Мировые прогнозы развития атомной энергетики. Презентация по физике "атомная энергетика" Презентация по физике на тему атомная энергетика

10.08.2023

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Атомная энергетика России Атомная энергетика, на долю которой приходится 16% выработки электроэнергии, относительно молодая отрасль российской промышленности. Что такое 6 десятилетий в масштабах истории? Но этот короткий и насыщенный событиями отрезок времени сыграл важную роль в развитии электроэнергетики.

3 слайд

Описание слайда:

История Дату 20 августа 1945 г. можно считать официальным стартом «атомного проекта» Советского Союза. В этот день было подписано постановление Государственного комитета обороны СССР. В 1954 году в Обнинске была запущена самая первая атомная электростанция – первая не только в нашей стране, но и во всем мире. Станция обладала мощностью всего 5 МВт, проработала 50 лет в безаварийном режиме и была закрыта лишь в 2002 году.

4 слайд

Описание слайда:

В рамках федеральной целевой программы «Развитие атомного энергопромышленного комплекса России на 2007-2010 годы и на перспективу до 2015 года» планируется построить три энергоблока на Балаковской, Волгодонской и Калининской атомных электростанций. В целом же 40 энергоблоков должны быть построены до 2030 года. При этом мощности российских АЭС должны с 2012 года ежегодно увеличиваться на 2 ГВт, а с 2014 года – на 3 ГВт, а суммарная мощность атомных станций РФ к 2020 году должна достичь 40 ГВт.

6 слайд

Описание слайда:

7 слайд

Описание слайда:

Белоярская АЭС Расположена в городе Заречный, в Свердловской области, вторая промышленная атомная станция в стране (после Сибирской). На станции были сооружены три энергоблока: два с реакторами на тепловых нейтронах и один с реактором на быстрых нейтронах. В настоящее время единственным действующим энергоблоком является 3-й энергоблок с реактором БН-600 электрической мощностью 600 МВт, пущенный в эксплуатацию в апреле 1980 - первый в мире энергоблок промышленного масштаба с реактором на быстрых нейтронах. Он также является крупнейшим в мире энергоблоком с реактором на быстрых нейтронах.

8 слайд

Описание слайда:

9 слайд

Описание слайда:

Смоленская АЭС Смоленская АЭС – является крупнейшим предприятием Северо-Западного региона России. АЭС вырабатывает в восемь раз больше электроэнергии, чем другие электростанции области, вместе взятые. Введена в эксплуатацию в 1976 году

10 слайд

Описание слайда:

Смоленская АЭС Расположена рядом с городом Десногорск Смоленской области. Станция состоит из трёх энергоблоков, с реакторами типа РБМК-1000, которые введены в эксплуатацию в 1982, 1985 и 1990. В состав каждого энергоблока входят: один реактор тепловой мощностью 3200 МВт и два турбогенератора электрической мощностью по 500 МВт каждый.

11 слайд

Описание слайда:

12 слайд

Описание слайда:

13 слайд

Описание слайда:

Нововоронежская АЭС Нововоронежская АЭС – расположена на берегу Дона в 5 км от города энергетиков Нововоронежа и в 45 км к югу от Воронежа. Станция на 85 % обеспечивает потребности Воронежской области в электроэнергии, а также дает тепло для половины Нововоронежа. Введена в эксплуатацию в 1957 году.

14 слайд

Описание слайда:

Ленинградская АЭС Ленинградская АЭС – расположена в 80 км к западу от Санкт-Петербурга. На южном берегу Финского залива, снабжает электричеством примерно половину Ленинградской области. Введена в эксплуатацию в 1967 году.

15 слайд

Описание слайда:

Строящиеся АЭС 1 Балтийская АЭС 2 Белоярская АЭС-2 3 Ленинградская АЭС-2 4 Нововоронежская АЭС-2 5 Ростовская АЭС 6 Плавучая АЭС «Академик Ломоносов» 7 Прочие

16 слайд

Описание слайда:

Башкирская АЭС Башки́рская а́томная электроста́нция - недостроенная атомная электростанция, расположенная вблизи города Агидели в Башкортостане у слияния рек Белой и Камы. В 1990 году под давлением общественности после аварии на Чернобыльской АЭС строительство Башкирской АЭС было остановлено. Она повторила участь однотипных ей недостроенных Татарской и Крымской АЭС.

17 слайд

Описание слайда:

История На конец 1991 года в Российской Федерации функционировало 28 энергоблоков, общей номинальной мощностью 20 242 МВт. С 1991 года к сети было подключено 5 новых энергоблоков общей номинальной мощностью 5 000 МВт. На конец 2012 года в стадии строительства находятся ещё 8 энергоблоков, не считая блоков Плавучей атомной электростанции малой мощности. В 2007 году федеральные власти инициировали создание единого государственного холдинга «Атомэнергопром» объединяющего компании Росэнергоатом, ТВЭЛ, Техснабэкспорт и Атомстройэкспорт. 100 % акций ОАО «Атомэнергопром» передавалось одновременно созданной Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом».

18 слайд

Описание слайда:

Выработка электроэнергии В 2012 году российские атомные станции выработали 177,3 млрд.кВт ч, что составило 17,1% от общей выработки в Единой энергосистеме России. Объем отпущенной электроэнергии составил 165,727 млрд.кВт·ч. Доля атомной генерации в общем энергобалансе России около 18 %. Высокое значение атомная энергетика имеет в европейской части России и особенно на северо-западе, где выработка на АЭС достигает 42 %. После запуска второго энергоблока Волгодонской АЭС в 2010 году, председатель правительства России В. В. Путин озвучил планы доведения атомной генерации в общем энергобалансе России с 16 % до 20-30 % В разработках проекта Энергетической стратегии России на период до 2030 г. предусмотрено увеличение производства электроэнергии на атомных электростанциях в 4 раза.

19 слайд

Описание слайда:

Атомная энергетика в мире В современном быстроразвивающемся мире вопрос энергопотребления стоит очень остро. Невозобновляемость таких ресурсов как нефть, газ, уголь заставляет задуматься об альтернативных источниках электроэнергии, наиболее реальным из которых сегодня является атомная энергетика. Ее доля в мировой выработке электроэнергии составляет 16%. Больше половины этих 16% приходятся на США (103 энергоблока), Францию и Японию (59 и 54 энергоблока соответственно). Всего (по состоянию на конец 2006 года) в мире действуют 439 ядерных энергоблоков, еще 29 находятся в различных стадиях строительства.

20 слайд

Описание слайда:

Атомная энергетика в мире По оценкам ЦНИИАТОМИНФОРМ, до конца 2030 года в мире будет введено в строй около 570 ГВт АЭС (в первых месяцах 2007 года этот показатель составил около 367 ГВт). В настоящий момент лидером по строительству новых блоков является Китай, который строит 6 энергоблоков. За ним идет Индия с 5 новыми блоками. Замыкает же тройку Россия – 3 блока. Намерения строить новые энергоблоки высказывают также и другие страны, в том числе из бывшего СССР и социалистического блока: Украина, Польша, Белоруссия. Оно и понятно, ведь один ядерный энергоблок сэкономит за год такое количество газа, стоимость которого эквивалентна 350 млн долларов США.

21 слайд

Описание слайда:

22 слайд

Описание слайда:

23 слайд

Описание слайда:

24 слайд

Описание слайда:

Уроки Чернобыля Что произошло на Чернобыльской атомной электростанции 20 лет назад? Из-за действий сотрудников атомной электростанции реактор 4-го энергоблока вышел из-под контроля. Его мощность резко возросла. Графитовая кладка раскалилась добела и деформировалась. Стержни системы управления и защиты не смогли войти в реактор и остановить нарастание температуры. Каналы охлаждения разрушились, вода из них хлынула на раскаленный графит. Давление в реакторе возросло и привело к разрушению реактора и здания энергоблока. При соприкосновении с воздухом сотни тонн раскаленного графита загорелись. Стержни, в которых содержалось топливо и радиоактивные отходы, расплавились, и радиоактивные вещества хлынули в атмосферу.

25 слайд

Описание слайда:

Уроки Чернобыля. Потушить сам реактор было совсем не просто. Это нельзя было делать обычными средствами. Из-за высокой радиации и страшных разрушений невозможно было даже приблизиться к реактору. Горела многотонная графитовая кладка. Ядерное топливо продолжало выделять тепло, а система охлаждения была полностью разрушена взрывом. Температура топлива после взрыва достигала 1500 и более градусов. Материалы, из которых был сделан реактор, при такой температуре спекались с бетоном, ядерным топливом, образовывая неизвестные раньше минералы. Надо было остановить ядерную реакцию, понизить температуру обломков и прекратить выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. Для этого шахту реактора с вертолетов забрасывали теплоотводящими и фильтрующими материалами. Это начали делать на второй день после взрыва, 27 апреля. Только через 10 дней, 6 мая, удалось существенно снизить, но не прекратить полностью радиоактивные выбросы

26 слайд

Описание слайда:

Уроки Чернобыля За это время огромное количество радиоактивных веществ, выброшенных из реактора, было разнесено ветрами за многие сотни и тысячи километров от Чернобыля. Там, где радиоактивные вещества выпадали на поверхность земли, образовывались зоны радиоактивного заражения. Люди получали большие дозы радиации, болели и умирали. Первыми умерли от острой лучевой болезни герои-пожарные. Страдали и умирали вертолетчики. Жители окрестных сел и даже удаленных районов, куда ветер принес радиацию, вынуждены были покинуть родные места и стать беженцами. Огромные территории стали непригодны для проживания и для ведения сельского хозяйства. Лес, река, поле все стало радиоактивным, все таило невидимую опасность

Слайд 1

Осадчая Е.В.
1
Презентация к уроку "Атомная энергетика" для учащихся 9 класса

Слайд 2

2
Почему возникла необходимость использования ядерного топлива?
Растущий рост потребления энергии в мире. Природные запасы органического топлива - ограничены. Мировая химическая промышленность увеличивает объём потребления угля и нефти для технологических целей, поэтому несмотря на открытие новых месторождений органического топлива и совершенствование способов его добычи, в мире наблюдается тенденция к увеличению его стоимости.

Слайд 3

3
Почему необходимо развивать атомную энергетику?
Мировые энергетические ресурсы ядерного горючего превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива. Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе. Проблему «энергетического голода» не решает использование возобновляемых источников энергии. Очевидна необходимость развития атомной энергетики, которая занимает заметное место в энергетическом балансе ряда промышленных стран мира.

Слайд 4

4
Атомная энергетика

Слайд 5

5
АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
ПРИНЦИП

Слайд 6

6
Эрнст Резерфорд
В 1937 году лорд Эрнст Резерфорд утверждал, что получение ядерной энергии в более или менее значительных количествах, достаточных для практического использования, никогда не будет возможным.

Слайд 7

7
Энрико Ферми
В 1942 г. под руководством Энрико Ферми в США был построен первый ядерный реактор.

Слайд 8

8
16 июля 1945 года в 5 часов 30 минут утра по местному времени в пустыне Аламогордо (штат Нью-Мехико, США) была испытана первая атомная бомба.
Но...

Слайд 9

9
В 1946 г. первый европейский реактор был создан в СССР под руководством И.В.Курчатова. Под его руководством был разработан проект первой в мире АЭС.
Курчатов Игорь Васильевич

Слайд 10

10
В январе 1954 года со стапелей доков ВМФ США в Гротоне (штат Коннектикут) сошла подводная лодка нового типа - атомная, которой дали имя ее знаменитой предшественницы - Nautilus.
Первая советская атомная подводная лодка К-3 " Ленинский комсомол " 1958 г.
Первая подводная лодка

Слайд 11

11
27 июня 1954 году в Обнинске была пущена первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт.
Первая АЭС

Слайд 12

12
Вслед за первой АЭС в 50-ые годы сооружаются АЭС: Calder Hall-1 (1956 г., Великобритания); Shippingport (1957 г., США); Сибирская (1958 г., СССР); G-2, Маркуль (1959 г., Франция). После накопления опыта эксплуатации первенцев атомной энергетики в СССР, США, странах Западной Европы были разработаны программы сооружения головных образцов будущих серийных энергоблоков.

Слайд 13

17 сентября 1959 года в свой первый рейс вышел первый в мире атомный ледокол «Ленин», построенный на ленинградском Адмиралтейском заводе и приписанный к Мурманскому пароходству.
Первый атомный ледокол

Слайд 14

Слайд 16

16
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Экономия органического топлива. Малые массы горючего. Получение большой мощности с одного реактора. Невысокая себестоимость энергии. Отсутствие потребности в атмосферном воздухе.
Экологическая чистота (при правильной их эксплуатации).

Слайд 17

17
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
Высокая квалификация и ответственность кадров. Доступность для терроризма и шантажа с катастрофическими последствиями.
недостатки
Безопасность реактора. Безопасность окружающих АЭС территорий. Особенности ремонта. Сложность ликвидации ядерного энергетического объекта. Необходимость захоронения радиоактивных отходов.

Слайд 18

18
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Слайд 19

19
Факты: В структуре топливно-энергетического баланса (ТЭБ) и электроэнергетики мира преобладают, соответственно, нефть (40%) и уголь (38%). В мировом ТЭБ газ (22%) занимает третье место после угля (25%), а в структуре электроэнергетики газ (16%) находится на предпоследнем месте, опережая только нефть (9%) и уступая всем остальным видам энергоносителей, включая атомную энергетику (17%).

Слайд 20

20
В России сложилась уникальная ситуация: газ доминирует как в ТЭБ (49%), так и в электроэнергетике (38%). Атомная энергия России занимает сравнительно скромное место (15%) в производстве электроэнергии по сравнению со среднемировыми показателями (17%).

Слайд 21

21
Использование мирного атома остается одним из приоритетных направлений развития российской энергетики. Несмотря на свое сравнительно скромное место в общем производстве электроэнергии по стране, атомная промышленность имеет огромное количество практических применений (создание вооружения с ядерными компонентами, экспорт технологий, освоение космоса). Количество нарушений в работе наших АЭС постоянно снижается: по количеству остановок энергоблоков Россия сегодня уступает только Японии и Германии.

Слайд 22

22
В условиях глобального кризиса энергоносителей, когда цена на нефть уже превысила отметку в $100 за баррель, развитие таких перспективных и высокотехнологичных областей, как ядерная промышленность, позволит России удержать и усилить свое влияние в мире.
07.02.2008

Cлайд 1

* ATOMCON-2008 26.06.2008 Стратегия развития атомной энергетики России до 2050 года Рачков В.И., Директор Департамента научной политики Госкорпорации «Росатом», доктор технических наук, профессор

Cлайд 2

* Мировые прогнозы развития атомной энергетики Выравнивание удельных энергопотреблений в развитых и развивающихся странах потребует увеличения спроса на энергоресурсы к 2050 г. в три раза. Существенную долю прироста мировых потребностей в топливе и энергии может взять на себя атомная энергетика, отвечающая требованиям крупномасштабной энергетики по безопасности и экономике. WETO - «World Energy Technology Outlook - 2050», Еuropean Commission, 2006 «The Future of Nuclear Energy», Massachusetts Institute of Technology, 2003

Cлайд 3

* Состояние и ближайшие перспективы развития атомной энергетики мира в 12 странах строятся 30 ядерных энергоблоков общей мощностью 23,4 ГВт(э). около 40 стран официально заявили о намерениях создать ядерный сектор в своей национальной энергетике. К концу 2007 года в 30-ти странах мира (в которых живут две трети населения планеты) действовали 439 ядерных энергетических реакторов общей установленной мощностью 372,2 ГВт(эл). Ядерная доля в электрической генерации в мире составила 17%. Страна Кол-во реакторов, шт. Мощность, МВт Доля АЭ в произв. э/э, % Франция 59 63260 76,9 Литва 1 1185 64,4 Словакия 5 2034 54,3 Бельгия 7 5824 54,1 Украина 15 13107 48,1 Швеция 10 9014 46,1 Армения 1 376 43,5 Словения 1 666 41,6 Швейцария 5 3220 40,0 Венгрия 4 1829 36,8 Корея, Юж. 20 17451 35,3 Болгария 2 1906 32,3 Чехия 6 3619 30,3 Финляндия 4 2696 28,9 Япония 55 47587 27,5 Германия 17 20470 27,3 Страна Кол-во реакторов, шт. Мощность, МВт Доля АЭ в произв. э/э, % США 104 100582 19,4 Тайвань (Китай) 6 4921 19,3 Испания 8 7450 17,4 Россия 31 21743 16,0 Великобритания 19 10222 15,1 Канада 18 12589 14,7 Румыния 2 1300 13,0 Аргентина 2 935 6,2 ЮАР 2 1800 5,5 Мексика 2 1360 4,6 Нидерланды 1 482 4,1 Бразилия 2 1795 2,8 Индия 17 3782 2,5 Пакистан 2 425 2,3 Китай 11 8572 1,9 Итого 439 372202 17,0

Cлайд 4

* Двухэтапное развитие атомной энергетики Энергетика на тепловых реакторах и накопление в них плутония для запуска и параллельного освоения быстрых реакторов. Развитие на основе быстрых реакторов крупномасштабной АЭ, постепенно замещающей традиционную энергетику на ископаемом органическом топливе. Стратегической целью развития АЭ являлось овладение на основе быстрых реакторов неисчерпаемыми ресурсами дешевого топлива – урана и, возможно, тория. Тактической задачей развития АЭ было использование тепловых реакторов на U-235 (освоенных для производства оружейных материалов, плутония и трития, и для атомных подводных лодок) с целью производства энергии и радиоизотопов для народного хозяйства и накопления энергетического плутония для быстрых реакторов.

Cлайд 5

* Атомная отрасль России В настоящее время отрасль включает в себя: Ядерно-оружейный комплекс (ЯОК). Комплекс по обеспечению ядерной и радиационной безопасности (ЯРБ). Ядерный энергетический комплекс (ЯЭК): ядерно-топливный цикл; атомная энергетика. Научно-технический комплекс (НТК). Госкорпорация «РОСАТОМ» призвана обеспечить единство системы управления в целях синхронизации программ развития отрасли с системой внешних и внутренних приоритетов России. Основная задача ОАО «Атомэнергопром» - формирование глобальной компании, успешно конкурирующей на ключевых рынках.

Cлайд 6

* В 2008 году работают 10 АЭС (31 энергоблок) мощностью – 23,2 ГВт. В 2007 году АЭС произвели 158,3 млрд.кВт.ч электроэнергии. Доля АЭС: в общем производстве электроэнергии – 15,9% (в европейской части – 29,9%); в общей установленной мощности - 11,0%. АЭС России в 2008 году

Cлайд 7

Cлайд 8

* Недостатки современной ядерной энергетики Открытый ЯТЦ тепловых реакторов - ограниченный топливный ресурс и проблема обращения с ОЯТ. Большие капитальные затраты на сооружение АЭС. Ориентация на энергоблоки большой единичной мощности с привязкой к электросетевым узлам и крупным электропотребителям. Низкая способность АЭС к маневру мощностью. В настоящее время в мире нет определенной стратегии обращения с ОЯТ тепловых реакторов (к 2010 г. Будет накоплено более 300 000 тонн ОЯТ, с ежегодным приростом 11 000-12 000 тонн ОЯТ). В России накоплено 14 000 тонн ОЯТ суммарной радиоактивностью 4,6 млрд. Ки с ежегождным приростом 850 тонн ОЯТ. Необходим переход на сухой способ хранения ОЯТ. Переработку основной массы облученного ядерного топлива целесообразно отложить до начала серийного строительства быстрых реакторов нового поколения.

Cлайд 9

* Проблемы обращения с РАО и ОЯТ Тепловой реактор мощностью 1 ГВт производит в год 800 тонн низко- и среднеактивных РАО и 30 тонн высокоактивного ОЯТ. Высокоактивные отходы, занимая по объему менее 1%, по суммарной активности занимают 99%. Ни одна из стран не перешла к использованию технологий, позволяющих решить проблему обращения с облученным ЯТ и радиоактивными отходами. Тепловой реактор электрической мощностью 1 ГВт производит ежегодно 200 кг плутония. Скорость накопления плутония в мире составляет ~70 т/год. Основным международным документом, регулирующим использование плутония, является Договор о нераспространении ядерного оружия (ДНЯО). Для усиления режима нераспространения необходима его технологическая поддержка.

Cлайд 10

* Направления стратегии в области атомного машиностроения Достройка производства критических элементов технологии ЯСПП на российских предприятиях, полностью или частично входящих в структуру Госкорпорации “РОСАТОМ”. Создание альтернативных нынешним монополистам поставщиков основного оборудования. По каждому типу оборудования предполагается сформировать не менее двух возможных производителей. Необходимо формирование тактических и стратегических альянсов Госкорпорации «РОСАТОМ» с основными участниками рынка.

Cлайд 11

* Требования к крупномасштабным энерготехнологиям Крупномасштабная энерготехнология не должна зависеть от естественной неопределенности, связанной с добычей ископаемого топливного сырья. Процесс «сжигания» топлива должен быть безопасным. Локализуемые отходы должны быть физически и химически не более активны, чем исходное топливное сырье. При умеренном росте установленной мощности АЭ ядерная энергетика будет развиваться в основном на тепловых реакторах с незначительной долей быстрых реакторов. В случае интенсивного развития ядерной энергетики решающую роль в ней станут играть быстрые реакторы.

Cлайд 12

* Ядерная энергетика и риск распространения ядерного оружия Элементы ядерной энергетики, определяющие риск распространения ядерного оружия: Новая ядерная технология не должна приводить к открытию новых каналов получения оружейных материалов и использованию ее для подобных целей. Развитие ядерной энергетики на быстрых реакторах с соответствующим образом построенным топливным циклом создает условия для постепенного снижения риска распространения ядерного оружия. Разделение изотопов урана (обогащение). Выделение плутония и/или U-233 из облученного топлива. Долговременное хранение облученного топлива. Хранение выделенного плутония.

Cлайд 13

* Развитие атомной энергетики России до 2020 года Вывод: 3,7 ГВт Калинин 4 достройка НВАЭС-2 1 Ростов 2 достройка НВАЭС-2 2 Ростов 3 Ростов 4 ЛАЭС-2 1 ЛАЭС-2 2 ЛАЭС-2 3 Белоярка 4 БН-800 Кола 2 НВАЭС 3 ЛАЭС-2 4 Кола 1 ЛАЭС 2 ЛАЭС 1 НВАЭС 4 Северская 1 Нижегород 1 Нижегород 2 Кола-2 1 Кола-2 2 обязательная дополнительная программа программа Ввод: 32,1 ГВт (обязательная программа) Плюс 6,9 Гвт (дополнительная программа) красной линией ограничено количество энергоблоков с гарантированным (ФЦП) финансированием синей линией обозначена обязательная программа ввода энергоблоков Нижегород 3 ЮУральская 2 Тверская 1 Тверская 2 Центральная 1 Тверская 3 Тверская 4 ЮУральская 3 ЮУральская 4 Кола-2 3 Кола-2 4 ЮУральская 1 Северская 2 Прим 1 Прим 2 Курск 5 НВАЭС-2 3 Центральная 4 Нижегород 4 НВАЭС-2 4 Центральная 2 Центральная 3 Действующие блоки - 58 Остановленные блоки - 10 Штатный коэффициент должен уменьшаться от современных 1,5 чел/МВт до 0,3-0,5 чел/МВт.

Cлайд 14

* Переход к новой технологической платформе Ключевым элементом НТП является развитие технологии ЯСПП с реактором на быстрых нейтронах. Концепция «БЕСТ» с нитридным топливом, равновесным КВ, и тяжелометаллическим теплоносителем является наиболее перспективным выбором для создания базы новой ядерной энерготехнологии. Страхующим проектом является промышленно освоенный быстрый реактор на натриевом теплоносителе (БН). В силу проблем с масштабированием данный проект является менее перспективным, чем «БЕСТ», на его основе предполагается отработка новых видов топлива и элементов замкнутого ЯТЦ. Принцип внутренне присущей безопасности: детерминистическое исключение тяжелых реакторных аварий и аварий на предприятиях ядерного топливного цикла; трансмутационный замкнутый ядерный топливный цикл с фракционированием продуктов переработки ОЯТ; технологическую поддержку режима нераспространения.

Cлайд 15

* Возможная структура энергогенерации к 2050 году Доля АЭ в ТЭК по выработке - 40% Доля АЭ в ТЭК по выработке - 35%

Cлайд 16

* Периоды развития ядерных технологий в XXI веке Мобилизационный период: модернизация и повышение эффективности использования установленных мощностей, достройка энергоблоков, эволюционное развитие реакторов и технологий топливного цикла с их внедрением в промышленную эксплуатацию, разработка и опытная эксплуатация инновационных технологий для АЭС и топливного цикла. Переходный период: расширение масштабов атомной энергетики и освоение инновационных технологий реакторов и топливного цикла, (быстрые реакторы, высокотемпературные реакторы, реакторы для региональной энергетики, замкнутый уран-плутониевый и торий-урановый цикл, использование полезных и выжигание опасных радионуклидов, долговременная геологическая изоляция отходов, производство водорода, опреснение воды). Период развития: развертывание инновационных ядерных технологий, формирование многокомпонентной ядерной и атомно-водородной энергетики.

Cлайд 17

* Краткосрочные задачи (2009-2015 гг.) Формирование технической базы для решения проблемы энергообеспечения страны на освоенных реакторных технологиях с безусловным развитием инновационных технологий: Повышение эффективности, модернизация, продление срока службы действующих реакторов, достройка энергоблоков. Обоснование работы реакторов в режиме маневренности и разработка систем поддержания работы АЭС в базовом режиме. Сооружение энергоблоков следующего поколения, включая АЭС с БН-800 с одновременным созданием пилотного производства МОХ топлива. Разработка программ регионального атомного энергоснабжения на базе АЭС малой и средней мощности. Развертывание программы работ по замыканию ЯТЦ по урану и плутонию для решения проблемы неограниченного топливообеспечения и обращения с РАО и ОЯТ. Развертывание программы использования ядерных энергоисточников для расширения рынков сбыта (теплофикация, теплоснабжение, производство энергоносителей, опреснение морской воды). Сооружение энергоблоков в соответствие с Генсхемой.

Cлайд 18

* Среднесрочные задачи (2015-2030 гг.) Расширение масштабов атомной энергетики и освоение инновационных технологий реакторов и топливного цикла: Сооружение энергоблоков в соответствие с Генсхемой. Разработка и внедрение инновационного проекта ВВЭР третьего поколения. Вывод из эксплуатации и утилизация энергоблоков первого и второго поколений и замещение их установками третьего поколения. Формирование технологической базы для перехода к крупномасштабной ядерной энергетике. Развитие радиохимического производства по переработке топлива. Опытная эксплуатация демонстрационного блока АЭС с быстрым реактором и производствами топливного цикла с внутренне присущей безопасностью. Опытная эксплуатация прототипного блока ГТ-МГР и производство топлива для него (в рамках международного проекта). Сооружение объектов малой энергетики, включая стационарные и плавучие энергетические и опреснительные станции. Разработка высокотемпературных реакторов для производства водорода из воды.

Cлайд 19

* Долгосрочные задачи (2030-2050 гг.) Развертывание инновационных ядерных технологий, формирование многокомпонентной ядерной и атомно-водородной энергетики: Создание инфраструктуры крупномасштабной ядерной энергетики на новой технологической платформе. Сооружение демонстрационного блока АЭС с тепловым реактором с торий-урановым циклом и его опытная эксплуатация. Переход к крупномасштабной ядерной энергетике требует широкого международного сотрудничества на государственном уровне. Необходимы совместные разработки, ориентированные на нужды как национальной, так и мировой энергетики.

Cлайд 20

Cлайд 21

Слайд 1

Ядерная энергетика

Школа № 625 Н.М.Турлакова

Слайд 2

§66. Деление ядер урана. §67. Цепная реакция. §68. Ядерный реактор. §69. Атомная энергетика. §70. Биологическое действие радиации. §71. Получение и применение радиоактивных изотопов. §72. Термоядерная реакция. §73. Элементарные частицы. Античастицы.

Атомная энергетика

Слайд 3

§66. Деление ядер урана

Кто и когда открыл деление ядер урана? Каков механизм деления ядра? Какие силы действуют в ядре? Что происходит при делении ядра? Что происходит с энергией при делении ядра урана? Как изменяется температура окружающей среды при делении ядер урана? Как велика выделенная энергия?

Слайд 4

В отличие от радиоактивного распада ядер, сопровождающегося испусканием α- или β-частиц, реакции деления – это процесс, при котором нестабильное ядро делится на два крупных фрагмента сравнимых масс. В 1939 году немецкими учеными О. Ганом и Ф. Штрассманом было открыто деление ядер урана. Продолжая исследования, начатые Ферми, они установили, что при бомбардировке урана нейтронами возникают элементы средней части периодической системы – радиоактивные изотопы бария (Z = 56), криптона (Z = 36) и др. Уран встречается в природе в виде двух изотопов: урана-238 и урана-235 (99,3 %) и (0,7 %). При бомбардировке нейтронами ядра обоих изотопов могут расщепляться на два осколка. При этом реакция деления урана-235 наиболее интенсивно идет на медленных (тепловых) нейтронах, в то время как ядра урана-238 вступают в реакцию деления только с быстрыми нейтронами с энергией порядка 1 МэВ.

Деление тяжелых ядер.

Слайд 5

Основной интерес для ядерной энергетики представляет реакция деления ядра урана-235. В настоящее время известны около 100 различных изотопов с массовыми числами примерно от 90 до 145, возникающих при делении этого ядра. Две типичные реакции деления этого ядра имеют вид: Обратите внимание, что в результате деления ядра, инициированного нейтроном, возникают новые нейтроны, способные вызвать реакции деления других ядер. Продуктами деления ядер урана-235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т. д.

Цепная реакция

Слайд 6

Схема развития цепной реакции деления ядер урана представлена на рисунке

При делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона. При благоприятных условиях эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление. На этом этапе появятся уже от 4 до 9 нейтронов, способных вызвать новые распады ядер урана и т. д. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией

Слайд 7

Для осуществления цепной реакции необходимо, чтобы так называемый коэффициент размножения нейтронов был больше единицы. Другими словами, в каждом последующем поколении нейтронов должно быть больше, чем в предыдущем. Коэффициент размножения определяется не только числом нейтронов, образующихся в каждом элементарном акте, но и условиями, в которых протекает реакция – часть нейтронов может поглощаться другими ядрами или выходить из зоны реакции. Нейтроны, освободившиеся при делении ядер урана-235, способны вызвать деление лишь ядер этого же урана, на долю которого в природном уране приходится всего лишь 0,7 %.

Коэффициент размножения

Слайд 8

Наименьшая масса урана, при которой возможно протекание цепной реакции, называется критической массой. Способы уменьшения потери нейтронов: Использование отражающей оболочки (из бериллия), Уменьшение количества примесей, Применение замедлителя нейтронов (графит, тяжелая вода), Для урана-235 - M кр = 50 кг (r=9 см).

Критическая масса

Слайд 9

Схема ядерного реактора

Слайд 10

В активной зоне ядерного реактора идет управляемая ядерная реакция с выделением большого количество энергии.

Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми. В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. Курчатова

Слайд 11

§66. Деление ядер урана. §67. Цепная реакция. §68. Ядерный реактор. Ответить на вопросы. Нарисовать схему реактора. Какие вещества и как применяются в ядерном реакторе? (письменно)

Домашнее задание

Слайд 12

Реакции слияния легких ядер носят название термоядерных реакций, так как они могут протекать только при очень высоких температурах.

Термоядерные реакции.

Слайд 13

Второй путь освобождения ядерной энергии связан с реакциями синтеза. При слиянии легких ядер и образовании нового ядра должно выделяться большое количество энергии.

Особенно большое практическое значение имеет то, что при термоядерной реакции на каждый нуклон выделяется намного больше энергии, чем при ядерной реакции, например, при синтезе ядра гелия из ядер водорода выделяется энергия, равная 6 МэВ, а при делении ядра урана на один нуклон приходится »0,9 МэВ.

Слайд 14

Чтобы два ядра вступили в реакцию синтеза, они должны сблизится на расстояние действия ядерных сил порядка 2·10–15 м, преодолев электрическое отталкивание их положительных зарядов. Для этого средняя кинетическая энергия теплового движения молекул должна превосходить потенциальную энергию кулоновского взаимодействия. Расчет необходимой для этого температуры T приводит к величине порядка 108–109 К. Это чрезвычайно высокая температура. При такой температуре вещество находится в полностью ионизированном состоянии, которое называется плазмой.

Условия протекания термоядерной реакции

Слайд 15

Энергетически выгодная реакция. Однако она может идти лишь при очень высоких температурах (порядка несколько сотен млн. градусов). При большой плотности вещества такая температура может быть достигнута путем создания в плазме мощных электронных разрядов. При этом возникает проблема - трудно удержать плазму.

Управляемая термоядерная реакция

Самоподдерживающиеся термоядерные реакции происходят в звездах

Слайд 16

стал реальной угрозой для человечества. В связи с этим ученые предложили добывать изотоп тяжелого водорода - дейтерий - из морской воды и подвергать реакции ядерного расплава при температурах около 100 миллионов градусов Цельсия. При ядерном расплаве дейтерий, полученный из одного килограмма морской воды будет способен произвести столько же энергии, сколько выделяется при сжигании 300 литров бензина ___

Энергетический кризис

ТОКАМАК (тороидальная магнитная камера с током)

Слайд 17

Наиболее мощный современный ТОКАМАК, служащий только лишь для исследовательских целей, находится в городе Абингдон недалеко от Оксфорда. Высотой в 10 метров, он вырабатывает плазму и сохраняет ей жизнь пока всего лишь около 1 секунды.

Слайд 18

это электрофизическое устройство, основное назначение которого – формирование плазмы. Плазма удерживается не стенками камеры, которые не способны выдержать её температуру, а специально создаваемым магнитным полем, что возможно при температурах около 100 млн. градусов, и сохранение её достаточно долгое время в заданном объеме. Возможность получения плазмы при сверхвысоких температурах позволяет осуществить термоядерную реакцию синтеза ядер гелия из исходного сырья, изотопов водорода (дейтерия итрития

ТОКАМАК (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками)

Слайд 20

М.А. Леонтович возле "Токамака

Слайд 21

Основы теории управляемого термоядерного синтеза заложили в 1950 году И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров, предложив удерживать магнитным полем горячую плазму, образовавшуюся в результате реакций. Эта идея и привела к созданию термоядерных реакторов - токамаков. При большой плотности вещества требуемая высокая температура в сотни млн. градусов может быть достигнута путем создания в плазме мощных электронных разрядов. Проблема: трудно удержать плазму. Современные установки токамак - не термоядерные реакторы, а исследовательские установки, в которых возможно лишь на некоторое время существование и сохранение плазмы.

Управляемые термоядерные реакции

Слайд 22

Отцами-основателями советского мирного термояда стали академики Андрей Сахаров (слева), создатель водородной бомбы, и Евгений Велихов (справа), один из разработчиков токамака - прообраза термоядерного реактора

Слайд 23

Сферический токамак Глобус-М – новая крупная физическая установка, сооруженная в Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе Российской Академии наук в 1999 г.

«Глобус»

Слайд 24

§72. Термоядерная реакция. Ответить на вопросы. §70. Биологическое действие радиации. §71. Получение и применение радиоактивных изотопов. Доклады.

Слайд 2

Атомная энергетика

Слайд 3

§66. Деление ядер урана

Слайд 4

Деление тяжелых ядер.

Слайд 5

Цепная реакция

Слайд 6

Схема развития цепной реакции деления ядер урана представлена на рисунке

Слайд 7

Коэффициент размножения

Слайд 8

Критическая масса

Слайд 9

Схема ядерного реактора

Слайд 10

В активной зоне ядерного реактора идет управляемая ядерная реакцияс выделением большого количество энергии.

Первый ядерный реактор был построен в 1942 году в США под руководством Э. Ферми.В нашей стране первый реактор был построен в 1946 году под руководством И. В. Курчатова

Слайд 11

Домашнее задание

Слайд 12

Термоядерные реакции.

Слайд 13

Второй путь освобождения ядерной энергии связан с реакциями синтеза. При слиянии легких ядер и образовании нового ядра должно выделяться большое количество энергии. Особенно большое практическое значение имеет то, что при термоядерной реакции на каждый нуклон выделяется намного больше энергии, чем при ядерной реакции, например, при синтезе ядра гелия из ядер водорода выделяется энергия, равная 6 МэВ,а при делении ядра урана на один нуклон приходится »0,9 МэВ.

Слайд 14

Условия протекания термоядерной реакции

Слайд 15

Управляемая термоядерная реакция

Слайд 16

Энергетический кризис

Слайд 17

Слайд 18

Мировые прогнозы развития атомной энергетики. Презентация по физике "атомная энергетика" Презентация по физике на тему атомная энергетика

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Атомная энергетика

§66. Деление ядер урана

Деление тяжелых ядер.

Цепная реакция

Коэффициент размножения

Критическая масса

Схема ядерного реактора

Домашнее задание

Термоядерные реакции.

Условия протекания термоядерной реакции

Управляемая термоядерная реакция

Энергетический кризис

ТОКАМАК (ТОроидальнаяКАмера с МАгнитными Катушками)