Slide 1
* ATOMCON-2008 26.06.2008 Strategia de dezvoltare a energiei nucleare în Rusia până în 2050 Rachkov V.I., Director al Departamentului de Politică Științifică a Corporației de Stat Rosatom, Doctor în Științe Tehnice, ProfesorSlide 2
* Prognoze mondiale pentru dezvoltarea energiei nucleare Echivalarea consumului specific de energie în țările dezvoltate și în curs de dezvoltare va necesita o creștere de trei ori a cererii de resurse energetice până în 2050. O parte semnificativă a creșterii nevoilor globale de combustibil și energie poate fi preluată de energia nucleară, care îndeplinește cerințele de siguranță și economice ale energiei la scară largă. WETO - „World Energy Technology Outlook - 2050”, Comisia Europeană, 2006 „The Future of Nuclear Energy”, Massachusetts Institute of Technology, 2003
Slide 3
* Starea și perspectivele imediate pentru dezvoltarea energiei nucleare la nivel mondial în 12 țări, se construiesc 30 de unități nucleare cu o capacitate totală de 23,4 GW(e). aproximativ 40 de țări și-au declarat oficial intențiile de a crea un sector nuclear în sectorul energetic național. Până la sfârșitul anului 2007, 439 de reactoare nucleare cu o capacitate instalată totală de 372,2 GW(e) funcționau în 30 de țări din întreaga lume (adăpostește două treimi din populația lumii). Ponderea nucleară în producția mondială de energie electrică a fost de 17%. Țara Număr reactoare, buc. Putere, MW Ponderea energiei nucleare în producție. e/e, % Franța 59 63260 76,9 Lituania 1 1185 64,4 Slovacia 5 2034 54,3 Belgia 7 5824 54,1 Ucraina 15 13107 48,1 Suedia 10 9014 41,6 Elveția 41,6 Armenia 41,36 Elveția 41,36 41,6 Elveția 5 3220 40,0 Ungaria 4 1829 36,8 Coreea de Sud. 20 17451 35,3 Bulgaria 2 1906 32,3 Cehia 6 3619 30,3 Finlanda 4 2696 28,9 Japonia 55 47587 27,5 Germania 17 20470 27,3 Țara Număr reactoare, buc. Putere, MW Ponderea energiei nucleare în producție. e/e, % SUA 104 100582 19,4 Taiwan (China) 6 4921 19,3 Spania 8 7450 17,4 Rusia 31 21743 16,0 Marea Britanie 19 10222 15,1 Canada 18 12589 12589 12589 21743 16,0 Sud România 12589 21743 16,0 Africa 2.1800 5,5 Mexic 2.1360 4,6 Țările de Jos 1.482 4.1 Brazilia 2.1795 2,8 India 17.3782 2,5 Pakistan 2.425 2,3 China 11.8572 1,9 Total 439 372202 17,0
Slide 4
* Dezvoltarea în două etape a energiei nucleare Energia din reactoare termice și acumularea de plutoniu în acestea pentru lansarea și dezvoltarea paralelă a reactoarelor rapide. Dezvoltarea de centrale nucleare de mari dimensiuni bazate pe reactoare rapide, care înlocuiesc treptat generarea tradițională de energie cu combustibili organici fosili. Scopul strategic al dezvoltării energiei nucleare a fost stăpânirea resurselor inepuizabile de combustibil ieftin - uraniu și, eventual, toriu, pe baza de reactoare rapide. Scopul tactic al dezvoltării energiei nucleare a fost utilizarea reactoarelor termice pe U-235 (stăpânite pentru producerea de materiale de calitate pentru arme, plutoniu și tritiu și pentru submarine nucleare) cu scopul de a produce energie și radioizotopi pentru economia națională și acumularea de plutoniu de calitate energetică pentru reactoare rapide.
Slide 5
* Industria nucleară a Rusiei În prezent, industria include: Complexul de arme nucleare (NWC). Complexul de securitate nucleară și de radiații (NRS). Complexul de energie nucleară (NEC): ciclul combustibilului nuclear; energie nucleara. Complexul științific și tehnic (STC). Corporația de Stat ROSATOM este concepută pentru a asigura unitatea sistemului de management pentru a sincroniza programele de dezvoltare a industriei cu sistemul de priorități externe și interne al Rusiei. Sarcina principală a OJSC Atomenergoprom este de a forma o companie globală care să concureze cu succes pe piețele cheie.
Slide 6
* În 2008, funcționau 10 centrale nucleare (31 de unități de putere) cu o capacitate de 23,2 GW. În 2007, centralele nucleare au produs 158,3 miliarde kWh de energie electrică. Ponderea centralelor nucleare: în producția totală de energie electrică – 15,9% (în partea europeană – 29,9%); în capacitatea totală instalată - 11,0%. Centralele nucleare rusești în 2008
Slide 7
Slide 8
* Dezavantajele energiei nucleare moderne Ciclul deschis al combustibilului nuclear al reactoarelor termice este o resursă limitată de combustibil și problema gestionării combustibilului uzat. Costuri mari de capital pentru construcția unei centrale nucleare. Concentrați-vă pe unitățile de alimentare cu capacitate mare de unități legate de nodurile rețelei de energie și consumatori mari de energie. Capacitate scăzută a centralelor nucleare de a manevra puterea. În prezent, nu există o strategie specifică în lume pentru manipularea SNF din reactoare termice (până în 2010 se vor acumula peste 300.000 de tone de SNF, cu o creștere anuală de 11.000-12.000 de tone de SNF). Rusia a acumulat 14.000 de tone de combustibil uzat cu o radioactivitate totală de 4,6 miliarde de Ci, cu o creștere anuală de 850 de tone de combustibil uzat. Este necesar să treceți la o metodă uscată de depozitare a combustibilului nuclear uzat. Se recomandă amânarea reprocesării majorității combustibilului nuclear iradiat până la începerea construcției în serie a reactoarelor rapide de nouă generație.
Slide 9
* Probleme de manipulare a deșeurilor radioactive și a combustibilului nuclear uzat Un reactor termic cu o capacitate de 1 GW produce anual 800 de tone de deșeuri radioactive cu activitate scăzută și medie și 30 de tone de combustibil uzat de nivel înalt. Deșeurile de activitate, ocupând mai puțin de 1% din volum, ocupă 99% din totalul activității. Niciuna dintre țări nu a trecut la utilizarea tehnologiilor care ar rezolva problema manipulării combustibilului nuclear iradiat și a deșeurilor radioactive. Un reactor termic cu o putere electrică de 1 GW produce 200 kg de plutoniu anual. Rata de acumulare a plutoniului în lume este de ~70 de tone/an. Principalul document internațional care reglementează utilizarea plutoniului este Tratatul de neproliferare a armelor nucleare (TNP). Pentru consolidarea regimului de neproliferare este necesar suportul tehnologic al acestuia.
Slide 10
* Direcții de strategie în domeniul ingineriei nucleare Finalizarea producției de elemente critice ale tehnologiei de alimentare cu energie nucleară la întreprinderile rusești, incluse integral sau parțial în structura Corporației de Stat ROSATOM. Crearea de furnizori alternativi de echipamente de bază pentru actualii monopolişti. Pentru fiecare tip de echipament, se așteaptă să se formeze cel puțin doi producători posibili. Este necesară formarea de alianțe tactice și strategice ale Corporației de Stat ROSATOM cu principalii participanți la piață.
Slide 11
* Cerințe pentru tehnologiile energetice la scară largă Tehnologia energetică la scară largă nu ar trebui să fie supusă incertitudinilor naturale asociate cu extracția materiilor prime din combustibili fosili. Procesul de „ardere” a combustibilului trebuie să fie sigur. Deșeurile conținute trebuie să nu fie mai active din punct de vedere fizic și chimic decât materia primă combustibilă originală. Cu o creștere moderată a capacității de energie nucleară instalată, energia nucleară se va dezvolta în principal pe reactoare termice cu o pondere mică de reactoare rapide. În cazul dezvoltării intensive a energiei nucleare, reactoarele rapide vor juca un rol decisiv în aceasta.
Slide 12
* Energia nucleară și riscul proliferării armelor nucleare Elemente ale energiei nucleare care determină riscul proliferării armelor nucleare: Noua tehnologie nucleară nu trebuie să conducă la deschiderea de noi canale pentru obținerea de materiale de calitate pentru arme și utilizarea acesteia în scopuri similare. Dezvoltarea energiei nucleare folosind reactoare rapide cu un ciclu de combustibil proiectat corespunzător creează condiții pentru reducerea treptată a riscului de proliferare a armelor nucleare. Separarea izotopilor de uraniu (imbogatire). Separarea plutoniului și/sau U-233 de combustibilul iradiat. Depozitarea pe termen lung a combustibilului iradiat. Depozitarea plutoniului separat.
Slide 13
* Dezvoltarea energiei nucleare în Rusia până în 2020 Concluzie: 3,7 GW Kalinin 4 finalizarea NVNPP-2 1 Rostov 2 finalizarea 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 Nijni Novgorod 1 Nijni Novgorod 2 Kola-2 1 Kola-2 2 program suplimentar obligatoriu Intrare: 32,1 GW (program obligatoriu) Plus 69 GW (program suplimentar. ) linia roșie limitează numărul de unități de putere cu finanțare garantată (FTP); linia albastră indică programul obligatoriu de punere în funcțiune a unităților de putere Nizhny 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 Nota 1 Nota 2 Kursk 5 NVNPP-2 3 Central 4 Nijni Novgorod 4 NVNPP-2 4 Central 2 Central 3 Unități operaționale - 58 Unități închise - 10 Raportul de personal ar trebui redus de la curent 1,5 persoane/MW până la 0,3-0,5 persoane/MW.
Slide 14
* Tranziția la o nouă platformă tehnologică Un element cheie al progresului științific și tehnologic este dezvoltarea tehnologiei centralelor nucleare cu un reactor cu neutroni rapid. Conceptul BEST cu combustibil cu nitrură, HF de echilibru și lichid de răcire cu metale grele este cea mai promițătoare alegere pentru crearea bazei unei noi tehnologii de energie nucleară. Proiectul de asigurare este un reactor rapid (BN) răcit cu sodiu dezvoltat industrial. Din cauza problemelor legate de scalare, acest proiect este mai puțin promițător decât BEST; se bazează pe dezvoltarea de noi tipuri de combustibil și elemente ale unui ciclu închis al combustibilului nuclear. Principiul siguranței inerente: excluderea deterministă a accidentelor grave la reactoare și a accidentelor la întreprinderile din ciclul combustibilului nuclear; transmutare ciclu închis al combustibilului nuclear cu fracţionarea produselor de reprocesare a combustibilului uzat; suport tehnologic pentru regimul de neproliferare.
Slide 15
* Structura posibilă a generării de energie până în 2050 Ponderea energiei nucleare în complexul de combustibil și energie după producție - 40% Ponderea energiei nucleare în complexul de combustibil și energie după producție - 35%
Slide 16
* Perioade de dezvoltare a tehnologiilor nucleare în secolul XXI Perioada de mobilizare: modernizarea și creșterea eficienței utilizării capacităților instalate, finalizarea unităților de putere, dezvoltarea evolutivă a reactoarelor și a tehnologiilor ciclului combustibilului cu introducerea lor în exploatare comercială, dezvoltarea și exploatarea de probă a tehnologii inovatoare pentru centralele nucleare și ciclul combustibilului. Perioada de tranziție: extinderea sferei energiei nucleare și dezvoltarea tehnologiilor inovatoare ale reactorului și ciclului combustibilului (reactoare rapide, reactoare de înaltă temperatură, reactoare pentru energie regională, ciclu închis uraniu-plutoniu și toriu-uraniu, folosirea utilă și arderea radionuclizi periculoși, izolarea geologică pe termen lung a deșeurilor, producția de hidrogen, desalinizarea apei). Perioada de dezvoltare: implementarea tehnologiilor nucleare inovatoare, formarea energiei nucleare și atomo-hidrogen multicomponente.
Slide 17
* Sarcini pe termen scurt (2009-2015) Formarea unei baze tehnice pentru rezolvarea problemei aprovizionării cu energie a țării folosind tehnologii de reactoare stăpânite cu dezvoltarea necondiționată a tehnologiilor inovatoare: Creșterea eficienței, modernizarea, prelungirea duratei de viață a reactoarelor existente, completarea unităților de putere. Justificarea funcționării reactorului în regim de manevrabilitate și dezvoltarea sistemelor de menținere a funcționării centralei nucleare în regim de bază. Construcția de unități de generație următoare, inclusiv centrale nucleare cu BN-800, cu crearea simultană a producției pilot de combustibil MOX. Dezvoltarea programelor de alimentare regională cu energie nucleară pe bază de centrale nucleare mici și mijlocii. Desfășurarea unui program de lucru pentru închiderea ciclului combustibilului nuclear pentru uraniu și plutoniu pentru a rezolva problema aprovizionării nelimitate cu combustibil și a gestionării deșeurilor radioactive și a combustibilului nuclear uzat. Implementarea unui program de utilizare a surselor de energie nucleară pentru extinderea piețelor de vânzare (cogenerare, furnizare de căldură, producție de energie, desalinizare a apei de mare). Construcția unităților de putere în conformitate cu Schema generală.
Slide 18
* Sarcini pe termen mediu (2015-2030) Extinderea amplorii energiei nucleare și stăpânirea tehnologiilor inovatoare ale reactoarelor și ale ciclului combustibilului: Construcția de unități de energie în conformitate cu Schema generală. Dezvoltarea și implementarea unui design inovator pentru a treia generație VVER. Dezafectarea și eliminarea unităților electrice de prima și a doua generație și înlocuirea acestora cu unități de generația a treia. Formarea unei baze tehnologice pentru tranziția la energia nucleară la scară largă. Dezvoltarea producției radiochimice pentru prelucrarea combustibililor. Funcționare de probă a unei unități demonstrative de centrală nucleară cu un reactor rapid și instalații pentru ciclul combustibilului cu siguranță inerentă. Funcționarea de probă a unității prototip GT-MGR și producția de combustibil pentru aceasta (în cadrul unui proiect internațional). Construirea de instalații energetice la scară mică, inclusiv stații de energie și de desalinizare staționare și plutitoare. Dezvoltarea de reactoare de înaltă temperatură pentru producerea de hidrogen din apă.
Slide 19
* Obiective pe termen lung (2030-2050) Implementarea tehnologiilor nucleare inovatoare, formarea energiei nucleare și atomo-hidrogen multicomponente: Crearea unei infrastructuri de energie nucleară la scară largă pe o nouă platformă tehnologică. Construcția unei centrale nucleare demonstrative cu reactor termic cu ciclu toriu-uraniu și funcționarea de probă a acesteia. Tranziția la energia nucleară la scară largă necesită o cooperare internațională extinsă la nivel guvernamental. Sunt necesare dezvoltări comune, concentrate pe nevoile energetice atât naționale, cât și globale.
Slide 20
Slide 21
Slide 2
Energie nucleara
§66. Fisiunea nucleelor de uraniu. §67. Reacție în lanț. §68. Reactor nuclear. §69. Energie nucleara. §70. Efectele biologice ale radiațiilor. §71. Producerea și utilizarea izotopilor radioactivi. §72. Reacția termonucleară. §73. Particule elementare. Antiparticule.
Slide 3
§66. Fisiunea nucleară a uraniului
Cine și când a descoperit fisiunea nucleelor de uraniu? Care este mecanismul fisiunii nucleare? Ce forțe acționează în nucleu? Ce se întâmplă când un nucleu se fisiază? Ce se întâmplă cu energia când un nucleu de uraniu se fisiază? Cum se schimbă temperatura mediului când nucleele de uraniu se fisionează? Câtă energie se eliberează?
Slide 4
Fisiunea nucleelor grele.
Spre deosebire de dezintegrarea radioactivă a nucleelor, care este însoțită de emisia de particule α sau β, reacțiile de fisiune sunt un proces în care un nucleu instabil este împărțit în două fragmente mari de mase comparabile. În 1939, oamenii de știință germani O. Hahn și F. Strassmann au descoperit fisiunea nucleelor de uraniu. Continuând cercetările începute de Fermi, ei au stabilit că atunci când uraniul este bombardat cu neutroni, apar elemente din partea de mijloc a tabelului periodic - izotopi radioactivi ai bariului (Z = 56), kripton (Z = 36), etc. Uraniul apare în natura sub forma a doi izotopi: uraniu-238 si uraniu-235 (99,3%) si (0,7%). Când sunt bombardate de neutroni, nucleele ambilor izotopi se pot împărți în două fragmente. În acest caz, reacția de fisiune a uraniului-235 are loc cel mai intens cu neutroni lenți (termici), în timp ce nucleele de uraniu-238 intră într-o reacție de fisiune numai cu neutroni rapizi cu o energie de aproximativ 1 MeV.
Slide 5
Reacție în lanț
Principalul interes pentru energia nucleară este reacția de fisiune a nucleului de uraniu-235. În prezent, sunt cunoscuți aproximativ 100 de izotopi diferiți cu numere de masă de la aproximativ 90 la 145, care rezultă din fisiunea acestui nucleu. Două reacții de fisiune tipice ale acestui nucleu sunt: Rețineți că fisiunea unui nucleu inițiată de un neutron produce noi neutroni care pot provoca reacții de fisiune ale altor nuclee. Produșii de fisiune ai nucleelor de uraniu-235 pot fi și alți izotopi de bariu, xenon, stronțiu, rubidiu etc.
Slide 6
Când un nucleu de uraniu-235 se fisiune, care este cauzat de o coliziune cu un neutron, sunt eliberați 2 sau 3 neutroni. În condiții favorabile, acești neutroni pot lovi alte nuclee de uraniu și pot provoca fisiunea acestora. În această etapă, vor apărea de la 4 la 9 neutroni, capabili să provoace noi descompunere a nucleelor de uraniu etc. Un astfel de proces asemănător avalanșei se numește reacție în lanț
Diagrama dezvoltării unei reacții în lanț de fisiune a nucleelor de uraniu este prezentată în figură
Slide 7
Rata de reproducere
Pentru ca o reacție în lanț să aibă loc, așa-numitul factor de multiplicare a neutronilor trebuie să fie mai mare decât unu. Cu alte cuvinte, în fiecare generație ulterioară ar trebui să existe mai mulți neutroni decât în cea anterioară. Coeficientul de multiplicare este determinat nu numai de numărul de neutroni produși în fiecare act elementar, ci și de condițiile în care are loc reacția - unii dintre neutroni pot fi absorbiți de alte nuclee sau pot părăsi zona de reacție. Neutronii eliberați în timpul fisiunii nucleelor de uraniu-235 sunt capabili să provoace fisiunea doar a nucleelor aceluiași uraniu, care reprezintă doar 0,7% din uraniul natural.
Slide 8
Masa critica
Cea mai mică masă de uraniu la care poate avea loc o reacție în lanț se numește masă critică. Modalități de reducere a pierderii de neutroni: Folosind o înveliș reflectorizant (din beriliu), Reducerea cantității de impurități, Utilizarea unui moderator de neutroni (grafit, apă grea), Pentru uraniu-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).
Slide 9
Diagrama reactorului nuclear
Slide 10
O reacție nucleară controlată are loc în miezul unui reactor nuclear, eliberând o cantitate mare de energie.
Primul reactor nuclear a fost construit în 1942 în SUA sub conducerea lui E. Fermi.La noi, primul reactor a fost construit în 1946 sub conducerea lui I.V.Kurchatov
Slide 11
Teme pentru acasă
§66. Fisiunea nucleelor de uraniu. §67. Reacție în lanț. §68. Reactor nuclear. Răspunde la întrebările. Desenați o diagramă a reactorului. Ce substanțe și cum sunt utilizate într-un reactor nuclear? (scris)
Slide 12
Reacții termonucleare.
Reacțiile de fuziune ale nucleelor ușoare se numesc reacții termonucleare, deoarece pot avea loc numai la temperaturi foarte ridicate.
Slide 13
A doua modalitate de a elibera energie nucleară este asociată cu reacțiile de fuziune. Când nucleele ușoare fuzionează și formează un nou nucleu, o cantitate mare de energie trebuie eliberată. De o importanță practică deosebită este faptul că, în timpul unei reacții termonucleare, este eliberată mult mai multă energie per nucleon decât în timpul unei reacții nucleare, de exemplu, în timpul fuziunii unui nucleu de heliu din nucleele de hidrogen, este eliberată o energie egală cu 6 MeV, iar în timpul fisiunea unui nucleu de uraniu, un nucleon reprezintă „0,9 MeV.
Slide 14
Condiții pentru o reacție termonucleară
Pentru ca două nuclee să intre într-o reacție de fuziune, trebuie să se apropie unul de celălalt la o distanță de forțe nucleare de ordinul 2·10–15 m, depășind repulsia electrică a sarcinilor lor pozitive. Pentru aceasta, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor trebuie să depășească energia potențială a interacțiunii Coulomb. Calculul temperaturii T necesară pentru aceasta duce la o valoare de ordinul 108–109 K. Aceasta este o temperatură extrem de ridicată. La această temperatură, substanța se află într-o stare complet ionizată numită plasmă.
Slide 15
Reacție termonucleară controlată
Reacție favorabilă din punct de vedere energetic. Cu toate acestea, poate apărea doar la temperaturi foarte ridicate (de ordinul a câteva sute de milioane de grade). La o densitate mare a materiei, o astfel de temperatură poate fi atinsă prin crearea de descărcări electronice puternice în plasmă. În acest caz, apare o problemă - este dificil să se rețină plasma. În stele apar reacții termonucleare auto-susținute
Slide 16
Criză de energie
a devenit o adevărată amenințare pentru umanitate. În acest sens, oamenii de știință au propus extragerea izotopului greu de hidrogen - deuteriu - din apa de mare și supunerea acestuia la o reacție de topire nucleară la temperaturi de aproximativ 100 de milioane de grade Celsius. Într-o topire nucleară, deuteriul obținut dintr-un kilogram de apă de mare va putea produce aceeași cantitate de energie ca cea eliberată la arderea a 300 de litri de benzină ___ TOKAMAK (camera magnetică toroidală cu curent)
Slide 17
Cel mai puternic TOKAMAK modern, care servește doar în scopuri de cercetare, este situat în orașul Abingdon, lângă Oxford. Înălțime de 10 metri, produce plasmă și o menține în viață doar aproximativ 1 secundă.
Slide 18
TOKAMAK (CAMERA ROoidal cu BOBINE MAGNETICE)
Acesta este un dispozitiv electrofizic al cărui scop principal este formarea plasmei. Plasma este reținută nu de pereții camerei, care nu sunt capabili să reziste la temperatura acesteia, ci de un câmp magnetic special creat, care este posibil la temperaturi de aproximativ 100 de milioane de grade, și păstrarea sa pentru o perioadă destul de lungă de timp într-un volum dat. Posibilitatea de a produce plasmă la temperaturi ultra-înalte face posibilă realizarea unei reacții termonucleare de fuziune a nucleelor de heliu din materie primă, izotopi de hidrogen (deuteriu și tritiu).
Slide 1
Energie nucleară
Scoala Nr 625 N.M.Turlakova
Slide 2
§66. Fisiunea nucleelor de uraniu. §67. Reacție în lanț. §68. Reactor nuclear. §69. Energie nucleara. §70. Efectele biologice ale radiațiilor. §71. Producerea și utilizarea izotopilor radioactivi. §72. Reacția termonucleară. §73. Particule elementare. Antiparticule.
Energie nucleara
Slide 3
§66. Fisiunea nucleară a uraniului
Cine și când a descoperit fisiunea nucleelor de uraniu? Care este mecanismul fisiunii nucleare? Ce forțe acționează în nucleu? Ce se întâmplă când un nucleu se fisiază? Ce se întâmplă cu energia când un nucleu de uraniu se fisiază? Cum se schimbă temperatura mediului când nucleele de uraniu se fisionează? Câtă energie se eliberează?
Slide 4
Spre deosebire de dezintegrarea radioactivă a nucleelor, care este însoțită de emisia de particule α sau β, reacțiile de fisiune sunt un proces în care un nucleu instabil este împărțit în două fragmente mari de mase comparabile. În 1939, oamenii de știință germani O. Hahn și F. Strassmann au descoperit fisiunea nucleelor de uraniu. Continuând cercetările începute de Fermi, ei au stabilit că atunci când uraniul este bombardat cu neutroni, apar elemente din partea de mijloc a tabelului periodic - izotopi radioactivi ai bariului (Z = 56), kripton (Z = 36), etc. Uraniul apare în natura sub forma a doi izotopi: uraniu-238 si uraniu-235 (99,3%) si (0,7%). Când sunt bombardate de neutroni, nucleele ambilor izotopi se pot împărți în două fragmente. În acest caz, reacția de fisiune a uraniului-235 are loc cel mai intens cu neutroni lenți (termici), în timp ce nucleele de uraniu-238 intră într-o reacție de fisiune numai cu neutroni rapizi cu o energie de aproximativ 1 MeV.
Fisiunea nucleelor grele.
Slide 5
Principalul interes pentru energia nucleară este reacția de fisiune a nucleului de uraniu-235. În prezent, sunt cunoscuți aproximativ 100 de izotopi diferiți cu numere de masă de la aproximativ 90 la 145, care rezultă din fisiunea acestui nucleu. Două reacții de fisiune tipice ale acestui nucleu sunt: Rețineți că fisiunea unui nucleu inițiată de un neutron produce noi neutroni care pot provoca reacții de fisiune ale altor nuclee. Produșii de fisiune ai nucleelor de uraniu-235 pot fi și alți izotopi de bariu, xenon, stronțiu, rubidiu etc.
Reacție în lanț
Slide 6
Diagrama dezvoltării unei reacții în lanț de fisiune a nucleelor de uraniu este prezentată în figură
Când un nucleu de uraniu-235 se fisiune, care este cauzat de o coliziune cu un neutron, sunt eliberați 2 sau 3 neutroni. În condiții favorabile, acești neutroni pot lovi alte nuclee de uraniu și pot provoca fisiunea acestora. În această etapă, vor apărea de la 4 la 9 neutroni, capabili să provoace noi descompunere a nucleelor de uraniu etc. Un astfel de proces asemănător avalanșei se numește reacție în lanț
Slide 7
Pentru ca o reacție în lanț să aibă loc, așa-numitul factor de multiplicare a neutronilor trebuie să fie mai mare decât unu. Cu alte cuvinte, în fiecare generație ulterioară ar trebui să existe mai mulți neutroni decât în cea anterioară. Coeficientul de multiplicare este determinat nu numai de numărul de neutroni produși în fiecare act elementar, ci și de condițiile în care are loc reacția - unii dintre neutroni pot fi absorbiți de alte nuclee sau pot părăsi zona de reacție. Neutronii eliberați în timpul fisiunii nucleelor de uraniu-235 sunt capabili să provoace fisiunea doar a nucleelor aceluiași uraniu, care reprezintă doar 0,7% din uraniul natural.
Rata de reproducere
Slide 8
Cea mai mică masă de uraniu la care poate avea loc o reacție în lanț se numește masă critică. Modalități de reducere a pierderii de neutroni: Folosind o înveliș reflectorizant (din beriliu), Reducerea cantității de impurități, Utilizarea unui moderator de neutroni (grafit, apă grea), Pentru uraniu-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).
Masa critica
Slide 9
Diagrama reactorului nuclear
Slide 10
În miezul unui reactor nuclear are loc o reacție nucleară controlată, eliberând o cantitate mare de energie.
Primul reactor nuclear a fost construit în 1942 în SUA sub conducerea lui E. Fermi. În țara noastră, primul reactor a fost construit în 1946 sub conducerea lui I.V. Kurchatov
Slide 11
§66. Fisiunea nucleelor de uraniu. §67. Reacție în lanț. §68. Reactor nuclear. Răspunde la întrebările. Desenați o diagramă a reactorului. Ce substanțe și cum sunt utilizate într-un reactor nuclear? (scris)
Teme pentru acasă
Slide 12
Reacțiile de fuziune ale nucleelor ușoare se numesc reacții termonucleare, deoarece pot avea loc numai la temperaturi foarte ridicate.
Reacții termonucleare.
Slide 13
A doua modalitate de a elibera energie nucleară este asociată cu reacțiile de fuziune. Când nucleele ușoare fuzionează și formează un nou nucleu, o cantitate mare de energie trebuie eliberată.
De o importanță practică deosebită este faptul că, în timpul unei reacții termonucleare, este eliberată mult mai multă energie per nucleon decât în timpul unei reacții nucleare, de exemplu, în timpul fuziunii unui nucleu de heliu din nucleele de hidrogen, este eliberată o energie egală cu 6 MeV, iar în timpul fisiunea unui nucleu de uraniu, un nucleon reprezintă „0,9 MeV.
Slide 14
Pentru ca două nuclee să intre într-o reacție de fuziune, trebuie să se apropie unul de celălalt la o distanță de forțe nucleare de ordinul 2·10–15 m, depășind repulsia electrică a sarcinilor lor pozitive. Pentru aceasta, energia cinetică medie a mișcării termice a moleculelor trebuie să depășească energia potențială a interacțiunii Coulomb. Calculul temperaturii T necesară pentru aceasta duce la o valoare de ordinul 108–109 K. Aceasta este o temperatură extrem de ridicată. La această temperatură, substanța se află într-o stare complet ionizată numită plasmă.
Condiții pentru o reacție termonucleară
Slide 15
Reacție favorabilă din punct de vedere energetic. Cu toate acestea, poate apărea doar la temperaturi foarte ridicate (de ordinul a câteva sute de milioane de grade). La o densitate mare a materiei, o astfel de temperatură poate fi atinsă prin crearea de descărcări electronice puternice în plasmă. În acest caz, apare o problemă - este dificil să se rețină plasma.
Reacție termonucleară controlată
În stele apar reacții termonucleare auto-susținute
Slide 16
a devenit o adevărată amenințare pentru umanitate. În acest sens, oamenii de știință au propus extragerea izotopului greu de hidrogen - deuteriu - din apa de mare și supunerea acestuia la o reacție de topire nucleară la temperaturi de aproximativ 100 de milioane de grade Celsius. Într-o topire nucleară, deuteriul obținut dintr-un kilogram de apă de mare va fi capabil să producă aceeași cantitate de energie ca cea eliberată la arderea a 300 de litri de benzină ___
Criză de energie
TOKAMAK (camera magnetica toroidala cu curent)
Slide 17
Cel mai puternic TOKAMAK modern, care servește doar în scopuri de cercetare, este situat în orașul Abingdon, lângă Oxford. Înălțime de 10 metri, produce plasmă și o menține în viață doar aproximativ 1 secundă.
Slide 18
Acesta este un dispozitiv electrofizic al cărui scop principal este formarea plasmei. Plasma este reținută nu de pereții camerei, care nu sunt capabili să reziste la temperatura acesteia, ci de un câmp magnetic special creat, care este posibil la temperaturi de aproximativ 100 de milioane de grade, și păstrarea sa pentru o perioadă destul de lungă de timp într-un volum dat. Posibilitatea de a produce plasmă la temperaturi ultra-înalte face posibilă realizarea unei reacții termonucleare de fuziune a nucleelor de heliu din materie primă, izotopi de hidrogen (deuteriu și tritiu).
TOKAMAK (CAMERA oidal cu BOBINE MAGNETICE)
Slide 20
M.A. Leontovici lângă Tokamak
Slide 21
Bazele teoriei fuziunii termonucleare controlate au fost puse în 1950 de I. E. Tamm și A. D. Saharov, care au propus să conțină plasma fierbinte formată în urma reacțiilor unui câmp magnetic. Această idee a dus la crearea reactoarelor termonucleare - tokamak-uri. La o densitate mare a materiei, temperatura ridicată necesară de sute de milioane de grade poate fi atinsă prin crearea de descărcări electronice puternice în plasmă. Problemă: Plasma este greu de reținut. Instalațiile moderne de tokamak nu sunt reactoare termonucleare, ci instalații de cercetare în care existența și conservarea plasmei este posibilă doar pentru o perioadă.
Reacții termonucleare controlate
Slide 22
Părinții fondatori ai fuziunii termonucleare pașnice sovietice au fost academicienii Andrei Saharov (stânga), creatorul bombei cu hidrogen și Evgeniy Velikhov (dreapta), unul dintre dezvoltatorii tokamakului - prototipul reactorului termonuclear.
Slide 23
Tokamak-ul sferic Globus-M este o nouă instalație fizică mare construită la Institutul Fizico-Tehnic care poartă numele. A.F. Ioffe al Academiei Ruse de Științe în 1999
"Glob"
Slide 24
§72. Reacția termonucleară. Răspunde la întrebările. §70. Efectele biologice ale radiațiilor. §71. Producerea și utilizarea izotopilor radioactivi. Rapoarte.
Slide 2
1. Experiență mondială în dezvoltarea energiei nucleare
Astăzi 1,7 miliarde de oameni nu au acces la electricitate
Slide 3
Probleme mondiale
Consum în creștere de energie Epuizarea rapidă a resurselor energetice Energia nucleară este una dintre principalele surse de aprovizionare cu energie din lume
Slide 4
Dezvoltarea energiei nucleare pașnice a început în 1954 odată cu punerea în funcțiune a primei centrale nucleare la Obninsk (URSS).Accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl a încetinit ritmul de dezvoltare a energiei nucleare - unele țări au declarat un moratoriu asupra construcției. a noilor centrale nucleare
Slide 5
În 2000-2005 Au fost puse în funcțiune 30 de reactoare noi
Astăzi există aproximativ 440 de reactoare nucleare în lume. Sunt situate în peste 30 de țări.Capacitățile principale sunt concentrate în Europa de Vest și SUA
Slide 6
Slide 7
Țări care își satisfac majoritatea nevoilor de energie electrică din centralele nucleare
Slide 8
Probleme de mediu:
Majoritatea emisiilor în atmosferă au loc în timpul arderii combustibililor fosili.Ca urmare a funcționării centralelor pe cărbune, aproximativ 24 de miliarde de tone de dioxid de carbon sunt eliberate în atmosferă anual.Centralele nucleare nu emit poluanți în atmosferă
Slide 9
Indicatori ai emisiilor de gaze cu efect de seră legate de energie
Slide 10
Sistem de siguranță pe mai multe niveluri al reactoarelor moderne:
Carcasa metalică interioară protejează oamenii și mediul de radiații, carcasa exterioară protejează împotriva influențelor externe (cutremur, uragan, inundații etc.),
Slide 11
Sisteme de siguranta pasiva:
Pelete de combustibil (reține 98% din produsele de fisiune radioactive, Înveliș etanș al elementului de combustibil, Vas reactor robust (grosimea peretelui - 25 cm sau mai mult) Înveliș etanș de reținere care împiedică eliberarea de radioactivitate în mediu
Slide 12
Rolul de izolare
28 martie 1979 - accident la centrala nucleară americană Three Mile Island 26 aprilie 1986 - accident la unitatea 4 a centralei nucleare de la Cernobîl Accidentul nu a fost de natură globală A devenit un dezastru ecologic
Slide 13
2. Necesitatea dezvoltării energiei nucleare și a construcției de centrale nucleare în Belarus
Lipsa acută de combustibil și resurse energetice proprii Dependență de un singur furnizor (Rusia) Creșterea prețurilor la resurse Poluarea mediului.
Slide 14
„Pro” ale construirii unei centrale nucleare:
Satisfacerea a aproximativ 25% din necesarul de energie electrică a țării Reducerea costului cu 13%
Slide 15
15 ianuarie 2008
La o reuniune a Consiliului de Securitate al Republicii Belarus, a fost luată decizia de a construi propria sa centrală nucleară în Belarus
Slide 16
31 ianuarie 2008
Președintele Republicii Belarus a semnat Rezoluția nr. 1 a Consiliului de Securitate „Cu privire la dezvoltarea energiei nucleare în Republica Belarus”
Slide 17
3. Opinia publică asupra construcției centralelor nucleare Ar trebui Belarus să aibă și să dezvolte energie nucleară?
Slide 18
De ce avem nevoie de o centrală nucleară?
Slide 19
4. Lucrări efectuate în faza pregătitoare
Implementarea planului de lucru pregătitor este asigurată de Consiliul de Miniștri și Academia Națională de Științe Organizează și coordonează construcția centralelor nucleare Ministerul Energiei Proiectant general - Întreprinderea Unitară Republicană „BelNIPIEnergo” Susținerea științifică a lucrării - instituție științifică de stat „Institutul Comun pentru Energie și Cercetare Nucleară - Sosny” al Academiei Naționale de Științe din Belarus Pregătirile pentru construcție sunt efectuate în cooperare cu Agenția Internațională pentru Energie Atomică a Națiunilor Unite (AIEA)
Slide 20
Alegerea unui amplasament pentru o centrală nucleară
Se desfășoară o gamă largă de lucrări de cercetare, proiectare și sondaj. Lucrările au fost efectuate în toate regiunile republicii (peste 50 de site-uri). Pentru fiecare dintre site-urile potențiale va fi pregătită o opinie de experti independente. ciclul de cercetare este de așteptat să fie finalizat până la sfârșitul anului 2008 și să furnizeze materiale către AIEA (cel puțin 2 locații) Se elaborează un cadru legislativ pentru a reglementa funcționarea viitoarei centrale nucleare.Se pregătesc materiale pentru o licitație internațională pentru construcția unei centrale nucleare.
Slide 21
5. Efectele economice și sociale ale dezvoltării energiei nucleare
Reducerea cu o treime a nevoii statului de resurse energetice importate Reducerea nivelului de utilizare a gazelor naturale Ne va permite să scăpăm de dependența unilaterală de aprovizionarea cu gaze rusești (uraniul este extras în Canada, Africa de Sud, SUA, Namibia, Australia). , Franța, etc.) Dezvoltarea tehnologiilor moderne de înaltă tehnologie, pregătirea avansată a personalului Dezvoltarea economică și socială a regiunii în care se află centrala nucleară Experiența acumulată în timpul construcției va face posibilă în viitor participarea la construcție a instalațiilor nucleare din Belarus și din străinătate
Vizualizați toate diapozitivele
Lecție în clasa a IX-a Profesor de fizică „Școala secundară MKOU Muzhichanskaya”
Volosentsev Nikolai Vasilievici
Repetarea cunoștințelor despre energia conținută în nucleele atomilor Repetarea cunoștințelor despre energia conținută în nucleele atomilor;
Cea mai importantă problemă energetică;
Etapele proiectului nuclear intern;
Probleme cheie pentru viabilitatea viitoare;
Avantajele și dezavantajele centralelor nucleare;
Summit-ul securității nucleare.
Ce două tipuri de forțe acționează în nucleul unui atom? -Ce două tipuri de forțe acționează în nucleul unui atom?
-Ce se întâmplă cu un nucleu de uraniu care a absorbit un electron în plus?
-Cum se schimbă temperatura ambientală atunci când un număr mare de nuclee de uraniu se fisură?
-Povestiți-ne despre mecanismul reacției în lanț.
-Care este masa critică a uraniului?
- Ce factori determină posibilitatea unei reacții în lanț?
-Ce este un reactor nuclear?
-Ce este în miezul reactorului?
-Pentru ce sunt necesare tijele de control? Cum se folosesc?
-Ce a doua funcție (în afară de moderarea neutronilor) îndeplinește apa în circuitul primar al reactorului?
-Ce procese apar în al doilea circuit?
-Ce transformări energetice au loc la generarea curentului electric la centralele nucleare?
Din cele mai vechi timpuri, lemnul de foc, turba, cărbunele, apa și vântul au fost folosite ca surse principale de energie. Din cele mai vechi timpuri, au fost cunoscute tipuri de combustibil precum cărbunele, petrolul și șistul. Aproape tot combustibilul extras este ars. Se consumă mult combustibil la termocentrale, în diferite motoare termice, pentru nevoi tehnologice (de exemplu, în timpul topirii metalelor, pentru încălzirea pieselor de prelucrat în forje și ateliere de laminare) și pentru încălzirea spațiilor rezidențiale și a întreprinderilor industriale. Când combustibilul este ars, se formează produse de combustie, care sunt de obicei eliberate în atmosferă prin coșuri. În fiecare an intră în aer sute de milioane de tone de diverse substanțe nocive. Conservarea naturii a devenit una dintre cele mai importante sarcini ale omenirii. Combustibilii naturali sunt completați extrem de lent. Rezervele existente s-au format cu zeci și sute de milioane de ani în urmă. În același timp, producția de combustibil este în continuă creștere. De aceea cea mai importantă problemă energetică este problema găsirii de noi rezerve de resurse energetice, în special de energie nucleară.Din cele mai vechi timpuri, lemnul de foc, turba, cărbunele, apa și vântul au fost folosite ca surse principale de energie. Din cele mai vechi timpuri, au fost cunoscute tipuri de combustibil precum cărbunele, petrolul și șistul. Aproape tot combustibilul extras este ars. Se consumă mult combustibil la termocentrale, în diferite motoare termice, pentru nevoi tehnologice (de exemplu, în timpul topirii metalelor, pentru încălzirea pieselor de prelucrat în forje și ateliere de laminare) și pentru încălzirea spațiilor rezidențiale și a întreprinderilor industriale. Când combustibilul este ars, se formează produse de combustie, care sunt de obicei eliberate în atmosferă prin coșuri. În fiecare an intră în aer sute de milioane de tone de diverse substanțe nocive. Conservarea naturii a devenit una dintre cele mai importante sarcini ale omenirii. Combustibilii naturali sunt completați extrem de lent. Rezervele existente s-au format cu zeci și sute de milioane de ani în urmă. În același timp, producția de combustibil este în continuă creștere. De aceea, cea mai importantă problemă energetică este problema găsirii de noi rezerve de resurse energetice, în special energia nucleară.
Data începerii pe scară largă a proiectului atomic URSS este considerată a fi 20 august 1945. Data începerii la scară largă a proiectului atomic URSS este considerată a fi 20 august 1945.
Cu toate acestea, lucrările privind dezvoltarea energiei atomice în URSS au început mult mai devreme. În anii 1920-1930 au fost create centre și școli științifice: Institutul de Fizică și Tehnologie din Leningrad sub conducerea lui Ioffe, Institutul de Fizică și Tehnologie Harkov, unde funcționează Institutul de radiu Leipunsky condus de Khlopin, Institutul de Fizică numit după. P.N. Lebedev, Institutul de Fizică Chimică și alții. În același timp, accentul în dezvoltarea științei este pus pe cercetarea fundamentală.
În 1938, Academia de Științe a URSS a înființat Comisia pentru nucleul atomic, iar în 1940, Comisia pentru problemele uraniului.
AŞ. Zeldovich și Yu.B. Khariton în 1939-40 a efectuat o serie de calcule fundamentale privind reacția în lanț ramificată a fisiunii uraniului într-un reactor ca sistem controlat controlat.
Dar războiul a întrerupt această lucrare. Mii de oameni de știință au fost recrutați în armată, mulți oameni de știință celebri care aveau rezerve au mers pe front ca voluntari. Au fost închise institute și centre de cercetare, evacuate, activitatea lor a fost întreruptă și practic paralizată.
La 28 septembrie 1942, Stalin a aprobat Ordinul de Apărare a Statului nr. 2352ss „Cu privire la organizarea lucrărilor privind uraniul”. Activitățile de informații au jucat un rol semnificativ, ceea ce le-a permis oamenilor de știință să fie la curent cu progresele științifice și tehnologice în domeniul dezvoltării armelor nucleare aproape din prima zi. Cu toate acestea, acele evoluții care au stat la baza armelor noastre atomice au fost ulterior create în întregime de oamenii noștri de știință. Pe baza ordinului Comitetului de Apărare a Statului din 11 februarie 1943, conducerea Academiei de Științe a URSS a decis să creeze un laborator special al Academiei de Științe a URSS la Moscova pentru a efectua lucrări asupra uraniului. Liderul tuturor lucrărilor pe tema atomică a fost Kurchatov, care și-a adunat studenții de fizică și tehnologie din Sankt Petersburg pentru lucrare: Zeldovich, Khariton, Kikoin și Flerov. Sub conducerea lui Kurchatov, la Moscova a fost organizat Laboratorul secret nr. 2 (viitorul Institut Kurchatov) La 28 septembrie 1942, Stalin a aprobat decretul GKO nr. 2352ss „Cu privire la organizarea lucrărilor privind uraniul”. Activitățile de informații au jucat un rol semnificativ, ceea ce le-a permis oamenilor de știință să fie la curent cu progresele științifice și tehnologice în domeniul dezvoltării armelor nucleare aproape din prima zi. Cu toate acestea, acele evoluții care au stat la baza armelor noastre atomice au fost ulterior create în întregime de oamenii noștri de știință. Pe baza ordinului Comitetului de Apărare a Statului din 11 februarie 1943, conducerea Academiei de Științe a URSS a decis să creeze un laborator special al Academiei de Științe a URSS la Moscova pentru a efectua lucrări asupra uraniului. Liderul tuturor lucrărilor pe tema atomică a fost Kurchatov, care și-a adunat studenții de fizică și tehnologie din Sankt Petersburg pentru lucrare: Zeldovich, Khariton, Kikoin și Flerov. Sub conducerea lui Kurchatov, la Moscova a fost organizat Laboratorul secret nr. 2 (viitorul Institut Kurchatov).
Igor Vasilievici Kurchatov
În 1946, în Laboratorul nr. 2 a fost construit primul reactor nuclear de uraniu-grafit F-1, a cărui lansare fizică a avut loc la ora 18:00 pe 25 decembrie 1946. În acest moment, a fost efectuată o reacție nucleară controlată cu o masă de uraniu de 45 tone, grafit - 400 t și prezența în miezul reactorului a unei tije de cadmiu introduse la 2,6 m. În 1946, primul reactor nuclear cu uraniu-grafit F-1 a fost construit în Laboratorul nr. 2, cel a cărui lansare fizică a avut loc la ora 18:00 pe 25 decembrie 1946. La această oră, a fost efectuată o reacție nucleară controlată cu o masă de 45 de tone de uraniu, 400 de tone de grafit și prezența unei tije de cadmiu în miezul reactorului. , introdus la 2,6 m.
În iunie 1948 a fost lansat primul reactor nuclear industrial, iar pe 19 iunie s-a încheiat o lungă perioadă de pregătire a reactorului pentru funcționarea la capacitatea sa proiectată, care era de 100 MW. Această dată este asociată cu începerea activităților de producție a fabricii nr. 817 din Chelyabinsk-40 (acum Ozersk, regiunea Chelyabinsk).
Lucrările la crearea unei bombe atomice au durat 2 ani și 8 luni. La 11 august 1949, la KB-11 a fost efectuată asamblarea de control a unei încărcături nucleare din plutoniu. Taxa a fost numită RDS-1. Testul de succes al încărcării RDS-1 a avut loc la ora 7 a.m. pe 29 august 1949 la locul de testare Semipalatinsk
Intensificarea lucrărilor privind utilizarea militară și pașnică a energiei nucleare a avut loc în perioada 1950–1964. Activitatea acestei etape este legată de îmbunătățirea armelor nucleare și termonucleare, dotarea forțelor armate cu aceste tipuri de arme, înființarea și dezvoltarea energiei nucleare și începerea cercetărilor în domeniul utilizării pașnice a energiilor reacțiilor de fuziune. a elementelor ușoare. Primit în perioada 1949 – 1951. Fundația științifică a servit drept bază pentru îmbunătățirea în continuare a armelor nucleare destinate aviației tactice și a primelor rachete balistice interne. În această perioadă, munca s-a intensificat pentru a crea primul hidrogen (bombă termonucleară). Una dintre variantele bombei termonucleare RDS-6 a fost dezvoltată de A.D. Saharov (1921-1989) și testată cu succes la 12 august 1953. Intensificarea lucrărilor privind utilizarea militară și pașnică a energiei nucleare a avut loc în perioada 1950 - 1964. . Activitatea acestei etape este legată de îmbunătățirea armelor nucleare și termonucleare, dotarea forțelor armate cu aceste tipuri de arme, înființarea și dezvoltarea energiei nucleare și începerea cercetărilor în domeniul utilizării pașnice a energiilor reacțiilor de fuziune. a elementelor ușoare. Primit în perioada 1949 – 1951. Fundația științifică a servit drept bază pentru îmbunătățirea în continuare a armelor nucleare destinate aviației tactice și a primelor rachete balistice interne. În această perioadă, munca s-a intensificat pentru a crea primul hidrogen (bombă termonucleară). Una dintre variantele bombei termonucleare RDS-6 a fost dezvoltată de A.D. Saharov (1921-1989) și testată cu succes la 12 august 1953.
În 1956, a fost testată o încărcătură pentru un obuz de artilerie.. În 1956, a fost testată o încărcătură pentru un obuz de artilerie.
În 1957, au fost lansate primul submarin nuclear și primul spărgător de gheață nuclear.
În 1960, prima rachetă balistică intercontinentală a fost pusă în funcțiune.
În 1961, a fost testată cea mai puternică bombă aeriană din lume cu un echivalent TNT de 50 Mt.
Slide nr. 10
La 16 mai 1949, un decret guvernamental a determinat începerea lucrărilor la crearea primei centrale nucleare. I.V. Kurchatov a fost numit supervizor științific al lucrărilor de creare a primei centrale nucleare, iar N.A. Dollezhal a fost numit proiectant-șef al reactorului. La 27 iunie 1954, la Obninsk, Rusia, a fost lansată prima centrală nucleară din lume cu o capacitate de 5 MW. În 1955, la Uzina chimică din Siberia a fost lansat un nou reactor industrial I-1, mai puternic, cu o capacitate inițială de 300 MW, care a fost mărită de 5 ori în timp.La 16 mai 1949, un decret guvernamental a determinat începerea lucrărilor. privind crearea primei centrale nucleare. I.V. Kurchatov a fost numit supervizor științific al lucrărilor de creare a primei centrale nucleare, iar N.A. Dollezhal a fost numit proiectant-șef al reactorului. La 27 iunie 1954, la Obninsk, Rusia, a fost lansată prima centrală nucleară din lume cu o capacitate de 5 MW. În 1955, la combinatul chimic siberian a fost lansat un nou reactor industrial I-1, mai puternic, cu o capacitate inițială de 300 MW, care a fost mărită de 5 ori în timp.
În 1958, a fost lansat un reactor de uraniu-grafit cu circuit dublu, cu un ciclu de răcire închis EI-2, care a fost dezvoltat la Institutul de Cercetare și Proiectare de Inginerie Energetică, numit astfel. N.A. Dollezhal (NIKIET).
Prima centrală nucleară din lume
Slide nr. 11
În 1964, centralele nucleare Beloyarsk și Novovoronezh au produs curent industrial. Dezvoltarea industrială a reactoarelor cu apă-grafit în industria energiei electrice a urmat linia de proiectare a RBMK - reactoare cu canale de mare putere. Reactorul nuclear RBMK-1000 este un reactor cu canal eterogen care utilizează neutroni termici, care utilizează dioxid de uraniu ușor îmbogățit în U-235 (2%) ca combustibil, grafit ca moderator și apă ușoară clocotită ca lichid de răcire. Dezvoltarea RBMK-1000 a fost condusă de N.A. Dollezhal. Aceste reactoare au fost unul dintre bazele energiei nucleare. A doua versiune a reactoarelor a fost reactorul de putere răcit cu apă VVER, al cărui proiect datează din 1954. Ideea pentru proiectarea acestui reactor a fost propusă la Institutul Kurchatov RRC. VVER este un reactor de putere cu neutroni termici. Prima unitate de putere cu reactorul VVER-210 a fost pusă în funcțiune la CNE Novovoronezh la sfârșitul anului 1964. În 1964, CNE Beloyarsk și Novovoronezh au produs curent industrial. Dezvoltarea industrială a reactoarelor cu apă-grafit în industria energiei electrice a urmat linia de proiectare a RBMK - reactoare cu canale de mare putere. Reactorul nuclear RBMK-1000 este un reactor cu canal eterogen care utilizează neutroni termici, care utilizează dioxid de uraniu ușor îmbogățit în U-235 (2%) ca combustibil, grafit ca moderator și apă ușoară clocotită ca lichid de răcire. Dezvoltarea RBMK-1000 a fost condusă de N.A. Dollezhal. Aceste reactoare au fost unul dintre bazele energiei nucleare. A doua versiune a reactoarelor a fost reactorul de putere răcit cu apă VVER, al cărui proiect datează din 1954. Ideea pentru proiectarea acestui reactor a fost propusă la Institutul Kurchatov RRC. VVER este un reactor de putere cu neutroni termici. Prima unitate de putere cu reactorul VVER-210 a fost pusă în funcțiune la sfârșitul anului 1964 la CNE Novovronezh.
CNE Beloyarsk
Slide nr. 12
Centrala nucleară Novovoronezh - prima centrală nucleară din Rusia cu reactoare VVER - este situată în regiunea Voronezh, la 40 km spre sud.
Voronej, pe mal
Don River.
Din 1964 până în 1980, în stație au fost construite cinci unități de putere cu reactoare VVER, fiecare dintre ele fiind cea principală, adică. prototip de reactoare de putere în serie.
Slide nr. 13
Stația a fost construită în patru etape: prima etapă - unitatea de putere nr. 1 (VVER-210 - în 1964), a doua etapă - unitatea de putere nr. 2 (VVER-365 - în 1969), a treia treaptă - unități de putere Nr. 3 și 4 (VVER-440, în 1971 și 1972), a patra treaptă - unitatea de putere nr. 5 (VVER-1000, 1980).
În 1984, după 20 de ani de funcționare, unitatea de putere nr. 1 a fost scoasă din funcțiune, iar în 1990, unitatea de putere nr. 2. Au rămas în funcțiune trei unități de putere - cu o capacitate electrică totală de 1834 MW. VVER-1000
Slide nr. 14
Novovoronezh NPP satisface pe deplin nevoile regiunii Voronezh pentru energie electrică și până la 90% - nevoile de căldură ale orașului Novovoronezh.
Pentru prima dată în Europa, un set unic de lucrări a fost efectuat la unitățile de putere nr. 3 și 4 pentru a prelungi durata de viață a acestora cu 15 ani și au fost obținute licențele corespunzătoare de la Rostechnadzor. Au fost efectuate lucrări de modernizare și extindere a duratei de viață a unității de alimentare nr. 5.
De la punerea în funcțiune a primei unități de alimentare (septembrie 1964), centrala nucleară Novovoronezh a generat peste 439 miliarde kWh de energie electrică.
Slide nr. 15
În 1985, în URSS existau 15 centrale nucleare: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk, Smolensk, Kalinin, Balakovsk (RSFSR), armeană, Cernobîl, Rivne, ucraineană de sud, Zaporojie, Ignalinsk (altfel). ) URSS). Au fost în funcțiune 40 de unități de putere de tip RBMK, VVER, EGP și o unitate de putere cu un reactor cu neutroni rapidi BN-600, cu o capacitate totală de aproximativ 27 milioane kW. În 1985, centralele nucleare ale țării au produs peste 170 de miliarde de kWh, ceea ce a reprezentat 11% din toată generarea de energie electrică. În 1985, în URSS existau 15 centrale nucleare: Beloyarsk, Novovoronezh, Kola, Bilibinsk, Leningrad, Kursk , Smolensk, Kalinin, Balakovo (RSFSR), armeană, Cernobîl, Rivne, ucraineană de sud, Zaporojie, Ignalinsk (alte republici ale URSS). Au fost în funcțiune 40 de unități de putere de tip RBMK, VVER, EGP și o unitate de putere cu un reactor cu neutroni rapidi BN-600, cu o capacitate totală de aproximativ 27 milioane kW. În 1985, centralele nucleare ale țării au produs peste 170 de miliarde de kWh, ceea ce a reprezentat 11% din întreaga producție de energie electrică.
Slide nr. 16
Acest accident a schimbat radical cursul dezvoltării energiei nucleare și a dus la o scădere a ratei de punere în funcțiune a noilor capacități în majoritatea țărilor dezvoltate, inclusiv Rusia.Acest accident a schimbat radical cursul dezvoltării energiei nucleare și a dus la o scădere a rata de punere în funcțiune a noilor capacități în majoritatea țărilor dezvoltate, inclusiv în Rusia.
Pe 25 aprilie, la ora 01:23:49, au avut loc două explozii puternice cu distrugerea completă a centralei reactorului. Accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl a devenit cel mai mare accident nuclear tehnic din istorie.
Peste 200.000 de metri pătrați au fost poluați. km, aproximativ 70% - pe teritoriul Belarusului, Rusiei și Ucrainei, restul pe teritoriul statelor baltice, Poloniei și țărilor scandinave. În urma accidentului, aproximativ 5 milioane de hectare de teren au fost scoase din folosință agricolă, s-a creat o zonă de excludere de 30 de kilometri în jurul centralei nucleare, sute de mici așezări au fost distruse și îngropate (îngropate cu utilaje grele).
Slide nr. 17
Până în 1998, situația în industrie în ansamblu, precum și în părțile sale energetice și de arme nucleare, a început să se stabilizeze. Încrederea populației în energia nucleară a început să fie restabilită. Deja în 1999, centralele nucleare din Rusia au generat același număr de kilowați-oră de energie electrică care au fost generați în 1990 de centralele nucleare situate pe teritoriul fostei RSFSR. Până în 1998, situația din industrie în ansamblu, ca precum și în energia sa și părțile armelor nucleare au început să se stabilizeze. Încrederea populației în energia nucleară a început să fie restabilită. Deja în 1999, centralele nucleare rusești au generat aceeași cantitate de kilowați-oră de energie electrică care a fost generată în 1990 de centralele nucleare situate pe teritoriul fostei RSFSR.
În complexul de arme nucleare, începând din 1998, a fost implementat programul țintă federal „Dezvoltarea complexului de arme nucleare pentru perioada 2003”, iar din 2006 al doilea program țintă „Dezvoltarea complexului de arme nucleare pentru perioada 2006-2009 și pentru viitorul 2010-2015.”
Slide nr. 18
În ceea ce privește utilizarea pașnică a energiei nucleare, în februarie 2010, a fost adoptat programul țintă federal „Tehnologii de energie nucleară de nouă generație pentru perioada 2010-2015”. și pentru viitor până în 2020.” Scopul principal al programului este de a dezvolta o nouă generație de tehnologii de energie nucleară pentru centralele nucleare care să răspundă nevoilor energetice ale țării și să crească eficiența utilizării uraniului natural și a combustibilului nuclear uzat, precum și studiul unor noi modalități de utilizare. energia nucleului atomic.Cu privire la utilizarea pașnică a energiei nucleare în februarie 2010. A fost adoptat programul țintă federal „Tehnologii de energie nucleară de nouă generație pentru perioada 2010-2015”. și pentru viitor până în 2020.” Scopul principal al programului este dezvoltarea unei noi generații de tehnologii de energie nucleară pentru centralele nucleare, care să răspundă nevoilor energetice ale țării și să crească eficiența utilizării uraniului natural și a combustibilului nuclear uzat, precum și studiul unor noi modalități de utilizare a energia nucleului atomic.
Slide nr. 19
O direcție importantă în dezvoltarea energiei nucleare mici o reprezintă centralele nucleare plutitoare. Proiectul unei centrale termice nucleare de mică putere (ATEP) bazată pe o unitate de putere plutitoare (FPU) cu două unități reactoare KLT-40S a început să fie dezvoltat în 1994. Un APEC plutitor are o serie de avantaje: capacitatea de a funcționa în condiţii de permafrost în teritoriul de dincolo de Cercul Polar. FPU este proiectat pentru orice accident; proiectarea centralei nucleare plutitoare îndeplinește toate cerințele moderne de siguranță și, de asemenea, rezolvă complet problema securității nucleare pentru zonele active seismic. În iunie 2010, a fost lansată prima unitate de energie plutitoare din lume, Akademik Lomonosov, care, după teste suplimentare, a fost trimisă la baza sa de domiciliu din Kamchatka.Un domeniu important în dezvoltarea energiei nucleare mici îl reprezintă centralele nucleare plutitoare. Proiectul unei centrale termice nucleare de mică putere (ATEP) bazată pe o unitate de putere plutitoare (FPU) cu două unități reactoare KLT-40S a început să fie dezvoltat în 1994. Un APEC plutitor are o serie de avantaje: capacitatea de a funcționa în condiţii de permafrost în teritoriul de dincolo de Cercul Polar. FPU este proiectat pentru orice accident; proiectarea centralei nucleare plutitoare îndeplinește toate cerințele moderne de siguranță și, de asemenea, rezolvă complet problema securității nucleare pentru zonele active seismic. În iunie 2010, a fost lansată prima unitate de putere plutitoare din lume, Akademik Lomonosov, care, după teste suplimentare, a fost trimisă la baza sa din Kamchatka.
Slide nr. 20
asigurarea parității nucleare strategice, îndeplinirea ordinelor de apărare a statului, menținerea și dezvoltarea complexului de arme nucleare;
efectuarea de cercetări științifice în domeniul fizicii nucleare, al energiei nucleare și termonucleare, al științei materialelor speciale și al tehnologiilor avansate;
dezvoltarea energiei nucleare, inclusiv furnizarea de materii prime, ciclul combustibilului, ingineria mașinilor și instrumentelor nucleare, construcția de centrale nucleare interne și străine.
