Сторінка
1
При поділі ядер урану і плутонію в ядерному реакторі виділяється величезна кількість енергії, використання якої дозволило створювати значні атомні електростанції (АЕС) промислового типу. За один акт розпаду ядра урану виділяється енергія, яка дорівнює приблизно 200 меВ. Це більш ніж у 20 млн. Разів перевищує енергію, що виділяється на один атом у будь-якій хімічній реакції. При поділі ядер `г урану виділяється 20 млн. ккал, що відповідає 23000 кВт год теплової енергії. Один кілограм урану може дати стільки тепла, скільки одержують при спалюванні від 2600000 до 3000000 кг кам`яного вугілля.
Таблиця 1. Список найбільших АЕС світу
Назва Країна Потужність електростанції
(МВт)
Фукушима Японія 7 748
Бруце Канада 5 563
Гравелінес Франція 5 480
Палуер Франція 5 160
Бучей Франція 4 180
Піцкерін Канада 4 120
Курська Росія 3 800
Ленінградська Росія 3 800
27 червня 1954 р. перша у світі атомна станція у м. Обнінськ була підключена до московської енергосистеми.
Нині 40 ядерних реакторів у 32 країнах виробляють 17% світового обсягу електроенергії.
Частка ядерної енергії в енергетиці деяких країн становить: у Франції – 75%, Бельгії – 60%, Південної Кореї – 49%, Швеції – 46%, Іспанії – 38%, США – 21%, Росії – 14%. У США працює 102 АЕС, Франції -56, Південній Кореї – 10.
В останні роки ядерна енергетика розвивається відносно слабкими темпами. Щорічне зростання виробництва атомної електроенергії становить приблизно 0,5%. Для порівняння: щорічно нафтовидобування збільшується на 1%, а добування газу – на 3%.
Показники, які характеризують ядерну енергетику різних країн, зібрані в таблиці в порядку зменшення повної потужності АЕС.
Запаси ядерного палива в земній корі оцінюють у 100 трильйонів тонн. Найбільші його поклади зосереджені в Конго, США (Колорадо), Канаді, Австралії, Південній Африці.
Трагічна аварія на Чорнобильській АЕС та ядерні катастрофи на інших АЕС поставили під великий сумнів подальше існування атомної енергетики, яка таїть у собі смертельну небезпеку для всього людства.
З часу введення в експлуатацію першої АЕС у світі сталося кілька крупних аварій, що призвели до радіоактивного забруднення навколишнього середовища, опромінення та загибелі людей.
Таблиця 2. Стан ядерної енергетики деяких країн
Країна Кількість Повна Виробництво Частка Коефіцієнт
Реакторів потуж- електроенер- виробництва використан-
Ність гії (ГВт год) від повної ня (%)
Усіх АЕС (%)
(ГВт)
США 104 97,5 727,7 19,8 85,5
Франція 59 63,10 160,4 75 86,7
Японія 53 43,69 303,3 34,6 79,2
Німеччина 19 21,12 160,4 31,2 86,7
Росія 29 19,84 110,9 14,4 63,8
Корея 16 12,99 97,82 42,8 86,09
Великобританія 12,97 67,35 67,35 28,9 80,3
Україна 14 12,12 67,35 43,8 63,5
Канада 11 10 69,30 12,4 79,1
Швеція 11 9,43 70,10 46,8 84,8
Екологічною й політичною подією в Україні, яка поліпшила її міжнародний імідж, стало закриття Чорнобильської АЕС (єдиний працюючий на ЧАЕС третій енергоблок був зупинений 15 грудня 2000 р.). Незважаючи на повне закриття, існує небезпека спонтанних фізичних процесів. Які відбуваються в реакторі. Про це свідчать періодичні радіоактивні викиди з 4 –го енергоблоку. Повний демонтаж Чорнобильського атомного майданчика буде тривати приблизно 15 років, вартість демонтажних робіт оцінюється від 3 до 5 млрд. доларів. Такі країни, як Австрія, Данія, Філіппіни та Швеція заявили про намір повністю відмовитися від АЕС і демонтувати ті ядерні блоки. Які там є.
Трагедія на ЧАЕС повністю розвіяла міф про дешевий і безпечний „мирний” атом.
Таблиця 3.Найбільші аварії на АЕС
Віндскале, СЛ –1, США Люценс, ТМІ, США Чорнобиль,
Великобри- Швейцарія Україна
танія
Дата аварії 10.10. 1952 01.03. 1957 21.01. 1969 29.03.1979 26.04. 1986
Дата пуску 1951 1958 1968 1978 1983
Теплова потуж- - 3 30 2800 3200
ність, МВт
Мета викорис- воєнна воєнна цивільна цивільна цивільна
тання
Максимальна - 19000 - - 320000
потужність, МВт
Максимальна - 2000 1300-3100 3100 4000-5000
температура
топливних
елементів, К
Стан реактора Знищено Знищено Знищено Повністю Повністю
після аварії 150 паливних 20% паливних 1 паливний знищено знищено
елементів елементів елемент
Максимальна 160 0,1 0,05 0,5 300-500
доза опромінен-
ня (mSv)
Колективна до- 1200 - Дуже мала 100 1600
за опромінення
У галузі практичного використання ядерної енергії сформувався такий основний напрямок, як ядерна енергетика, тобто здійснення в промислових масштабах перетворення ядерної енергії в інші види (механічну, електричну тощо), які використовуються потім для виробничих і побутових потреб.
Перетворення ядерної енергії в електричну відбувається на АЕС, основною частиною яких є ядерний реактор.У світі розроблено багато типів ядерних реакторів, що різняться за видами ядерного палива (за засобами і ступенем його збагачення), сповільнювачів, теплоносіїв, за використанням нейронів та ін. Перевагу у використанні отримали ядерні реактори на теплових нейронах, як більш прості.
У так званій активній зоні реактора ядерне паливо під упливом нейронів вступає в ланцюгову реакцію. Енергія, що при цьому виділяється, відводиться за допомогою теплоносія (води, органічної рідини, розплавленого металу, газу та ін.).
Навколо активної зони розміщено відображувач нейронів. Управління ланцюговою реакцією здійснюється за допомогою стержнів-поглиначів, які підтримують виділення енергії на потрібному рівні, забезпечують рівномірність її розподілу по об`єму реактора. Ядерне паливо знаходиться в реакторі у вигляді стержнів – ТВЕЛів (тепловиділяючих елементів).
У міру „вигорання” компонента ядерного палива, що ділиться, умови, необхідні для роботи реактора, погіршуються (зникають активні атоми, накопичуються осколки поділу, поглинаються нейрони). Щоб збільшити строк експлуатації ТВЕЛів, до активної зони реактора вводять стержні з речовин, які сильно поглинають нейтрони (Br, Ca та ін.). Спочатку їх занурюють глибоко, потім поступово виводять з активної зони. Таким чином підтримується стаціонарний („критичний”) режим. Переміщуючи стержні близько положення, що відповідає критичному стану, регулюють ланцюговий процес, посилюючи чи послаблюючи його. Таким чином регулюється потужність ядерного реактора.
Якщо видалити керуючі стержні з активної зони, реактор стане надкритичним, а значить і вибухонебезпечним. З цієї точки зору ніякий з існуючих реакторів не можна назвати абсолютно безпечним.
Завантажити реферат