaranju prve nuklearne elektrane, a N.A. Dollezhal je imenovan za glavnog projektanta reaktora. 27. juna 1954. godine u Obninsku u Rusiji puštena je u rad prva nuklearna elektrana na svijetu snage 5 MW. Godine 1955. u Sibirskom hemijskom kombinatu pušten je u rad novi, snažniji industrijski reaktor I-1 sa početnim kapacitetom od 300 MW, koji je vremenom povećan 5 puta.
    Godine 1958. pušten je u rad dvokružni uranijum-grafitni reaktor sa zatvorenim ciklusom hlađenja EI-2, koji je razvijen u Istraživačko-projektantskom institutu za energetiku po imenu. N.A. Dollezhal (NIKIET).

    Prva nuklearna elektrana na svijetu

    Slajd br. 11

    Godine 1964. nuklearne elektrane Belojarsk i Novovoronjež proizvodile su industrijsku struju. Industrijski razvoj vodeno-grafitnih reaktora u elektroprivredi pratio je projektantsku liniju RBMK - kanalnih reaktora velike snage. Nuklearni energetski reaktor RBMK-1000 je heterogeni kanalni reaktor koji koristi termalne neutrone, koji koristi uranijum dioksid blago obogaćen U-235 (2%) kao gorivo, grafit kao moderator i kipuću laku vodu kao rashladno sredstvo. Razvoj RBMK-1000 vodio je N.A. Dollezhal. Ovi reaktori su bili jedan od temelja nuklearne energije. Druga verzija reaktora bio je vodeno hlađeni energetski reaktor VVER, čiji rad na projektu datira još od 1954. godine. Ideja za dizajn ovog reaktora predložena je na Institutu Kurčatov RRC. VVER je energetski reaktor na termalnim neutronima. Prvi agregat sa reaktorom VVER-210 pušten je u rad krajem 1964. godine u Novovoronješkoj nuklearki, a 1964. godine Belojarsk i Novovoronjež su proizvodile industrijsku struju. Industrijski razvoj vodeno-grafitnih reaktora u elektroprivredi pratio je projektantsku liniju RBMK - kanalnih reaktora velike snage. Nuklearni energetski reaktor RBMK-1000 je heterogeni kanalni reaktor koji koristi termalne neutrone, koji koristi uranijum dioksid blago obogaćen U-235 (2%) kao gorivo, grafit kao moderator i kipuću laku vodu kao rashladno sredstvo. Razvoj RBMK-1000 vodio je N.A. Dollezhal. Ovi reaktori su bili jedan od temelja nuklearne energije. Druga verzija reaktora bio je vodeno hlađeni energetski reaktor VVER, čiji rad na projektu datira još od 1954. godine. Ideja za dizajn ovog reaktora predložena je na Institutu Kurčatov RRC. VVER je energetski reaktor na termalnim neutronima. Prvi energetski blok sa reaktorom VVER-210 pušten je u rad krajem 1964. godine u NPP Novovronjež.

    Beloyarsk NPP

    Slajd br. 12

    Nuklearna elektrana Novovoronjež - prva nuklearna elektrana u Rusiji sa VVER reaktorima - nalazi se u regiji Voronjež, 40 km južno
    Voronjež, na obali
    Don River.
    Od 1964. do 1980. godine na stanici je izgrađeno pet energetskih blokova sa reaktorima VVER, od kojih je svaki bio glavni, tj. prototip serijskih energetskih reaktora.

    Slajd br. 13

    Stanica je izgrađena u četiri faze: prva faza - agregat br. 1 (VVER-210 - 1964. godine), druga faza - agregat br. 2 (VVER-365 - 1969. godine), treća faza - agregati br. 3 i 4 (VVER-440, 1971. i 1972.), četvrti stepen - agregat br. 5 (VVER-1000, 1980.).
    1984. godine, nakon 20 godina rada, stavljen je van pogona blok 1, a 1990. godine blok 2. Ostale su u pogonu tri bloka - ukupne električne snage 1834 MW VVER-1000

    Slajd br. 14

    NPP Novovoronjež u potpunosti zadovoljava potrebe regiona Voronjež za električnom energijom, a do 90% - toplotne potrebe grada Novovoronježa.
    Po prvi put u Evropi, na blokovima br. 3 i 4 izveden je jedinstven skup radova za produženje njihovog radnog veka za 15 godina i dobijene su odgovarajuće dozvole Rostechnadzora. Izvedeni su radovi na modernizaciji i produženju radnog veka agregata broj 5.
    Od puštanja u rad prvog bloka (septembar 1964.), Novovoronješka elektrana je proizvela više od 439 milijardi kWh električne energije.

    Slajd br. 15

    Od 1985. u SSSR-u je postojalo 15 nuklearnih elektrana: Belojarsk, Novovoronjež, Kola, Bilibinsk, Lenjingrad, Kursk, Smolensk, Kalinjin, Balakovsk (RSFSR), Jermenska, Černobil, Rivne, Južnoukrajinska, Zaporožje, Ignalinsk (ostale republike ) SSSR). U radu je bilo 40 agregata tipa RBMK, VVER, EGP i jedan agregat sa reaktorom na brzim neutronima BN-600 ukupne snage oko 27 miliona kW. Godine 1985. nuklearne elektrane u zemlji proizvele su više od 170 milijardi kWh, što je činilo 11% ukupne proizvodnje električne energije.Od 1985. u SSSR-u je bilo 15 nuklearnih elektrana: Belojarsk, Novovoronjež, Kola, Bilibinsk, Lenjingrad, Kursk , Smolensk, Kalinjin, Balakovo (RSFSR), Jermenski, Černobil, Rivne, Južnoukrajinski, Zaporožje, Ignalinsk (ostale republike SSSR-a). U radu je bilo 40 agregata tipa RBMK, VVER, EGP i jedan agregat sa reaktorom na brzim neutronima BN-600 ukupne snage oko 27 miliona kW. Godine 1985. nuklearne elektrane u zemlji proizvele su više od 170 milijardi kWh, što je činilo 11% ukupne proizvodnje električne energije.

    Slajd br. 16

    Ova nesreća je radikalno promijenila tok razvoja nuklearne energije i dovela do smanjenja stope puštanja u rad novih kapaciteta u većini razvijenih zemalja, uključujući i Rusiju. Ova nesreća je radikalno promijenila tok razvoja nuklearne energije i dovela do smanjenja stopa puštanja u rad novih kapaciteta u većini razvijenih zemalja, uključujući i Rusiju.
    25. aprila u 01:23:49 dogodile su se dvije snažne eksplozije sa potpunim uništenjem reaktorskog postrojenja. Nesreća u nuklearnoj elektrani u Černobilu postala je najveća tehnička nuklearna nesreća u istoriji.
    Zagađeno je više od 200.000 kvadratnih metara. km, oko 70% - na teritoriji Bjelorusije, Rusije i Ukrajine, ostatak na teritoriji baltičkih država, Poljske i skandinavskih zemalja. Kao rezultat nesreće, oko 5 miliona hektara zemlje je uzeto iz poljoprivredne upotrebe, oko nuklearke je stvorena zona isključenja od 30 kilometara, stotine malih naselja su uništene i zatrpane (zatrpane teškom opremom).

    Slajd br. 17

    Do 1998. godine situacija u industriji u cjelini, kao iu njenom energetskom i nuklearnom oružju, počela se stabilizirati. Povjerenje stanovništva u nuklearnu energiju počelo je da se obnavlja. Nuklearne elektrane u Rusiji su već 1999. godine proizvele isti broj kilovat-sati električne energije koji su 1990. godine proizvele nuklearne elektrane na teritoriji bivše RSFSR.Do 1998. godine stanje u industriji u cjelini, tj. kao i u energetskom i nuklearnom oružju dijelovi su počeli da se stabilizuju. Povjerenje stanovništva u nuklearnu energiju počelo je da se obnavlja. Ruske nuklearne elektrane su već 1999. godine proizvele istu količinu kilovat-sati električne energije koju su 1990. godine proizvele nuklearne elektrane smještene na teritoriji bivše RSFSR.
    U kompleksu nuklearnog oružja, počev od 1998. godine, realizuje se Savezni ciljni program „Razvoj kompleksa nuklearnog oružja za period 2003. godine“, a od 2006. godine drugi ciljni program „Razvoj kompleksa nuklearnog oružja za period 2006-2009. budućnost 2010-2015.”

    Slajd br. 18

    Što se tiče miroljubive upotrebe nuklearne energije, u februaru 2010. godine usvojen je savezni ciljni program „Tehnologije nuklearne energije nove generacije za period 2010-2015. i za budućnost do 2020.” Osnovni cilj programa je razvoj nove generacije nuklearnih energetskih tehnologija za nuklearne elektrane koje zadovoljavaju energetske potrebe zemlje i povećavaju efikasnost korištenja prirodnog uranijuma i istrošenog nuklearnog goriva, kao i proučavanje novih načina korištenja energije atomskog jezgra.Povodom miroljubive upotrebe nuklearne energije u februaru 2010. Usvojen je savezni ciljni program „Nova generacija nuklearnih energetskih tehnologija za period 2010-2015. i za budućnost do 2020.” Osnovni cilj programa je razvoj nove generacije nuklearnih energetskih tehnologija za nuklearne elektrane koje zadovoljavaju energetske potrebe zemlje i povećavaju efikasnost korištenja prirodnog uranijuma i istrošenog nuklearnog goriva, kao i proučavanje novih načina korištenja energija atomskog jezgra.

    Slajd br. 19

    Važan pravac u razvoju male nuklearne energije su plutajuće nuklearne elektrane. Projekt nuklearne termoelektrane male snage (ATEP) zasnovan na plutajućem pogonskom bloku (FPU) sa dvije reaktorske jedinice KLT-40S počeo se razvijati 1994. Plutajući APEC ima niz prednosti: sposobnost rada u uslovima permafrosta na teritoriji iza arktičkog kruga. FPU je dizajniran za svaku nesreću; dizajn plutajuće nuklearne elektrane zadovoljava sve savremene sigurnosne zahtjeve, a također u potpunosti rješava problem nuklearne sigurnosti za seizmički aktivna područja. U junu 2010. godine puštena je u rad prva plutajuća elektrana na svijetu Akademik Lomonosov, koja je nakon dodatnih ispitivanja poslata u matičnu bazu na Kamčatki.Važna oblast u razvoju male nuklearne energije su plutajuće nuklearne elektrane. Projekt nuklearne termoelektrane male snage (ATEP) zasnovan na plutajućem pogonskom bloku (FPU) sa dvije reaktorske jedinice KLT-40S počeo se razvijati 1994. Plutajući APEC ima niz prednosti: sposobnost rada u uslovima permafrosta na teritoriji iza arktičkog kruga. FPU je dizajniran za svaku nesreću; dizajn plutajuće nuklearne elektrane zadovoljava sve savremene sigurnosne zahtjeve, a također u potpunosti rješava problem nuklearne sigurnosti za seizmički aktivna područja. U junu 2010. godine lansiran je prvi plutajući agregat na svijetu, Akademik Lomonosov, koji je, nakon dodatnih ispitivanja, poslat u svoju matičnu bazu na Kamčatki.

    Slajd br. 20

    osiguranje strateškog nuklearnog pariteta, ispunjavanje državnih odbrambenih naloga, održavanje i razvoj kompleksa nuklearnog oružja;
    sprovođenje naučnih istraživanja u oblasti nuklearne fizike, nuklearne i termonuklearne energije, nauke o specijalnim materijalima i naprednih tehnologija;
    razvoj nuklearne energije, uključujući nabavku sirovina, gorivni ciklus, nuklearnu mašinu i inženjering instrumenata, izgradnju domaćih i stranih nuklearnih elektrana.

  • Dijeli