Dia 1
* ATOMCON-2008 06.26.2008 Strategia ydinenergian kehittämiseksi Venäjällä vuoteen 2050 asti Rachkov V.I., Valtioyhtiö Rosatom tiedepolitiikan osaston johtaja, teknisten tieteiden tohtori, professoriDia 2
* Maailman ennusteet ydinenergian kehityksestä Energian ominaiskulutuksen tasaaminen kehittyneissä ja kehitysmaissa edellyttää energiavarojen kysynnän kolminkertaistamista vuoteen 2050 mennessä. Merkittävä osa globaalin polttoaine- ja energiatarpeen kasvusta voidaan ottaa haltuunsa ydinenergialla, joka täyttää suurenergian turvallisuus- ja talousvaatimukset. WETO - "World Energy Technology Outlook - 2050", Euroopan komissio, 2006 "The Future of Nuclear Energy", Massachusetts Institute of Technology, 2003
Dia 3
* Maailman ydinenergian tila ja välittömät kehitysnäkymät 12 maassa, rakenteilla on 30 ydinvoimalaitosta, joiden kokonaiskapasiteetti on 23,4 GW(e). noin 40 maata on virallisesti ilmoittanut aikomuksestaan perustaa ydinvoima-ala kansalliselle energia-alalleen. Vuoden 2007 loppuun mennessä 439 ydinvoimareaktoria, joiden asennettu kokonaiskapasiteetti oli 372,2 GW(e), oli toiminnassa 30 maassa ympäri maailmaa (joissa asuu kaksi kolmasosaa maailman väestöstä). Ydinvoiman osuus maailman sähköntuotannosta oli 17 %. Maa Reaktoreiden lukumäärä, kpl. Teho, MW Ydinvoiman osuus tuotannosta. e/e, % Ranska 59 63260 76,9 Liettua 1 1185 64,4 Slovakia 5 2034 54,3 Belgia 7 5824 54,1 Ukraina 15 13107 48,1 Ruotsi 10 9014 46,1 Armenia Sveitsi 46,66 1666 5 3220 40,0 Unkari 4 1829 36,8 Korea, Etelä. 20 17451 35,3 Bulgaria 2 1906 32,3 Tšekki 6 3619 30,3 Suomi 4 2696 28,9 Japani 55 47587 27,5 Saksa 17 20470 27,3 Maa Reaktoreiden lukumäärä, kpl. Teho, MW Ydinvoiman osuus tuotannosta. e/e, % USA 104 100582 19,4 Taiwan (Kiina) 6 4921 19,3 Espanja 8 7450 17,4 Venäjä 31 21743 16,0 Iso-Britannia 19 10222 15,1 Romania 3 5 9 18 1258 Argentiina 18 125 6,2 Etelä-Afrikka 2 1800 5,5 Meksiko 2 1360 4,6 Alankomaat 1 482 4,1 Brasilia 2 1795 2,8 Intia 17 3782 2,5 Pakistan 2 425 2,3 Kiina 11 8572 1,9 Yhteensä 439 372 202 17,0
Dia 4
* Ydinenergian kaksivaiheinen kehitys Energia lämpöreaktoreista ja plutoniumin kerääntyminen niihin nopeiden reaktorien käynnistämistä ja rinnakkaista kehitystä varten. Suuren mittakaavan nopeisiin reaktoreihin perustuvien ydinvoimaloiden kehittäminen korvaamalla vähitellen perinteistä fossiilisia orgaanisia polttoaineita käyttävää energiantuotantoa. Ydinvoimakehityksen strategisena tavoitteena oli hallita halvan polttoaineen – uraanin ja mahdollisesti toriumin – ehtymättömät resurssit nopeiden reaktoreiden pohjalta. Ydinvoiman kehittämisen taktisena tavoitteena oli lämpöreaktorien käyttö U-235:llä (joka on hallussa aselaatuisten materiaalien, plutoniumin ja tritiumin tuotantoon sekä ydinsukellusveneisiin) energian ja radioisotooppien tuottamiseksi kansantalouden ja kansantalouden tarpeisiin. energialaatuisen plutoniumin kerääminen nopeille reaktoreille.
Dia 5
* Venäjän ydinteollisuus Tällä hetkellä alaan kuuluu: Nuclear aseiden kompleksi (NWC). Ydin- ja säteilyturvallisuuskompleksi (NRS). Ydinenergiakompleksi (NEC): ydinpolttoainekierto; ydinvoima. Tieteellinen ja tekninen kompleksi (STC). ROSATOM State Corporation on suunniteltu varmistamaan johtamisjärjestelmän yhtenäisyys, jotta teollisuuden kehitysohjelmat voidaan synkronoida Venäjän ulkoisten ja sisäisten prioriteettien järjestelmän kanssa. OJSC Atomenergopromin päätehtävänä on muodostaa globaali yritys, joka kilpailee menestyksekkäästi avainmarkkinoilla.
Dia 6
* Vuonna 2008 toiminnassa oli 10 ydinvoimalaitosta (31 voimayksikköä) teholla 23,2 GW. Vuonna 2007 ydinvoimalaitokset tuottivat sähköä 158,3 miljardia kWh. Ydinvoimalaitosten osuus: sähkön kokonaistuotannosta – 15,9 % (Euroopan osassa – 29,9 %); kokonaiskapasiteetissa - 11,0 %. Venäjän ydinvoimalat vuonna 2008
Dia 7
Dia 8
* Nykyaikaisen ydinenergian haitat Lämpöreaktorien avoin ydinpolttoainekierto on rajallinen polttoaineresurssi ja käytetyn polttoaineen huollon ongelma. Suuret pääomakustannukset ydinvoimalan rakentamiseen. Keskity voimayksiköihin, joilla on suuri yksikkökapasiteetti yhdistettynä sähköverkkosolmuihin ja suuriin virrankuluttajiin. Ydinvoimalaitosten alhainen kyky ohjata tehoa. Tällä hetkellä maailmassa ei ole erityistä strategiaa lämpöreaktoreiden SNF:n käsittelylle (vuoteen 2010 mennessä SNF:tä kertyy yli 300 000 tonnia, ja SNF:n vuotuinen lisäys on 11 000-12 000 tonnia). Venäjä on kerännyt 14 000 tonnia käytettyä polttoainetta, jonka radioaktiivisuus on yhteensä 4,6 miljardia Ci, ja käytetyn polttoaineen vuotuinen lisäys on 850 tonnia. On tarpeen siirtyä käytetyn ydinpolttoaineen kuivavarastointiin. Säteilytetyn ydinpolttoaineen pääosan jälleenkäsittely on suositeltavaa lykätä uuden sukupolven nopeiden reaktorien sarjarakentamisen alkamiseen.
Dia 9
* Radioaktiivisen jätteen ja käytetyn ydinpolttoaineen käsittelyn ongelmat Teholtaan 1 GW:n lämpöreaktori tuottaa 800 tonnia matala- ja keskiaktiivista radioaktiivista jätettä ja 30 tonnia korkea-aktiivista käytettyä polttoainetta. Korkea-aktiivinen jäte, jonka osuus on alle 1 tilavuusprosentti, muodostaa 99 prosenttia kokonaistoiminnasta. Yksikään maa ei ole siirtynyt käyttämään teknologioita, jotka ratkaisisivat säteilytetyn ydinpolttoaineen ja radioaktiivisen jätteen käsittelyn ongelman. Lämpöreaktori, jonka sähköteho on 1 GW, tuottaa 200 kg plutoniumia vuodessa. Plutoniumin kertymisnopeus maailmassa on ~70 tonnia/vuosi. Tärkein plutoniumin käyttöä säätelevä kansainvälinen asiakirja on ydinsulkusopimus (NPT). Asesulkujärjestelmän vahvistaminen edellyttää sen teknistä tukea.
Dia 10
* Strategian suuntaviivat ydintekniikan alalla Ydinvoimansyöttötekniikan kriittisten elementtien tuotannon loppuun saattaminen venäläisissä yrityksissä, jotka ovat kokonaan tai osittain osa ROSATOM State Corporationin rakennetta. Vaihtoehtoisten peruslaitteiden toimittajien luominen nykyisille monopoleille. Kutakin laitetyyppiä kohti odotetaan olevan vähintään kaksi mahdollista valmistajaa. On tarpeen muodostaa ROSATOM State Corporationin taktiset ja strategiset liitot tärkeimpien markkinatoimijoiden kanssa.
Dia 11
* Vaatimukset laajamittaisille energiateknologioille Suuren mittakaavan energiateknologiaan ei pitäisi kohdistua fossiilisten polttoaineiden raaka-aineiden louhintaan liittyviä luonnollisia epävarmuustekijöitä. Polttoaineen "poltto" on oltava turvallinen. Sisältyvä jäte ei saa olla fysikaalisesti ja kemiallisesti aktiivisempaa kuin alkuperäinen polttoaineen raaka-aine. Asennetun ydinvoimakapasiteetin maltillisen kasvun myötä ydinvoimaa kehitetään pääasiassa lämpöreaktoreilla, joissa on pieni osuus nopeista reaktoreista. Ydinenergian intensiivisen kehittämisen tapauksessa nopeilla reaktoreilla on siinä ratkaiseva rooli.
Dia 12
* Ydinenergia ja ydinaseiden leviämisen riski Ydinenergian osatekijät, jotka määräävät ydinaseiden leviämisen riskin: Uusi ydinteknologia ei saisi johtaa uusien kanavien avaamiseen aselaatuisten materiaalien saamiseksi ja sen käyttöön vastaaviin tarkoituksiin. Ydinenergian kehittäminen nopeilla reaktoreilla ja asianmukaisesti suunnitellun polttoainekierron avulla luo edellytykset asteittain vähentää ydinaseiden leviämisen riskiä. Uraani-isotooppien erottaminen (rikastus). Plutoniumin ja/tai U-233:n erottaminen säteilytetystä polttoaineesta. Säteilytetyn polttoaineen pitkäaikainen varastointi. Erotetun plutoniumin varastointi.
Dia 13
* Ydinenergian kehittäminen Venäjällä vuoteen 2020 Päätelmä: 3,7 GW Kalinin 4 NVNPP-2:n valmistuminen 1 Rostov 2 NVNPP-2:n valmistuminen 2 Rostov 3 Rostov 4 LNPP-2 1 LNPP-2 2 LNPP-2 3 Beloyarka 4 BN-800 Kuola 2 NVNPP 3 LNPP-2 4 Kuola 1 LNPP 2 LNPP 1 NVNPP 4 Severskaya 1 Nizhny Novgorod 1 Nizhny Novgorod 2 Kola-2 1 Kola-2 2 pakollinen lisäohjelma Input: 32.1 GW (pakollinen ohjelma GW) Plus6. ) punainen viiva rajoittaa taatulla (FTP) rahoituksella varustettujen voimayksiköiden määrää; sininen viiva osoittaa pakollisen ohjelman voimayksiköiden käyttöönotolle Nizhny Novgorod 3 YuUralskaya 2 Tverskaya 1 Tverskaya 2 Central 1 Tverskaya 3 Tverskaya 4 YuUralskaya 3 YuUralskaya 4 Kola-2ya 3 Kola-2 4 YuUralskaya 1 Severskaya 2 Note 1 Note 2 Kursk 5 NVNPP-2 3 Central 4 Nizhny Novgorod 4 NVNPP-2 4 Central 2 Central 3 Toimintayksiköt - 58 Suljetut yksiköt - 10 Henkilöstösuhdetta tulisi vähentää nykyinen 1,5 henkilöä/MW - 0,3-0,5 henkilöä/MW.
Dia 14
* Siirtyminen uudelle teknologiselle alustalle Tieteellisen ja teknologisen kehityksen keskeinen osatekijä on ydinvoimalaitosteknologian kehittäminen nopealla neutronireaktorilla. BEST-konsepti nitridipolttoaineella, tasapaino-HF:llä ja raskasmetallijäähdytyksellä on lupaavin valinta uuden ydinenergiateknologian perustan luomiseen. Vakuutushanke on teollisesti kehitetty natriumjäähdytteinen nopea reaktori (BN). Skaalausongelmien vuoksi tämä projekti on vähemmän lupaava kuin BEST, se perustuu uudentyyppisten polttoaineiden ja suljetun ydinpolttoainekierron elementtien kehittämiseen. Luontaisen turvallisuuden periaate: vakavien reaktorionnettomuuksien ja ydinpolttoainekiertoyritysten onnettomuuksien deterministinen sulkeminen pois; transmutaatio suljettu ydinpolttoainekierto ja käytetyn polttoaineen jälleenkäsittelytuotteiden fraktiointi; tekninen tuki ydinsulkujärjestelmälle.
Dia 15
* Mahdollinen energiantuotannon rakenne vuoteen 2050 mennessä Ydinvoiman osuus polttoaine- ja energiakompleksissa tuotannosta - 40 % Ydinvoiman osuus polttoaine- ja energiakompleksissa tuotannosta - 35 %
Dia 16
* Ydinteknologioiden kehitysjaksot 2000-luvulla Mobilisaatiokausi: asennetun kapasiteetin nykyaikaistaminen ja käytön tehostaminen, voimayksiköiden valmistuminen, reaktorien ja polttoainekiertoteknologioiden evoluutionaalinen kehittäminen niiden kaupalliseen käyttöön ottaminen, kehittäminen ja koekäyttö innovatiivisia teknologioita ydinvoimaloita ja polttoainekiertoa varten. Siirtymäkausi: ydinenergian mittakaavan laajentaminen ja innovatiivisten reaktori- ja polttoainekiertoteknologioiden kehittäminen (nopeat reaktorit, korkean lämpötilan reaktorit, alueellisen energian reaktorit, suljettu uraani-plutonium- ja torium-uraanikierto, hyödyllisen käyttö ja poltto) vaaralliset radionuklidit, jätteiden pitkäaikainen geologinen eristäminen, vedyn tuotanto, veden suolanpoisto). Kehityskausi: innovatiivisten ydinteknologioiden käyttöönotto, monikomponenttisen ydin- ja atomi-vetyenergian muodostus.
Dia 17
* Lyhyen aikavälin tehtävät (2009-2015) Teknisen perustan muodostaminen maan energiahuollon ongelman ratkaisemiseksi hallituilla reaktoritekniikoilla innovatiivisten teknologioiden ehdottomalla kehittämisellä: Tehokkuuden lisääminen, nykyaikaistaminen, olemassa olevien reaktorien käyttöiän pidentäminen, tehoyksiköiden valmistuminen. Reaktorin ohjattavuuskäytön perustelut ja järjestelmien kehittäminen ydinvoimalaitoksen perustoiminnan ylläpitämiseksi. Seuraavan sukupolven voimalaitosten rakentaminen, mukaan lukien BN-800:lla varustetut ydinvoimalaitokset, samalla kun luodaan MOX-polttoaineen koetuotanto. Pieniin ja keskisuuriin ydinvoimalaitoksiin perustuvien alueellisten ydinvoimalaitosten ohjelmien kehittäminen. Uraanin ja plutoniumin ydinpolttoainekierron sulkemiseen tähtäävän työohjelman käyttöönotto rajoittamattoman polttoaineen toimittamisen ja radioaktiivisen jätteen ja käytetyn ydinpolttoaineen huollon ongelman ratkaisemiseksi. Ydinenergialähteiden käyttöä koskevan ohjelman käyttöönotto myyntimarkkinoiden laajentamiseksi (yhteistuotanto, lämmöntuotanto, energian tuotanto, meriveden suolanpoisto). Voimayksiköiden rakentaminen yleisen kaavion mukaisesti.
Dia 18
* Keskipitkän aikavälin tehtävät (2015-2030) Ydinenergian mittakaavan laajentaminen ja innovatiivisten reaktori- ja polttoainekiertoteknologioiden hallinta: Voimalaitosten rakentaminen yleiskaavan mukaisesti. Kolmannen sukupolven VVER:n innovatiivisen suunnittelun kehittäminen ja käyttöönotto. Ensimmäisen ja toisen sukupolven voimayksiköiden purkaminen ja hävittäminen sekä niiden korvaaminen kolmannen sukupolven yksiköillä. Teknologisen perustan muodostuminen siirtymiseen suuren mittakaavan ydinenergiaan. Radiokemiallisen tuotannon kehittäminen polttoaineen käsittelyyn. Demonstraatioydinvoimalaitosyksikön koekäyttö nopealla reaktorilla ja polttoainekiertolaitoksilla, joilla on luontainen turvallisuus. GT-MGR-prototyyppiyksikön koekäyttö ja polttoaineen tuotanto siihen (kansainvälisen projektin puitteissa). Pienimuotoisten energialaitosten rakentaminen, mukaan lukien kiinteät ja kelluvat energia- ja suolanpoistoasemat. Korkean lämpötilan reaktorien kehittäminen vedyn tuottamiseksi vedestä.
Dia 19
* Pitkän aikavälin tavoitteet (2030-2050) Innovatiivisten ydinteknologioiden käyttöönotto, monikomponenttisen ydin- ja atomi-vetyenergian muodostaminen: Laajamittaisen ydinenergiainfrastruktuurin luominen uudelle teknologiselle alustalle. Torium-uraanikierron lämpöreaktorin sisältävänkön rakentaminen ja sen koekäyttö. Siirtyminen suuren mittakaavan ydinvoimaan edellyttää laajaa kansainvälistä yhteistyötä hallitustasolla. Tarvitaan yhteistä kehitystä, joka keskittyy sekä kansallisen että globaalin energian tarpeisiin.
Dia 20
Dia 21
Dia 2
Ydinvoima
§66. Uraaniytimien fissio. §67. Ketjureaktio. §68. Ydinreaktori. §69. Ydinvoima. §70. Säteilyn biologiset vaikutukset. §71. Radioaktiivisten isotooppien tuotanto ja käyttö. §72. Termoydinreaktio. §73. Alkuainehiukkasia. Antihiukkaset.
Dia 3
§66. Uraanin ydinfissio
Kuka ja milloin löysi uraaniytimien fission? Mikä on ydinfission mekanismi? Mitkä voimat vaikuttavat ytimessä? Mitä tapahtuu, kun ydin halkeaa? Mitä tapahtuu energialle, kun uraanin ydin halkeaa? Miten ympäristön lämpötila muuttuu uraanin ytimien fissiossa? Kuinka paljon energiaa vapautuu?
Dia 4
Raskaiden ytimien fissio.
Toisin kuin ytimien radioaktiivinen hajoaminen, johon liittyy α- tai β-hiukkasten emissio, fissioreaktiot ovat prosessi, jossa epästabiili ydin jaetaan kahteen suureen, samankokoiseen fragmenttiin. Vuonna 1939 saksalaiset tiedemiehet O. Hahn ja F. Strassmann löysivät uraaniytimien fission. Jatkaessaan Fermin aloittamaa tutkimusta, he totesivat, että kun uraania pommitetaan neutroneilla, syntyy jaksollisen järjestelmän keskiosan alkuaineita - bariumin (Z = 56), kryptonin (Z = 36) jne. radioaktiivisia isotooppeja. Uraania esiintyy mm. luonnossa kahden isotoopin muodossa: uraani-238 ja uraani-235 (99,3 %) ja (0,7 %). Neutronien pommittaessa molempien isotooppien ytimet voivat hajota kahteen osaan. Tässä tapauksessa uraani-235:n fissioreaktio tapahtuu voimakkaimmin hitaiden (termisten) neutronien kanssa, kun taas uraani-238-ytimet tulevat fissioreaktioon vain nopeilla neutroneilla, joiden energia on noin 1 MeV.
Dia 5
Ketjureaktio
Ydinenergian tärkein kiinnostus on uraani-235-ytimen fissioreaktio. Tällä hetkellä tunnetaan noin 100 erilaista isotooppia, joiden massaluvut ovat noin 90-145 ja jotka ovat seurausta tämän ytimen fissiosta. Tämän ytimen kaksi tyypillistä fissioreaktiota ovat: Huomaa, että ytimen fissio neutronin käynnistämänä tuottaa uusia neutroneja, jotka voivat aiheuttaa muiden ytimien fissioreaktioita. Uraani-235-ytimien fissiotuotteet voivat olla myös muita bariumin, ksenonin, strontiumin, rubidiumin jne. isotooppeja.
Dia 6
Kun uraani-235-ydin fissioi, mikä johtuu törmäyksestä neutronin kanssa, vapautuu 2 tai 3 neutronia. Suotuisissa olosuhteissa nämä neutronit voivat osua muihin uraanin ytimiin ja aiheuttaa niiden fission. Tässä vaiheessa ilmaantuu 4–9 neutronia, jotka voivat aiheuttaa uusia uraaniytimien hajoamisia jne. Tällaista lumivyöryn kaltaista prosessia kutsutaan ketjureaktioksi
Kaavio uraaniytimien fission ketjureaktion kehittymisestä on esitetty kuvassa
Dia 7
Lisääntymisnopeus
Ketjureaktion tapahtumiseksi on välttämätöntä, että niin sanottu neutronien kerroin on suurempi kuin yksi. Toisin sanoen jokaisessa seuraavassa sukupolvessa pitäisi olla enemmän neutroneja kuin edellisessä. Kerroinkerroin ei määräydy ainoastaan kussakin elementaarisessa toiminnassa syntyneiden neutronien lukumäärän, vaan myös olosuhteiden perusteella, joissa reaktio tapahtuu - osa neutroneista voi absorboitua muihin ytimiin tai poistua reaktioalueelta. Uraani-235-ytimien fission aikana vapautuvat neutronit pystyvät aiheuttamaan vain saman uraanin ytimien fissiota, joka muodostaa vain 0,7 % luonnonuraanista.
Dia 8
Kriittinen massa
Pienintä uraanin massaa, jossa ketjureaktio voi tapahtua, kutsutaan kriittiseksi massaksi. Tapoja vähentää neutronihäviötä: Heijastavan kuoren käyttö (berylliumista), epäpuhtauksien määrän vähentäminen, neutronien hidastajalla (grafiitti, raskas vesi), uraani-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).
Dia 9
Ydinreaktorin kaavio
Dia 10
Ydinreaktorin sydämessä tapahtuu hallittu ydinreaktio, joka vapauttaa suuren määrän energiaa.
Ensimmäinen ydinreaktori rakennettiin Yhdysvaltoihin E. Fermin johdolla vuonna 1942. Maamme ensimmäinen reaktori rakennettiin vuonna 1946 I. V. Kurchatovin johdolla.
Dia 11
Kotitehtävät
§66. Uraaniytimien fissio. §67. Ketjureaktio. §68. Ydinreaktori. Vastaa kysymyksiin. Piirrä kaavio reaktorista. Mitä aineita ja miten niitä käytetään ydinreaktorissa? (kirjoitettu)
Dia 12
Termoydinreaktiot.
Kevyiden ytimien fuusioreaktioita kutsutaan lämpöydinreaktioksi, koska ne voivat tapahtua vain erittäin korkeissa lämpötiloissa.
Dia 13
Toinen tapa vapauttaa ydinenergiaa liittyy fuusioreaktioihin. Kun kevyet ytimet sulautuvat yhteen ja muodostavat uuden ytimen, täytyy vapautua suuri määrä energiaa. Erityisen suurta käytännön merkitystä on sillä, että lämpöydinreaktion aikana vapautuu paljon enemmän energiaa nukleonia kohti kuin ydinreaktion aikana, esimerkiksi heliumytimen fuusiossa vetyytimistä vapautuu 6 MeV:n suuruista energiaa ja uraaniytimen fissio, yksi nukleoni vastaa "0,9 MeV.
Dia 14
Termoydinreaktion olosuhteet
Jotta kaksi ydintä pääsisi fuusioreaktioon, niiden on lähestyttävä toisiaan 2·10–15 metrin luokkaa olevien ydinvoimien etäisyydelle ja voitettava positiivisten varaustensa sähköinen hylkiminen. Tätä varten molekyylien lämpöliikkeen keskimääräisen kineettisen energian tulee ylittää Coulombin vuorovaikutuksen potentiaalienergia. Tätä varten tarvittavan lämpötilan T laskeminen johtaa luokkaa 108–109 K olevaan arvoon. Tämä on erittäin korkea lämpötila. Tässä lämpötilassa aine on täysin ionisoituneessa tilassa, jota kutsutaan plasmaksi.
Dia 15
Hallittu lämpöydinreaktio
Energeettisesti myönteinen reaktio. Se voi kuitenkin tapahtua vain erittäin korkeissa lämpötiloissa (useiden satojen miljoonien asteiden luokkaa). Suurella aineen tiheydellä tällainen lämpötila voidaan saavuttaa luomalla plasmaan voimakkaita elektronisia purkauksia. Tässä tapauksessa syntyy ongelma - plasmaa on vaikea pitää sisällään. Tähdissä tapahtuu itseään ylläpitäviä lämpöydinreaktioita
Dia 16
Energiakriisi
on tullut todellinen uhka ihmiskunnalle. Tässä suhteessa tutkijat ovat ehdottaneet raskaan vedyn isotoopin - deuteriumin - uuttamista merivedestä ja sen saattamista ydinsulamisreaktioon noin 100 miljoonan celsiusasteen lämpötiloissa. Ydinsulamistilassa yhdestä kilosta merivettä saatu deuterium pystyy tuottamaan saman määrän energiaa kuin vapautuu poltettaessa 300 litraa bensiiniä ___ TOKAMAK (toroidaalinen magneettikammio virralla)
Dia 17
Tehokkain moderni TOKAMAK, joka palvelee vain tutkimustarkoituksiin, sijaitsee Abingdonin kaupungissa lähellä Oxfordia. 10 metriä korkea, se tuottaa plasmaa ja pitää hänet hengissä vain noin 1 sekunnin.
Dia 18
TOKAMAK (toroidikamera magneettikelalla)
Tämä on sähköfyysinen laite, jonka päätarkoitus on plasman muodostus. Plasmaa eivät pidä kammion seinät, jotka eivät kestä sen lämpötilaa, vaan erityisesti luotu magneettikenttä, joka on mahdollista noin 100 miljoonan asteen lämpötiloissa ja sen säilyminen melko pitkään annettu tilavuus. Mahdollisuus tuottaa plasmaa erittäin korkeissa lämpötiloissa mahdollistaa lämpöydinreaktion heliumytimien fuusiossa raaka-aineesta, vedyn isotoopeista (deuterium ja tritium)
Dia 1
Ydinenergia
Koulu nro 625 N.M. Turlakova
Dia 2
§66. Uraaniytimien fissio. §67. Ketjureaktio. §68. Ydinreaktori. §69. Ydinvoima. §70. Säteilyn biologiset vaikutukset. §71. Radioaktiivisten isotooppien tuotanto ja käyttö. §72. Termoydinreaktio. §73. Alkuainehiukkasia. Antihiukkaset.
Ydinvoima
Dia 3
§66. Uraanin ydinfissio
Kuka ja milloin löysi uraaniytimien fission? Mikä on ydinfission mekanismi? Mitkä voimat vaikuttavat ytimessä? Mitä tapahtuu, kun ydin halkeaa? Mitä tapahtuu energialle, kun uraanin ydin halkeaa? Miten ympäristön lämpötila muuttuu uraanin ytimien fissiossa? Kuinka paljon energiaa vapautuu?
Dia 4
Toisin kuin ytimien radioaktiivinen hajoaminen, johon liittyy α- tai β-hiukkasten emissio, fissioreaktiot ovat prosessi, jossa epästabiili ydin jaetaan kahteen suureen, samankokoiseen fragmenttiin. Vuonna 1939 saksalaiset tiedemiehet O. Hahn ja F. Strassmann löysivät uraaniytimien fission. Jatkaessaan Fermin aloittamaa tutkimusta, he totesivat, että kun uraania pommitetaan neutroneilla, syntyy jaksollisen järjestelmän keskiosan alkuaineita - bariumin (Z = 56), kryptonin (Z = 36) jne. radioaktiivisia isotooppeja. Uraania esiintyy mm. luonnossa kahden isotoopin muodossa: uraani-238 ja uraani-235 (99,3 %) ja (0,7 %). Neutronien pommittaessa molempien isotooppien ytimet voivat hajota kahteen osaan. Tässä tapauksessa uraani-235:n fissioreaktio tapahtuu voimakkaimmin hitaiden (termisten) neutronien kanssa, kun taas uraani-238-ytimet tulevat fissioreaktioon vain nopeilla neutroneilla, joiden energia on noin 1 MeV.
Raskaiden ytimien fissio.
Dia 5
Ydinenergian tärkein kiinnostus on uraani-235-ytimen fissioreaktio. Tällä hetkellä tunnetaan noin 100 erilaista isotooppia, joiden massaluvut ovat noin 90-145 ja jotka ovat seurausta tämän ytimen fissiosta. Tämän ytimen kaksi tyypillistä fissioreaktiota ovat: Huomaa, että ytimen fissio neutronin käynnistämänä tuottaa uusia neutroneja, jotka voivat aiheuttaa muiden ytimien fissioreaktioita. Uraani-235-ytimien fissiotuotteet voivat olla myös muita bariumin, ksenonin, strontiumin, rubidiumin jne. isotooppeja.
Ketjureaktio
Dia 6
Kaavio uraaniytimien fission ketjureaktion kehittymisestä on esitetty kuvassa
Kun uraani-235-ydin fissioi, mikä johtuu törmäyksestä neutronin kanssa, vapautuu 2 tai 3 neutronia. Suotuisissa olosuhteissa nämä neutronit voivat osua muihin uraanin ytimiin ja aiheuttaa niiden fission. Tässä vaiheessa ilmaantuu 4–9 neutronia, jotka voivat aiheuttaa uusia uraaniytimien hajoamisia jne. Tällaista lumivyöryn kaltaista prosessia kutsutaan ketjureaktioksi
Dia 7
Ketjureaktion tapahtumiseksi on välttämätöntä, että niin sanottu neutronien kerroin on suurempi kuin yksi. Toisin sanoen jokaisessa seuraavassa sukupolvessa pitäisi olla enemmän neutroneja kuin edellisessä. Kerroinkerroin ei määräydy ainoastaan kussakin elementaarisessa toiminnassa syntyneiden neutronien lukumäärän, vaan myös olosuhteiden perusteella, joissa reaktio tapahtuu - osa neutroneista voi absorboitua muihin ytimiin tai poistua reaktioalueelta. Uraani-235-ytimien fission aikana vapautuvat neutronit pystyvät aiheuttamaan vain saman uraanin ytimien fissiota, joka muodostaa vain 0,7 % luonnonuraanista.
Lisääntymisnopeus
Dia 8
Pienintä uraanin massaa, jossa ketjureaktio voi tapahtua, kutsutaan kriittiseksi massaksi. Tapoja vähentää neutronihäviötä: Heijastavan kuoren käyttö (berylliumista), epäpuhtauksien määrän vähentäminen, neutronien hidastajalla (grafiitti, raskas vesi), uraani-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).
Kriittinen massa
Dia 9
Ydinreaktorin kaavio
Dia 10
Ydinreaktorin sydämessä tapahtuu kontrolloitu ydinreaktio, joka vapauttaa suuren määrän energiaa.
Ensimmäinen ydinreaktori rakennettiin vuonna 1942 Yhdysvaltoihin E. Fermin johdolla. Maassamme ensimmäinen reaktori rakennettiin vuonna 1946 I. V. Kurchatovin johdolla
Dia 11
§66. Uraaniytimien fissio. §67. Ketjureaktio. §68. Ydinreaktori. Vastaa kysymyksiin. Piirrä kaavio reaktorista. Mitä aineita ja miten niitä käytetään ydinreaktorissa? (kirjoitettu)
Kotitehtävät
Dia 12
Kevyiden ytimien fuusioreaktioita kutsutaan lämpöydinreaktioksi, koska ne voivat tapahtua vain erittäin korkeissa lämpötiloissa.
Termoydinreaktiot.
Dia 13
Toinen tapa vapauttaa ydinenergiaa liittyy fuusioreaktioihin. Kun kevyet ytimet sulautuvat yhteen ja muodostavat uuden ytimen, täytyy vapautua suuri määrä energiaa.
Erityisen suurta käytännön merkitystä on sillä, että lämpöydinreaktion aikana vapautuu paljon enemmän energiaa nukleonia kohti kuin ydinreaktion aikana, esimerkiksi heliumytimen fuusiossa vetyytimistä vapautuu 6 MeV:n suuruista energiaa ja uraaniytimen fissio, yksi nukleoni vastaa "0,9 MeV.
Dia 14
Jotta kaksi ydintä pääsisi fuusioreaktioon, niiden on lähestyttävä toisiaan 2·10–15 metrin luokkaa olevien ydinvoimien etäisyydelle ja voitettava positiivisten varaustensa sähköinen hylkiminen. Tätä varten molekyylien lämpöliikkeen keskimääräisen kineettisen energian tulee ylittää Coulombin vuorovaikutuksen potentiaalienergia. Tätä varten tarvittavan lämpötilan T laskeminen johtaa luokkaa 108–109 K olevaan arvoon. Tämä on erittäin korkea lämpötila. Tässä lämpötilassa aine on täysin ionisoituneessa tilassa, jota kutsutaan plasmaksi.
Termoydinreaktion olosuhteet
Dia 15
Energeettisesti myönteinen reaktio. Se voi kuitenkin tapahtua vain erittäin korkeissa lämpötiloissa (useiden satojen miljoonien asteiden luokkaa). Suurella aineen tiheydellä tällainen lämpötila voidaan saavuttaa luomalla plasmaan voimakkaita elektronisia purkauksia. Tässä tapauksessa syntyy ongelma - plasmaa on vaikea pitää sisällään.
Hallittu lämpöydinreaktio
Tähdissä tapahtuu itseään ylläpitäviä lämpöydinreaktioita
Dia 16
on tullut todellinen uhka ihmiskunnalle. Tässä suhteessa tutkijat ovat ehdottaneet raskaan vedyn isotoopin - deuteriumin - uuttamista merivedestä ja sen saattamista ydinsulamisreaktioon noin 100 miljoonan celsiusasteen lämpötiloissa. Ydinsulamistilassa yhdestä kilosta merivettä saatu deuterium pystyy tuottamaan saman määrän energiaa kuin vapautuu poltettaessa 300 litraa bensiiniä ___
Energiakriisi
TOKAMAK (toroidaalinen magneettikammio virralla)
Dia 17
Tehokkain moderni TOKAMAK, joka palvelee vain tutkimustarkoituksiin, sijaitsee Abingdonin kaupungissa lähellä Oxfordia. 10 metriä korkea, se tuottaa plasmaa ja pitää hänet hengissä vain noin 1 sekunnin.
Dia 18
Tämä on sähköfyysinen laite, jonka päätarkoitus on plasman muodostus. Plasmaa eivät pidä kammion seinät, jotka eivät kestä sen lämpötilaa, vaan erityisesti luotu magneettikenttä, joka on mahdollista noin 100 miljoonan asteen lämpötiloissa ja sen säilyminen melko pitkään annettu tilavuus. Mahdollisuus tuottaa plasmaa erittäin korkeissa lämpötiloissa mahdollistaa lämpöydinreaktion heliumytimien fuusiossa raaka-aineesta, vedyn isotoopeista (deuterium ja tritium)
TOKAMAK (toroidaalinen kammio magneettikeloilla)
Dia 20
M.A. Leontovich lähellä Tokamakia
Dia 21
Hallitun lämpöydinfuusion teorian perustan loivat vuonna 1950 I. E. Tamm ja A. D. Saharov, jotka ehdottivat magneettikentän reaktioiden seurauksena muodostuneen kuuman plasman hillitsemistä. Tämä ajatus johti lämpöydinreaktorien - tokamakkien - luomiseen. Suurella ainetiheydellä vaadittu satojen miljoonien asteiden korkea lämpötila voidaan saavuttaa luomalla plasmaan voimakkaita elektronisia purkauksia. Ongelma: Plasmaa on vaikea säilyttää. Nykyaikaiset tokamak-laitokset eivät ole lämpöydinreaktoreita, vaan tutkimuslaitoksia, joissa plasman olemassaolo ja säilyminen on mahdollista vain hetken.
Hallitut lämpöydinreaktiot
Dia 22
Neuvostoliiton rauhanomaisen lämpöydinfuusion perustajat olivat akateemikot Andrei Saharov (vasemmalla), vetypommin luoja ja Jevgeni Velikhov (oikealla), yksi tokamakin - lämpöydinreaktorin prototyypin - kehittäjistä.
Dia 23
Pallomainen tokamak Globus-M on uusi iso fyysinen asennus, joka on rakennettu nimettyyn Physico-Technical Instituteen. A.F. Ioffe Venäjän tiedeakatemiasta vuonna 1999
"Maapallo"
Dia 24
§72. Termoydinreaktio. Vastaa kysymyksiin. §70. Säteilyn biologiset vaikutukset. §71. Radioaktiivisten isotooppien tuotanto ja käyttö. Raportit.
Dia 2
1. Maailman kokemus ydinenergian kehittämisestä
Nykyään 1,7 miljardilla ihmisellä ei ole sähköä
Dia 3
Maailman ongelmia
Kasvava energiankulutus Energiavarojen nopea ehtyminen Ydinenergia on yksi maailman tärkeimmistä energianlähteistä
Dia 4
Rauhanomaisen ydinenergian kehittäminen alkoi ensimmäisen ydinvoimalan käyttöönotolla Obninskissa (Neuvostoliitto) vuonna 1954. Tshernobylin ydinvoimalan onnettomuus hidasti ydinenergian kehitysvauhtia - jotkut maat julistivat rakentamisen moratorion. uusista ydinvoimalaitoksista
Dia 5
Vuosina 2000-2005 30 uutta reaktoria otettiin käyttöön
Ydinreaktoreita maailmassa on nykyään noin 440. Ne sijaitsevat yli 30 maassa. Pääkapasiteetti on keskittynyt Länsi-Eurooppaan ja Yhdysvaltoihin
Dia 6
Dia 7
Maat, jotka täyttävät suurimman osan sähköntarpeestaan ydinvoimaloista
Dia 8
Ympäristöasiat:
Suurin osa ilmakehään joutuvista päästöistä syntyy fossiilisten polttoaineiden polton yhteydessä. Hiilivoimaloiden toiminnan seurauksena ilmakehään vapautuu vuosittain noin 24 miljardia tonnia hiilidioksidia Ydinvoimalaitokset eivät päästä epäpuhtauksia ilmakehään
Dia 9
Energiaan liittyvät kasvihuonekaasupäästöindikaattorit
Dia 10
Nykyaikaisten reaktorien monitasoinen turvajärjestelmä:
Sisäinen metallikuori suojaa ihmisiä ja ympäristöä säteilyltä, ulkokuori suojaa ulkoisilta vaikutuksilta (maanjäristys, hurrikaani, tulva jne.),
Dia 11
Passiiviset turvajärjestelmät:
Polttoainepelletti (säilyttää 98 % radioaktiivisista fissiotuotteista, polttoaine-elementin tiivis kuori, vankka reaktoriastia (seinämän paksuus - 25 cm tai enemmän) Suljettu suojakuori, joka estää radioaktiivisuuden pääsyn ympäristöön
Dia 12
Suojauksen rooli
28. maaliskuuta 1979 - onnettomuus amerikkalaisen ydinvoimalaitoksen Three Mile Islandilla 26. huhtikuuta 1986 - onnettomuus Tšernobylin ydinvoimalan yksikössä 4 Onnettomuus ei ollut luonteeltaan globaali. Siitä tuli ympäristökatastrofi
Dia 13
2. Tarve kehittää ydinenergiaa ja rakentaa ydinvoimaloita Valko-Venäjälle
Omien polttoaineiden ja energiavarojen akuutti pula Riippuvuus yhdestä toimittajasta (Venäjä) Resurssien hinnat nousevat Ympäristön saastuminen.
Dia 14
Ydinvoimalan rakentamisen "edut":
Kattaa noin 25 % maan sähköntarpeesta Kustannusten aleneminen 13 %
Dia 15
15. tammikuuta 2008
Valko-Venäjän tasavallan turvallisuusneuvoston kokouksessa päätettiin rakentaa Valko-Venäjälle oma ydinvoimala
Dia 16
31. tammikuuta 2008
Valko-Venäjän tasavallan presidentti allekirjoitti turvallisuusneuvoston päätöslauselman nro 1 "Ydinenergian kehittämisestä Valko-Venäjän tasavallassa"
Dia 17
3. Yleinen mielipide ydinvoimalaitosten rakentamisesta: Pitäisikö Valko-Venäjällä olla ja kehittää ydinenergiaa?
Dia 18
Miksi tarvitsemme ydinvoimalaa?
Dia 19
4. Valmisteluvaiheessa tehty työ
Valmistelevan työsuunnitelman toteuttamisesta huolehtivat ministerineuvosto ja Kansallinen tiedeakatemia Järjestää ja koordinoi ydinvoimaloiden rakentamista Energiaministeriö Pääsuunnittelija - Tasavaltainen yhtenäinen yritys "BelNIPIEnergo" Työn tieteellinen tuki - valtion tiedelaitos Valko-Venäjän kansallisen tiedeakatemian "Joint Institute for Energy and Nuclear Research - Sosny" Rakentamisen valmistelut tehdään yhteistyössä Yhdistyneiden Kansakuntien kansainvälisen atomienergiajärjestön (IAEA) kanssa.
Dia 20
Ydinvoimalaitoksen paikan valinta
Käynnissä on laaja tutkimus-, suunnittelu- ja kartoitustyö Töitä on tehty tasavallan kaikilla alueilla (yli 50 kohdetta) Jokaisesta mahdollisesta kohteesta laaditaan riippumaton asiantuntijalausunto. Tutkimussyklin odotetaan valmistuvan vuoden 2008 loppuun mennessä ja toimittavan materiaalia IAEA:lle (vähintään 2 kohdetta) Tulevan ydinvoimalan toiminnan säätelyä varten kehitetään lainsäädäntökehystä. kansainvälinen tarjouskilpailu ydinvoimalan rakentamisesta.
Dia 21
5. Ydinenergian kehityksen taloudelliset ja sosiaaliset vaikutukset
Vähentää valtion tuontienergian tarvetta kolmanneksella Maakaasun käyttöasteen vähentäminen auttaa pääsemään eroon yksipuolisesta riippuvuudesta Venäjän kaasutoimituksista (uraania louhitaan Kanadassa, Etelä-Afrikassa, USA:ssa, Namibiassa, Australiassa , Ranska jne.) Nykyaikaisten huipputeknologioiden kehittäminen, henkilöstön jatkokoulutus Ydinvoimalaitoksen sijaintialueen taloudellinen ja sosiaalinen kehitys Rakentamisen aikana saadut kokemukset mahdollistavat tulevaisuudessa osallistumisen rakentamiseen ydinvoimalaitoksista Valko-Venäjällä ja ulkomailla
Näytä kaikki diat
Oppitunti 9. luokallaFysiikan opettaja "MKOU Muzhichanskaya Secondary School"
Volosentsev Nikolai Vasilievich
Tiedon toisto atomiytimien sisältämästä energiasta Tiedon toisto atomiytimien sisältämästä energiasta;
Tärkein energiaongelma;
Kotimaisen ydinvoimahankkeen vaiheet;
Keskeiset kysymykset tulevan elinkelpoisuuden kannalta;
Ydinvoimalaitosten edut ja haitat;
Ydinturvallisuushuippukokous.
Mitkä kaksi voimatyyppiä vaikuttavat atomin ytimessä? - Mitkä kaksi voimatyyppiä vaikuttavat atomin ytimessä?
-Mitä tapahtuu uraaniytimelle, joka on absorboinut ylimääräisen elektronin?
-Kuinka ympäristön lämpötila muuttuu, kun suuri määrä uraaniytimiä fissioi?
-Kerro meille ketjureaktion mekanismista.
- Mikä on uraanin kriittinen massa?
- Mitkä tekijät määräävät ketjureaktion mahdollisuuden?
-Mikä on ydinreaktori?
- Mitä reaktorin sydämessä on?
- Mihin ohjaussauvoja tarvitaan? Miten niitä käytetään?
-Mitä toista toimintoa (neutronien hidastamisen lisäksi) vesi suorittaa reaktorin primääripiirissä?
-Mitä prosesseja tapahtuu toisessa piirissä?
-Mitä energianmuutoksia syntyy kun sähkövirtaa tuotetaan ydinvoimalaitoksilla?
Muinaisista ajoista lähtien polttopuuta, turvetta, hiiltä, vettä ja tuulta on käytetty pääasiallisina energianlähteinä. Muinaisista ajoista lähtien sellaiset polttoainetyypit kuin kivihiili, öljy ja liuske ovat tunnettuja. Lähes kaikki talteen otettu polttoaine poltetaan. Paljon polttoainetta kulutetaan lämpövoimalaitoksissa, erilaisissa lämpömoottoreissa, teknologisiin tarpeisiin (esimerkiksi metallin sulatuksen aikana, työkappaleiden lämmittämiseen takomoissa ja valssaamoissa) sekä asuintilojen ja teollisuusyritysten lämmitykseen. Polttoainetta poltettaessa muodostuu palamistuotteita, jotka päätyvät yleensä savupiippujen kautta ilmakehään. Joka vuosi satoja miljoonia tonneja erilaisia haitallisia aineita pääsee ilmaan. Luonnonsuojelusta on tullut yksi ihmiskunnan tärkeimmistä tehtävistä. Luonnonpolttoaineet täydentyvät erittäin hitaasti. Nykyiset reservit muodostuivat kymmeniä ja satoja miljoonia vuosia sitten. Samaan aikaan polttoaineen tuotanto kasvaa jatkuvasti. Siksi tärkein energiaongelma on uusien energiavarojen, erityisesti ydinenergian, löytämisen ongelma, jonka pääasiallisina energialähteinä on muinaisista ajoista lähtien käytetty polttopuuta, turvetta, hiiltä, vettä ja tuulta. Muinaisista ajoista lähtien sellaiset polttoainetyypit kuin kivihiili, öljy ja liuske ovat tunnettuja. Lähes kaikki talteen otettu polttoaine poltetaan. Paljon polttoainetta kulutetaan lämpövoimalaitoksissa, erilaisissa lämpömoottoreissa, teknologisiin tarpeisiin (esimerkiksi metallin sulatuksen aikana, työkappaleiden lämmittämiseen takomoissa ja valssaamoissa) sekä asuintilojen ja teollisuusyritysten lämmitykseen. Polttoainetta poltettaessa muodostuu palamistuotteita, jotka päätyvät yleensä savupiippujen kautta ilmakehään. Joka vuosi satoja miljoonia tonneja erilaisia haitallisia aineita pääsee ilmaan. Luonnonsuojelusta on tullut yksi ihmiskunnan tärkeimmistä tehtävistä. Luonnonpolttoaineet täydentyvät erittäin hitaasti. Nykyiset reservit muodostuivat kymmeniä ja satoja miljoonia vuosia sitten. Samaan aikaan polttoaineen tuotanto kasvaa jatkuvasti. Tästä syystä tärkein energiaongelma on uusien energiavarojen, erityisesti ydinenergian, löytämisen ongelma.
Neuvostoliiton atomiprojektin laajamittaisen alkamispäivämääräksi katsotaan 20. elokuuta 1945. Neuvostoliiton atomiprojektin laajamittaisen alkamispäiväksi katsotaan 20. elokuuta 1945.
Kuitenkin työ atomienergian kehittämiseksi Neuvostoliitossa alkoi paljon aikaisemmin. 1920-1930-luvulla perustettiin tieteellisiä keskuksia ja kouluja: Fysiikan ja tekniikan instituutti Leningradissa Ioffen johdolla, Harkovin fysiikan ja tekniikan instituutti, jossa toimii Khlopinin johtama Leipunsky Radium -instituutti, nimetty fysiikan instituutti. P.N. Lebedev, Kemiallisen fysiikan instituutti ja muut. Samalla tieteen kehittämisen painopiste on perustutkimuksessa.
Neuvostoliiton tiedeakatemia perusti vuonna 1938 atomiytimen komission ja vuonna 1940 uraaniongelmien komission.
HALUAISIN. Zeldovich ja Yu.B. Khariton suoritti vuosina 1939-1940 joukon perustavanlaatuisia laskelmia uraanin fission haaraketjureaktiosta reaktorissa kontrolloituna kontrolloituna järjestelmänä.
Mutta sota keskeytti tämän työn. Tuhansia tiedemiehiä kutsuttiin armeijaan, monet kuuluisat tiedemiehet, joilla oli varauksia, menivät rintamalle vapaaehtoisina. Instituutiot ja tutkimuskeskukset suljettiin, evakuoitiin, niiden työ keskeytettiin ja lähes halvaantui.
Syyskuun 28. päivänä 1942 Stalin hyväksyi valtion puolustusmääräyksen nro 2352ss "Uraanityön järjestämisestä". Tiedustelutoiminnalla oli merkittävä rooli, minkä ansiosta tiedemiehemme pystyivät pysymään ajan tasalla ydinaseiden kehittämisen tieteellisestä ja teknologisesta kehityksestä melkein ensimmäisestä päivästä lähtien. Kuitenkin ne kehitystyöt, jotka muodostivat atomiaseemme perustan, ovat myöhemmin kokonaan tiedemiehidemme luomia. Valtion puolustuskomitean 11. helmikuuta 1943 antaman määräyksen perusteella Neuvostoliiton tiedeakatemian johto päätti perustaa Moskovaan Neuvostoliiton tiedeakatemian erityisen laboratorion uraanityötä varten. Kaiken atomiaiheisen työn johtaja oli Kurchatov, joka kokosi työhön pietarilaiset fysiikan ja tekniikan opiskelijat: Zeldovich, Khariton, Kikoin ja Flerov. Kurtšatovin johdolla Moskovaan perustettiin salainen laboratorio nro 2 (tuleva Kurtšatov-instituutti) 28.9.1942 Stalin hyväksyi GKO:n asetuksen nro 2352ss "Uraanityön järjestämisestä". Tiedustelutoiminnalla oli merkittävä rooli, minkä ansiosta tiedemiehemme pystyivät pysymään ajan tasalla ydinaseiden kehittämisen tieteellisestä ja teknologisesta kehityksestä melkein ensimmäisestä päivästä lähtien. Kuitenkin ne kehitystyöt, jotka muodostivat atomiaseemme perustan, ovat myöhemmin kokonaan tiedemiehidemme luomia. Valtion puolustuskomitean 11. helmikuuta 1943 antaman määräyksen perusteella Neuvostoliiton tiedeakatemian johto päätti perustaa Moskovaan Neuvostoliiton tiedeakatemian erityisen laboratorion uraanityötä varten. Kaiken atomiaiheisen työn johtaja oli Kurchatov, joka kokosi työhön pietarilaiset fysiikan ja tekniikan opiskelijat: Zeldovich, Khariton, Kikoin ja Flerov. Kurchatovin johdolla Moskovaan järjestettiin salainen laboratorio nro 2 (tuleva Kurchatov-instituutti).
Igor Vasilievich Kurchatov
Vuonna 1946 laboratorioon nro 2 rakennettiin ensimmäinen uraani-grafiittiydinreaktori F-1, jonka fyysinen laukaisu tapahtui 25. joulukuuta 1946 kello 18.00. Tuolloin suoritettiin kontrolloitu ydinreaktio. uraanin massa 45 tonnia, grafiittia - 400 t ja reaktorin sydämessä oli yksi kadmiumsauva, joka on asetettu 2,6 m:n korkeuteen. Vuonna 1946 laboratorioon nro 2 rakennettiin ensimmäinen uraani-grafiittiydinreaktori F-1. jonka fyysinen laukaisu tapahtui klo 18.00 25. joulukuuta 1946 Tällä hetkellä suoritettiin hallittu ydinreaktio massalla 45 tonnia uraania, 400 tonnia grafiittia ja yhden kadmiumsauvan läsnäolo reaktorin sydämessä , asetettu 2,6 metrin korkeuteen.
Kesäkuussa 1948 käynnistettiin ensimmäinen teollinen ydinreaktori, ja 19. kesäkuuta päättyi pitkä reaktorin valmisteleminen käyttöön sen suunnittelukapasiteetilla, joka oli 100 MW. Tämä päivämäärä liittyy Tšeljabinsk-40 (nykyisin Ozersk, Tšeljabinskin alue) tehtaan nro 817 tuotantotoiminnan alkamiseen.
Työ atomipommin luomiseksi kesti 2 vuotta ja 8 kuukautta. 11. elokuuta 1949 KB-11:ssä suoritettiin plutoniumin ydinpanoksen ohjauskokoonpano. Latauksen nimi oli RDS-1. RDS-1-latauksen onnistunut testi tapahtui 29. elokuuta 1949 klo 7.00 Semipalatinskin testipaikalla.
Ydinenergian sotilaallisen ja rauhanomaisen käytön tehostaminen tapahtui vuosina 1950–1964. Tämän vaiheen työ liittyy ydin- ja lämpöydinaseiden parantamiseen, asevoimien varustamiseen tämäntyyppisillä aseilla, ydinvoiman perustamiseen ja kehittämiseen sekä tutkimuksen aloittamiseen fuusioreaktioiden energioiden rauhanomaisen käytön alalla. valoelementeistä. Vastaanotettu vuosina 1949-1951. Tieteellinen perusta toimi perustana taktiseen lentoon tarkoitettujen ydinaseiden ja ensimmäisten kotimaisten ballististen ohjusten edelleen parantamiselle. Tänä aikana työ tehostui ensimmäisen vedyn (termoydinpommin) luomiseksi. A. D. Saharov (1921-1989) kehitti yhden lämpöydinpommin RDS-6 muunnelmista, ja sitä testattiin menestyksekkäästi 12. elokuuta 1953. Ydinenergian sotilaallisen ja rauhanomaisen käytön tehostaminen tapahtui vuosina 1950 - 1964. . Tämän vaiheen työ liittyy ydin- ja lämpöydinaseiden parantamiseen, asevoimien varustamiseen tämäntyyppisillä aseilla, ydinvoiman perustamiseen ja kehittämiseen sekä tutkimuksen aloittamiseen fuusioreaktioiden energioiden rauhanomaisen käytön alalla. valoelementeistä. Vastaanotettu vuosina 1949-1951. Tieteellinen perusta toimi perustana taktiseen lentoon tarkoitettujen ydinaseiden ja ensimmäisten kotimaisten ballististen ohjusten edelleen parantamiselle. Tänä aikana työ tehostui ensimmäisen vedyn (termoydinpommin) luomiseksi. A.D. Saharov (1921-1989) kehitti yhden RDS-6-termoydinpommin muunnelmista, ja sitä testattiin menestyksekkäästi 12. elokuuta 1953.
Vuonna 1956 testattiin tykistöammun latausta. Vuonna 1956 testattiin tykistöammun latausta.
Vuonna 1957 laukaistiin ensimmäinen ydinsukellusvene ja ensimmäinen ydinjäänmurtaja.
Vuonna 1960 ensimmäinen mannertenvälinen ballistinen ohjus otettiin käyttöön.
Vuonna 1961 testattiin maailman tehokkainta ilmapommia, jonka TNT-vastaava oli 50 Mt.
Dia nro 10
Toukokuun 16. päivänä 1949 hallituksen asetuksella päätettiin aloittaa ensimmäisen ydinvoimalan rakentaminen. I. V. Kurchatov nimitettiin ensimmäisen ydinvoimalan perustamistyön tieteelliseksi valvojaksi, ja N. A. Dollezhal nimitettiin reaktorin pääsuunnittelijaksi. 27. kesäkuuta 1954 Venäjän Obninskissa käynnistettiin maailman ensimmäinen 5 MW:n ydinvoimala. Vuonna 1955 Siperian kemiantehtaalla käynnistettiin uusi tehokkaampi teollisuusreaktori I-1, jonka alkuperäinen kapasiteetti oli 300 MW, joka nostettiin ajan myötä 5-kertaiseksi.16. toukokuuta 1949 hallituksen asetuksella määrättiin työn alkamisesta. ensimmäisen ydinvoimalan perustamisesta. I. V. Kurchatov nimitettiin ensimmäisen ydinvoimalan perustamistyön tieteelliseksi valvojaksi, ja N. A. Dollezhal nimitettiin reaktorin pääsuunnittelijaksi. 27. kesäkuuta 1954 Venäjän Obninskissa käynnistettiin maailman ensimmäinen 5 MW:n ydinvoimala. Vuonna 1955 Siperian kemiankombinaatissa käynnistettiin uusi, tehokkaampi teollisuusreaktori I-1, jonka alkuperäinen kapasiteetti oli 300 MW, joka kasvoi 5 kertaa ajan myötä.
Vuonna 1958 käynnistettiin suljetulla jäähdytyskierrolla varustettu kaksipiirinen uraani-grafiittireaktori EI-2, joka kehitettiin nimetyssä Energiatekniikan tutkimus- ja suunnitteluinstituutissa. N.A. Dollezhal (NIKIET).
Maailman ensimmäinen ydinvoimala
Dia nro 11
Vuonna 1964 Belojarskin ja Novovoronežin ydinvoimalat tuottivat teollisuusvirtaa. Vesi-grafiittireaktorien teollinen kehitys sähkövoimateollisuudessa seurasi RBMK:n - suurtehoisten kanavareaktorien - suunnittelulinjaa. RBMK-1000-ydinvoimareaktori on heterogeeninen, lämpöneutroneja käyttävä kanavareaktori, joka käyttää polttoaineena hieman U-235:llä (2 %) rikastettua uraanidioksidia, hidastimena grafiittia ja jäähdytysaineena kiehuvaa kevyttä vettä. RBMK-1000:n kehitystä johti N.A. Dollezhal. Nämä reaktorit olivat yksi ydinenergian perusta. Reaktoreiden toinen versio oli vesijäähdytteinen voimareaktori VVER, jonka projektityöt ovat peräisin vuodelta 1954. Idea tämän reaktorin suunnittelusta esitettiin Kurchatov Institute RRC:ssä. VVER on lämpöneutronivoimareaktori. Ensimmäinen VVER-210-reaktorilla varustettu voimayksikkö otettiin käyttöön Novovoronežin ydinvoimalaitoksella vuoden 1964 lopussa. Vuonna 1964 Belojarskin ja Novovoronežin ydinvoimalat tuottivat teollisuusvirtaa. Vesi-grafiittireaktorien teollinen kehitys sähkövoimateollisuudessa seurasi RBMK:n - suurtehoisten kanavareaktorien - suunnittelulinjaa. RBMK-1000-ydinvoimareaktori on heterogeeninen, lämpöneutroneja käyttävä kanavareaktori, joka käyttää polttoaineena hieman U-235:llä (2 %) rikastettua uraanidioksidia, hidastimena grafiittia ja jäähdytysaineena kiehuvaa kevyttä vettä. RBMK-1000:n kehitystä johti N.A. Dollezhal. Nämä reaktorit olivat yksi ydinenergian perusta. Reaktoreiden toinen versio oli vesijäähdytteinen voimareaktori VVER, jonka projektityöt ovat peräisin vuodelta 1954. Idea tämän reaktorin suunnittelusta esitettiin Kurchatov Institute RRC:ssä. VVER on lämpöneutronivoimareaktori. Ensimmäinen voimayksikkö VVER-210-reaktorilla otettiin käyttöön vuoden 1964 lopussa Novovronežin ydinvoimalassa.
Belojarskin ydinvoimala
Dia nro 12
Novovoronežin ydinvoimala - Venäjän ensimmäinen VVER-reaktoreilla varustettu ydinvoimala - sijaitsee Voronežin alueella, 40 km etelään
Voronezh, rannalla
Don joki.
Vuodesta 1964 vuoteen 1980 asemalle rakennettiin viisi VVER-reaktoreilla varustettua voimayksikköä, joista jokainen oli pääyksikkö, ts. sarjavoimareaktorien prototyyppi.
Dia nro 13
Asema rakennettiin neljässä vaiheessa: ensimmäinen vaihe - voimayksikkö nro 1 (VVER-210 - 1964), toinen vaihe - voimayksikkö nro 2 (VVER-365 - 1969), kolmas vaihe - voimayksiköt 3 ja 4 (VVER-440, 1971 ja 1972), neljäs vaihe - voimayksikkö nro 5 (VVER-1000, 1980).
Vuonna 1984, 20 vuoden käytön jälkeen, voimalaitos nro 1 poistettiin käytöstä ja vuonna 1990 voimayksikkö nro 2. Käytössä on edelleen kolme voimalaitosyksikköä, joiden kokonaissähköteho on 1834 MW. VVER-1000
Dia nro 14
Novovoronežin ydinvoimala täyttää täysin Voronežin alueen sähköenergian tarpeet ja jopa 90% - Novovoronežin kaupungin lämpötarpeet.
Ensimmäistä kertaa Euroopassa voimayksiköissä nro 3 ja 4 tehtiin ainutlaatuinen työsarja niiden käyttöiän pidentämiseksi 15 vuodella ja hankittiin vastaavat lisenssit Rostechnadzorilta. Voimayksikön nro 5 nykyaikaistamiseksi ja käyttöiän pidentämiseksi on tehty töitä.
Ensimmäisen voimayksikön käyttöönoton jälkeen (syyskuu 1964) Novovoronežin ydinvoimala on tuottanut yli 439 miljardia kWh sähköä.
Dia nro 15
Vuodesta 1985 lähtien Neuvostoliitossa oli 15 ydinvoimalaa: Belojarsk, Novovoronezh, Kuola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk, Smolensk, Kalinin, Balakovsk (RSFSR), Armenian, Tshernobyl, Rivne, Etelä-Ukraina, Zaporozhye, Ignalinsk (muu tasavalta) ) Neuvostoliitto). Käytössä oli 40 RBMK-, VVER-, EGP-tyyppistä voimayksikköä sekä yksi nopea neutronireaktori BN-600, jonka kokonaisteho on noin 27 miljoonaa kW. Vuonna 1985 maan ydinvoimalat tuottivat yli 170 miljardia kWh, mikä vastasi 11 % kaikesta sähköntuotannosta. Vuonna 1985 Neuvostoliitossa oli 15 ydinvoimalaa: Belojarsk, Novovoronezh, Kuola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk , Smolensk, Kalinin, Balakovo (RSFSR), Armenia, Tšernobyl, Rivne, Etelä-Ukraina, Zaporozhye, Ignalinsk (muut Neuvostoliiton tasavallat). Käytössä oli 40 RBMK-, VVER-, EGP-tyyppistä voimayksikköä sekä yksi nopea neutronireaktori BN-600, jonka kokonaisteho on noin 27 miljoonaa kW. Vuonna 1985 maan ydinvoimalat tuottivat yli 170 miljardia kWh, mikä vastasi 11 % kaikesta sähköntuotannosta.
Dia nro 16
Tämä onnettomuus muutti radikaalisti ydinenergian kehityksen kulkua ja johti uusien kapasiteetin käyttöönoton laskuun useimmissa kehittyneissä maissa, mukaan lukien Venäjällä.Tämä onnettomuus muutti radikaalisti ydinenergian kehityksen kulkua ja johti ydinvoiman tuotannon laskuun. uuden kapasiteetin käyttöönottoaste useimmissa kehittyneissä maissa, mukaan lukien Venäjä.
Huhtikuun 25. päivänä kello 01.23.49 tapahtui kaksi voimakasta räjähdystä, joissa reaktorilaitos tuhoutui täydellisesti. Tshernobylin ydinvoimalan onnettomuudesta tuli historian suurin tekninen ydinonnettomuus.
Yli 200 000 neliömetriä oli saastunut. km, noin 70% - Valko-Venäjän, Venäjän ja Ukrainan alueella, loput Baltian maiden, Puolan ja Skandinavian maiden alueella. Onnettomuuden seurauksena noin 5 miljoonaa hehtaaria maata poistettiin maatalouskäytöstä, ydinvoimalaitoksen ympärille luotiin 30 kilometrin suojavyöhyke, satoja pieniä asutuksia tuhoutui ja haudattiin (haudattiin raskaalla kalustolla).
Dia nro 17
Vuoteen 1998 mennessä tilanne koko teollisuudessa sekä sen energia- ja ydinaseosissa alkoi vakiintua. Väestön luottamus ydinenergiaan alkoi palautua. Venäjän ydinvoimalaitokset tuottivat jo vuonna 1999 saman määrän kilowattituntia sähköä kuin entisen RSFSR:n alueella sijaitsevissa ydinvoimalaitoksissa vuonna 1990. Vuoteen 1998 mennessä alan tilanne kokonaisuutena ns. sekä sen energia- ja ydinaseosat alkoivat vakiintua. Väestön luottamus ydinenergiaan alkoi palautua. Jo vuonna 1999 Venäjän ydinvoimalat tuottivat saman määrän kilowattituntia sähköä kuin vuonna 1990 entisen RSFSR:n alueella sijaitsevissa ydinvoimalaitoksissa.
Ydinasekompleksissa toteutettiin vuodesta 1998 alkaen liittovaltion tavoiteohjelma "Ydinasekompleksin kehittäminen kaudelle 2003" ja vuodesta 2006 lähtien toinen tavoiteohjelma "Ydinasekompleksin kehittäminen kaudelle 2006-2009 ja tulevaisuus 2010-2015."
Dia nro 18
Ydinenergian rauhanomaisen käytön osalta helmikuussa 2010 hyväksyttiin liittovaltion tavoiteohjelma ”Uuden sukupolven ydinenergiateknologiat kaudelle 2010-2015”. ja tulevaisuutta varten vuoteen 2020 asti." Ohjelman päätavoitteena on kehittää ydinvoimalaitoksille uuden sukupolven ydinenergiateknologioita, jotka täyttävät maan energiatarpeet ja tehostavat luonnonuraanin ja käytetyn ydinpolttoaineen käyttöä sekä tutkitaan uusia käyttötapoja. atomiytimen energia Ydinenergian rauhanomaisen käytön osalta helmikuussa 2010. Liittovaltion tavoiteohjelma ”Uuden sukupolven ydinenergiateknologiat kaudelle 2010-2015” hyväksyttiin. ja tulevaisuutta varten vuoteen 2020 asti." Ohjelman päätavoitteena on kehittää ydinvoimalaitoksiin uuden sukupolven ydinenergiateknologioita, jotka täyttävät maan energiatarpeet ja tehostavat luonnonuraanin ja käytetyn ydinpolttoaineen käyttöä sekä tutkitaan uusia tapoja hyödyntää ydinvoimaloita. atomin ytimen energia.
Dia nro 19
Tärkeä suunta pienen ydinvoiman kehittämisessä ovat kelluvat ydinvoimalat. Pienitehoisen ydinvoimalaitoksen (ATEP) hanke, joka perustuu kelluvaan voimayksikköön (FPU), jossa on kaksi KLT-40S-reaktoriyksikköä, aloitettiin vuonna 1994. Kelluvalla APEC:llä on useita etuja: toimintakyky ikiroutaolosuhteissa napapiirin ulkopuolella. FPU on suunniteltu kaikkiin onnettomuuksiin; kelluvan ydinvoimalaitoksen suunnittelu täyttää kaikki nykyaikaiset turvallisuusvaatimukset ja ratkaisee myös täysin seismisesti aktiivisten alueiden ydinturvallisuusongelman. Kesäkuussa 2010 lanseerattiin maailman ensimmäinen kelluva voimayksikkö, Akademik Lomonosov, joka lisäkokeiden jälkeen lähetettiin kotitukikohtaansa Kamtšatkaan. Tärkeä alue pienten ydinvoiman kehittämisessä on kelluvat ydinvoimalaitokset. Pienitehoisen ydinvoimalaitoksen (ATEP) hanke, joka perustuu kelluvaan voimayksikköön (FPU), jossa on kaksi KLT-40S-reaktoriyksikköä, aloitettiin vuonna 1994. Kelluvalla APEC:llä on useita etuja: toimintakyky ikiroutaolosuhteissa napapiirin ulkopuolella. FPU on suunniteltu kaikkiin onnettomuuksiin; kelluvan ydinvoimalaitoksen suunnittelu täyttää kaikki nykyaikaiset turvallisuusvaatimukset ja ratkaisee myös täysin seismisesti aktiivisten alueiden ydinturvallisuusongelman. Kesäkuussa 2010 lanseerattiin maailman ensimmäinen kelluva voimayksikkö Akademik Lomonosov, joka lähetettiin lisätestien jälkeen kotitukikohtaansa Kamtšatkaan.
Dia nro 20
strategisen ydinpariteetin varmistaminen, valtion puolustusmääräysten täyttäminen, ydinasekompleksin ylläpito ja kehittäminen;
tieteellisen tutkimuksen suorittaminen ydinfysiikan, ydin- ja lämpöydinenergian, erikoismateriaalitieteen ja kehittyneiden teknologioiden alalla;
ydinenergian kehittäminen, mukaan lukien raaka-aineiden hankinta, polttoainekierto, ydinkone- ja instrumenttisuunnittelu, kotimaisten ja ulkomaisten ydinvoimaloiden rakentaminen.
