Доклад: Атомная энергетика — плюсы и минусы

Атомная энергетика — плюсы и минусы

Лебеденко Дарья Андреевна, 1 курс, ГПОУ Донецкий техникум промышленной автоматики

Поплавская Елена Фёдоровна, преподаватель биологии и химии, ГПОУ ДТПА.

Аннотация: Атомная энергетика в основном ассоциируется с Чернобыльской катастрофой, случившейся в 1986 году. Тогда весь мир был потрясен последствиями взрыва атомного реактора, в результате чего тысячи людей получили серьезные проблемы со здоровьем или погибли. Тысячи гектаров загрязненной территории, на которой нельзя жить, работать и выращивать урожай или же экологический способ добывания энергии, который станет шагом в светлое будущее для миллионов людей?

Ключевые слова: атомная энергетика, ядерная энергетика, атомные электростанции, ядерный реактор, авария.

Объект и предмет исследования: атомная энергетика      .

Цель исследования: рассмотреть атомную энергетику и выявить её плюсы и минусы.

Основной текст:

Атомная энергетика (Ядерная энергетика) — это отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.

Атомная энергетика, занимающаяся добычей энергии ядер атомов, берет свое начало ещё в XX веке, а именно в 1932 году, когда немецкий физик В. Гейзенберг и советский физик Д. Д. Иваненко описали протонно-нейтронную модель атомного ядра. Согласно этой модели ядро атома состоит из элементарных частиц, при разделении которых выделяется так называемая ядерная энергия. Таким образом, был открыт новый способ выработки энергии. В 1954 году в подмосковном городе Обнинске в СССР, стала функционировать первая в мире АЭС (атомная электростанция). С тех пор данный метод получения энергии стал интенсивно развиваться.

Что же вызвало интерес к атомной энергетике? Давно не секрет, что основные источники тепла — уголь, нефть, газ — не бесконечны. По некоторым оценкам органического топлива должно хватить лишь на полторы сотни лет, причем эти данные не учитывают постоянного роста потребления энергии человеком. Значит, перед человечеством стоит следующий вопрос: где добыть неиссякаемые источники энергии? К возобновляемым источникам энергии относятся: солнце, вода, ветер и атомы. Энергия, получаемая посредством первых трех источников не слишком велика, в отличие от атомной, потому именно атомная энергетика имеет наибольший потенциал.

Развитие атомной энергетики. Двадцатый век стал временем освоения ядерной физики. В 1939 году ученые мира уже использовали практические и теоритические открытия в области атомной физики, что позволяло им выдвинуть программу исследований в этом направлении. В ходе многочисленных исследований ученые выявили, что можно разложить атом урана на две части, что позволяет освободить большое количество энергии и в процессе разложения выделяются нейтроны, расщепляющие другие атомы урана и вызывающие цепную ядерную реакцию. Ядерная реакция разделения урана эффективна и превосходит самые сильные химические реакции. Эти открытия произвели в научном мире настоящий фурор, ведь теперь можно было проникать в атом и овладевать его энергией.
Впервые ядерную энергию выработали в 1951 году в штате Айдахо, США. Там ученые построили ядерный реактор мощностью 100 киловатт. В 1954 году в СССР была построена первая атомная электростанция в городе Обнинске мощностью 5 МВт. Источником электроэнергии служило расщепление ядер урана. После этих событий атомная энергетика начала активно развиваться и в других странах. В 1956 году в Великобритании заработала АЭС «Калдер Холл-1» мощностью в 50 МВт. В 1957 году запустили АЭС Шиппингпорт в США мощностью 60 МВт. В 1959 году близ Авиньона во Франции открылась станция Маркуль мощностью в 37 Мвт. В СССР в 1964 году были запущены первые блоки Белоярской и Нововоронежской АЭС мощностью в 100 и 240 МВт соответственно. Итак, К 1964 г. суммарная мощность АЭС в мире выросла до 5 млн кВт. В мае 1970 года началось строительство Чернобыльской АЭС. В 1973 году, был запущен первый высокомощный блок Ленинградской АЭС мощностью в 1000 МВт. Годом ранее свою работу начала атомная электростанция в городе Шевченко (ныне Актау). Уже к 1986 г. в мире работали на АЭС 365 энергоблоков суммарной установленной мощностью 253 млн.кВт. Практически за 20 лет мощность АЭС увеличилась в 50 раз. Причинами такой высокой активности внедрения атомной энергетики в жизнь человечества стали: низкая стоимость возведения АЭС, рост потребления электроэнергии и стоимости энергоносителей, торговое эмбарго на поставки энергоносителей из арабских стран и др. Однако, 80-х годах спрос на электроэнергию стабилизировался, также, как и стоимость природного топлива, а стоимость постройки АЭС, наоборот, увеличилась. К тому же серьезный удар развитию атомной энергетики был нанесен тяжелой аварией на АЭС «Три Майл Айленд» в США в 1979 г., и страшная авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году, которые заставили людей задуматься о безопасности атомных электростанций. Во многих странах были приостановлены программы развития атомной энергетики, а в ряде стран вообще отказались от намеченных ранее планов по её развитию. Несмотря на это, к 2000 г. на АЭС, работающих в 37 странах мира, вырабатывалось 16 % мирового производства электроэнергии. Всевозможные усилия, предпринятые по улучшению безопасности АЭС, привели к тому, что доверие общества к атомной энергетике восстановилось. В условиях экологического кризиса, с которым мировое сообщество вошло в ХХI век, атомная энергетика может внести значительный вклад в обеспечение надежного электроснабжения, снижение выбросов в окружающую среду парниковых газов и загрязняющих веществ. В настоящее время активно развивают атомную энергетику страны с высокой её долей в общем объёме вырабатываемой электроэнергии, включая США, Японию, Южную Корею, Финляндию. Франция, переориентировав электроэнергетику страны на атомную и продолжая её развивать, с успехом решила энергетическую проблему на многие десятилетия. Доля АЭС в производстве электроэнергии в этой стране достигает 80 %. Развивающиеся страны с незначительной ещё долей ядерной генерации электроэнергии высокими темпами строят АЭС.
Плюсы и минусы. Повсеместное применение ядерной энергии началось благодаря научно-техническому прогрессу не только в военной области, но и в мирных целях. Сегодня нельзя обойтись без нее в промышленности, энергетике и медицине. Вместе с тем, использование ядерной энергии имеет не только преимущества, но и недостатки. Прежде всего, это опасность радиации, как для человека, так и для окружающей среды.

Рассмотрим плюсы:

·        СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Согласно докладам, опубликованным в 1998 году, выбросы парниковых газов сократились почти вдвое за счет использования ядерной энергии. Было отмечено, что ядерная энергия не выделяет вредных газов, таких как углекислый газ и метан, которые в значительной степени ответственны за загрязнение атмосферы и вызывают глобальное потепление.

Институт ядерной энергии заявил, что ядерная энергия производит более чистый воздух, чем другие источники энергии. Несмотря на то, что некоторые парниковые газы выделяются во время транспортировки, они не оказывают вредного воздействия на воздух или воду.

·        ВЫСОКАЯ ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ

Большинство источников энергии — это солнце, вода или воздух. Но природа непредсказуема, а это значит, что добыча энергии зависит от различных факторов. Но это не относится к производству от ядерной энергии. Атомные станции работают с гораздо большим коэффициентом мощности. Они генерируют больше энергии, чем их коллеги которых я перечислил выше

·        ЭКОНОМИЯ

Первоначальные затраты на создание атомной станции высоки. Но если мы рассмотрим более поздний процесс, который включает в себя производство ядерной энергии, то это экономически выгодно. Причина - наличие урана в оптимальном количестве. Ядерная энергия более экономична, чем другие источники, такие как уголь, нефть, газ и т. д. Кроме того, атомная станция, когда-то построенная, плавно работает в течение длительного периода. Низкая стоимость топлива и его переработки делают его выгоднее на фоне остальных.

·        УСТОЙЧИВЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

В настоящее время ядерная энергия рассматривается в качестве устойчивого источника энергии. Уран доступен в большом количестве, и ядерная энергия не влияет на окружающую среду. Однако исследователи пытаются найти лучшую альтернативу Урану, чтобы сделать ядерную энергию возобновляемым источником энергии.

·        ТОРИЙ, АЛЬТЕРНАТИВА

Атомные станции кажутся нам будущим. Причина-наличие урана, которого хватит более чем на 80 лет. Альтернативой этому является торий. Он считается лучшей и более безопасной альтернативой, поскольку торий более доступен, чем Уран. Кроме того, в отличие от Урана, Торий не должен использоваться при высоких температурах. А так же, он выпускает меньше отходов. Такие страны, как Япония и Индия, планируют использовать торий на своих электростанциях.

Рассмотрим минусы:

·        РАДИОАКТИВНЫЙ ОТХОД

Радиоактивные отходы уже давно являются дискуссионной темой. Побочный продукт ядерного деления пока не причинил нам вреда, но будущее предсказать невозможно. Поскольку количество отходов от 449 ядерных реакторов, работающих в настоящее время, довольно велико, это проливает свет на вероятный риск в будущем. Если эти отходы не будут должным образом запечатаны, они могут загрязнить окружающую среду и создать дополнительную опасность для здоровья. Сегодня морское дно стало местом захоронения ядерных подводных лодок и контейнеров с ядерными отходами. Таким образом, обработка радиоактивных отходов является серьезной проблемой.

·        ВЕРОЯТНОСТЬ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЕВ

Даже если все правила безопасности соблюдены, это не даёт никакой гарантии. Всегда есть большая вероятность несчастного случая. Предметом озабоченности являются масштабы разрушений. Поскольку ядерная энергия чрезвычайно мощна, даже небольшая ситуация может привести к невыносимым последствиям. Это одинаково вредно для человечества и природы. Так что вероятность жертв возрастает с увеличением количества атомных станций. Чернобыль - это инцидент, который до сих пор остается в мыслях каждого человека.

·        СОЗДАНИЕ АТОМНОЙ СТАНЦИИ

Даже если есть много преимуществ использования ядерной энергии, есть некоторые недостатки, которые нельзя обойти стороной. Одним из них является время и деньги, необходимые для создания завода. Это не только требует времени, но и требует больших инвестиций. Кроме того, не так просто получить все разрешение и авторизацию в течение короткого периода времени. На проектирование и строительство новой атомной электростанции уходит от двадцати до тридцати лет.

·        СОЦИАЛЬНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В БЕЗОПАСНОСТИ

Безопасность является большой проблемой, когда мы принимаем во внимание ядерную энергию. Поскольку он чрезвычайно мощен, существует вероятность потенциального теракта и даже минимальной небрежности, которые могут привести к хаосу. Таким образом, необходимо проявлять максимальную заботу о станциях. Атомные электростанции в случае их повреждения обладают угрозой нанесения вреда всей цивилизации.

·        ЯДЕРНО-ОРУЖЕЙНЫЙ

Производство ядерной энергии не приводит к выбросу большого количества парниковых газов. Поэтому он рассматривается как более безопасная альтернатива. Но в то же самое время существуют радиоактивные отходы, которые могут быть использованы для производства ядерного оружия. Плутоний играет важную роль в создании ядерных бомб. Даже если ядерная энергия полезна, она также вызывает серьезную озабоченность в отношении национальной безопасности.

Проведя небольшой опрос, мы выяснили, что в данный момент только атомная энергетика может обеспечить будущее человечества. Существует реакция деления ядер. В данный момент используется реактор работающий на медленных нейтронах, однако его перспектива сохранится ещё 100 - 200 лет. При вырабатывании энергии с помощью медленных электронах появляются отходы. Эти отходы можно использовать для выработки энергии используя реактор, работающий на быстрых нейтронах. Данный способ не до конца доработан, однако является достаточно перспективным ближайшие 1500 - 2000 лет. Россия является первой страной, разработавшей реактор работающий на быстрых электронах и начавшей его использование.

Существует так же способ термоядерного синтеза. Он является самым перспективным и заключается в том, чтобы создать «искусственное солнце». Самая распространённая реакция — это реакция термоядерного синтеза ядер гелия из ядер водорода. Однако этот способ ещё не приведён в действие, поскольку его разработка ещё не закончена.

Исходя из этого, делаем вывод, что атомная энергетика хоть и имеет определённые минусы является самой перспективной в данный момент.

Вывод: Как и у монеты, тут есть две стороны. Всё приходит со своими преимуществами и недостатками. Хотя атомная энергетика остается источником загрязнения и возможных катастроф, все же следует отметить, что ее развитие будет происходить и дальше, хотя бы по той причине, что это дешевый способ получения энергии, а месторождения углеводородного топлива постепенно исчерпываются. В умелых руках атомная энергетика действительно может стать безопасным и экологически чистым способом добывания энергии, однако стоит все же отметить, что большинство катастроф произошло именно по вине человека.

Информационные источники:

1.     [Электронный ресурс] Режим доступа: http://cyclowiki.org/wiki/Атомная_энергетика

2.     [Электронный ресурс] Режим доступа: https://fb.ru/article/198185/primenenie-yadernoy-energii-problemyi-i-perspektivyi

3.    [Электронный ресурс] Режим доступа: https://zen.yandex.ru/media/id/5d63f458dfa9ce00ad0b3319/pliusy-i-minusy-ispolzovaniia-atomnoi-energetiki-5d68713741878200ae0d7f96

Краткое описание документа:

Аннотация: Атомная энергетика в основном ассоциируется с Чернобыльской катастрофой, случившейся в 1986 году. Тогда весь мир был потрясен последствиями взрыва атомного реактора, в результате чего тысячи людей получили серьезные проблемы со здоровьем или погибли. Тысячи гектаров загрязненной территории, на которой нельзя жить, работать и выращивать урожай или же экологический способ добывания энергии, который станет шагом в светлое будущее для миллионов людей?Цель исследования: рассмотреть атомную энергетику и выявить её плюсы и минусы.