Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок физики в 11 классе «Атомная энергетика вчера, сегодня. завтра»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Урок физики в 11 классе «Атомная энергетика вчера, сегодня. завтра»

библиотека
материалов

Пресс – конференция «Атомная энергетика – вчера, сегодня, завтра».

Предмет – физика

Класс 11

Цель урока: - выявление и анализ приобретенных учащимися знаний по теме;

-расширить знания о использовании и производстве ядерной энергии;

- развивать умения пользоваться научно – популярной и научно – технической литературой, пробуждать интерес к познанию.

Оборудование урока:

Таблицы: Схема атомной электростанции, Опыт Э. Резерфорда ; презентация «Атомная энергетика



Ход урока

превратить энергию ядер водорода из оружия разрушения в могучий живительный источник энергии, несущий благосостояние и радость всем людям на Земле…

И.В. Курчатов.



Ведущий: Проблемы энергетики в последнее время приняли не только чисто технический, но и социальный характер. Особую обеспокоенность людей вызывает развитие атомной энергетики.

Радиация – один из многих естественных факторов окружающей среды, радиоактивность – неотъемлемый элемент нашего бытия, который в условиях научно – технического прогресса, эксплуатации различных ядерных установок (реакторов АЭС) приобрел ваное значение в проблеме безопасности жизни и здоровья людей.

Сегодня у нас в гостях ученые, которые дадут научное разъяснение явлениям связанным с радиацией, ответят на ваши вопросы. Вы же, представители разных редакций, должны полученную от них информацию осмыслить, обобщить и представить для широкого круга читателей. Каждый может задавать любой вопрос, высказывать свою точку зрения. Сейчас слово предоставляется «академику» Кулакову А.

Ученик- «академик» Кулаков А: Я хочу напомнить некоторые события из истории изучения радиоактивных излучений и их свойств.

В 1869 году случай подарил А.Беккерелю несколькотпасмурных дней, которые уберегли приготовленные для исследования фосфорисцирующие соли урана от воздействия солнечных лучей. Последующие опыты убедили ученого, что соли урана испускают невидимое проникающее излучение, не связанное с их люминесценцией. Интенсивность излучения

А) растет с увеличением концентраци урана в соединении;

Б) не зависит от давления и температуры;

В) не изменяется под действием электрического и магнитного полей;

Г) не зависит от вида химического соединения, в которое входит уран.

В 1898 году Мария Складовская – Кюри доказала наличие подобного излучения у тория. Работая с образцами урана и тория, она замечала, что их радиоактивность была выше, чем можно было ожидать по их количеству. Оставалось предположить, что усиление излучения вызвано примесью какого – то нового, неизвестного элемента. Так был открыт полоний. В 1902 году супруги Кюри выделили радий. Этот год стал знаменитым не только для них, но и для Беккереля. Всем троим в 1903 году присудили Нобелевскую премию.

В 1899 году, исследуя беккерелевы лучи, Э. Резерфорд установил, что они имеют сложный состав. Одно излучение легко поглощалось даже листом бумаги, другое проходило через алюминиевую фольгу. Они были названы альфа-, бета- лучи. Через четыре года физик Виллард обнаружил в излучении радия третью составляющую – лучи, похожие на рентгеновские. Их назвали гамма- лучи.

В 1903 году Э. Резерфорд доказал, что альфа – лучи состоят из ионизированных атомов гелия, бета – лучи – быстрых электронов, а гамма – лучи – электромагнитные волны высокой частоты.

В 1902 – 1903 годах Э Резерфорд и Ф. Содди разработали теорию радиоактивного распада и установили закон радиоактивных превращений – самопроизвольных переходов одних элементов в другие, сопровождающихся альфа- или бета- излучением. Математически это выглядит так: при альфа излучении получается элемент с зарядовым числом меньшим на 2 единицы и массовым числом меньшим на 4 единицы. При бета- излучении получается элемент с зарядовым числом большим на 1 единицу и таким же массовым числом.

Самопроизвольный распад подчиняется статистическим закономерностям. Математически этовыглядит так: N=N0*2-t\T ,говорящий о том, что если радиоактивное вещество имеет радиоактивных атомов в начальный момент времени N0, то через время t таких атомов в нем останется N; Т – период полураспада т.е время, за которое распадается половина всего количества радиоактивных атомов. Приведем примеры : основные характеристики некоторых радионуклидов

Радионуклид

Период полураспада и преобладающий тип излучения

Тритий

12,4 года; бета-

Кобальт - 60

5,27 года; бета-, гамма-;

Стронций - 90

29,1 года, бета-;

Иод - 131

8,04 дня; бета;

Цезий 137

30 лет; бета-; гамма-;

Полоний -210

138 дней; альфа;

Радон - 222

3,8 дня; альфа;

Радий - 226

1640 лет; альфа, гамма;

Уран - 235

7*108 лет; альфа;

Уран - 238

4,5* 10 9 лет; альфа

Плутоний -239

2,4 *10 4; лет; альфа;

Амереций - 241

433 года; альфа, гамма;



Вот почему при ядерной аварии период «иодной» опасности невелик, «цезиевой» продолжителен, а «урановой»- огромен.

Ведущий: Слово предоставляется «эксперту по ядерной энергетике» Кононову В.

Ученик – эксперт: Атомные электростанции представляют собой, по сути дела, тепловые электростанции на которых для получения пара или горячего газа используется тепловая энергия, выделяющаяся в ядерном реакторе в результате ядерной цепной реакции. Вещество, используемое в ядерных реакторах для осуществления ядерной цепной реакции называется ядерным топливом. Единственным природным ядерным топливом является уран, представляющий собой смесь двух изотопов уран – 238 (99,3%), и уран – 235 (0,7%).

Изотоп уран – 238 может поглощать быстрые ней троны ( скорость примерно 10 7м\с, энергия более 1МэВ) и после цепочки бета- распадов превращается в плутоний – 239. Изотоп уран – 235 поглощает медленные нейтроны ( скорость примерно 2*10 3 м\с, энергия около 0,025 эВ) и делится на большие осколки и два – три вторичных нейтрона, способных вызвать новые реакции деления. Так возникает цепная реакция. Изотоп уран – 235 является ядерным горючим. Однако ввиду низкого процентного содержания этого изотопа в природном уране, последний необходимо обогатить, доводя содержание урана – 235 до 2 – 5 %.

В некотоых ядерных реакторах используется вторичное ядерное горючее – несуществующие в природе ядра плутония – 239 или урана – 233.

Поскольку при делении ядер испускаются быстрые вторичные нейтроны урана – 235, для поддержания цепной реакции их необходимо замедлить, что осуществляется с помощью специальных замедлителей – веществ, обладающих способностью сильно тормозить нейтроны, практически их не поглощая ( графит, тяжелая вода).

В реакции деленияядер урана – 235 выделяется энергия порядка 200 МэВ на один акт деления.

С учетом потери энергии, уносимой нейтринным излучением, реально выделяется энергия, равная примерно 20МВт час на 1г ядерного горючего. Отметим, что именно высокая эффективность определяет основное преимущество АЭС с точки зрения использования первичных энергоресурсов, поскольку такое количество энергии может быть получено при сжигании 2,5 т каменного угля.

Реальные цифры расхода исходного ядерного сырья, необходимого для работы АЭС, иные, о чем будет сказано ниже.

Рассматривается принципиальная схема превращения внутриядерной энергии в электрическую на атомной АЭС (схема 2)


Ведущий: Слово предоставляется эксперту Кобзарь Д, который приведет цифры расхода ископаемого топлива на ТЭС и эквивалентного им по количеству выделяемого тепла расхода ядерного горючего на АЭС.


Эксперт Кобзарь Д: (решение задачи)

Условие: При делении одного ядра урана – 235 на два осколка выделяется около 200МэВ энергии. Какое количество энергии освобождается при « сжигании» в ядерном реакторе 1г этого изотопа? Какое количество каменного угля и нефти нужно сжечь для получения такого же количества энергии? Удельная теплота сгорания угля 2,9* 10 7Дж\кг, а нефти 4,3* 10 7 Дж\кг.


Вывод: Атомные электростанции, не потребляя такого большого количества дефицитного ископаемого органического топлива, не загружают перевозками угля железнодорожный транспорт. Особенно впечатляет, когда тысячи или миллионы тонн угля переводятся в количество железнодорожных составов, доставляющих этот уголь к тепловым электростанциям. Действительно, перевозка угля в нашей стране составляет 40% всего грузооборота железнодорожного транспорта. Попутно отметим другой аспект этой проблемы: большие потери угля при перевозке; перевозка зачастую не угля, а угольной породы, со значительным процентом засоренности; наконец перевозка мокрого угля.

Действительно, если бы те же 16,7 % мирового производства электроэнергии, которые дают атомные электростанции, производили тепловые электростанции, работающие на угле, то в атмосферу дополнительно поступило бы около 1млрд. тонн СО2 в год, а также миллионы тонн SO 2, NO и других вредных выбросов. За счет широкого использования атомной энергетики во Франции с 2006 по 2010 г выброс оксидов серы и азота в атмосферу уменьшился вдвое, а выброс диоксида углерода на 270 млн. тонн в год.

Сокращение выбросов в атмосферу углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, при замене тепловых электростанций на атомные наиболее сильный аргумент, в споре о том, как удовлетворить растущие потребности в электроэнергии без ухудшения экологической обстановки.

Производство электроэнергии на АЭС не связано с процессами горения и, следовательно, с потреблением атмосферного кислорода, столь необходимого биосфере. Не сжигая искомое органическое топливо и потому , не выбрасывая в атмосферу сотни миллионов тонн углекислого газа, оксидов серы и азота, атомная энергетика – единственный крупный производитель электрической энергии, который не способствует ни парниковому эффекту, ни кислотным осадкам.


Вопрос: Безопасны ли АЭС?

С позиций экологической безопасности страны, радиационное загрязнение – одна из самых главных угроз. И доля атомных энергетических установок в этой угрозе очень значительна. По уровню безопасности наша ядерная энергетика уступает зарубежной. Объясняется это конструктивными дефектами реактора чернобыльского типа. Вероятность аварии на них в 200 раз выше, чем на западных. Модернизировать их даже с помощью западных технологий нельзя. Чернобыльская катастрофа не только причинила огромный экономический и экологический ущерб, но и подорвала доверие к атомной энергетике. Она вызвала почти единодушное отрицание ее полезности.

Академик Велихов утверждает, что атомная энергетика – магистральный путь человечества. Другие ученые считают, что развитие атомной энергетики – путь к пропасти. Из – за дефицита электроэнергии во многих регионах России отношение к атомной энергетике меняется. Как утверждают сторонники ядерной энергетики, нормально работающие АЭС, полностью безопасны и не создают экологических проблем. Но это не совсем так.

Даже при обычной работе АЭС определенное количество радионуклидов выделяется в воздух. Хотя радиационные выбросы в воздух и воду невелики, но повышение температуры естественных водоемов, куда сбрасываются тепловые воды из систем охлаждения АЭС, наносят ущерб водной биосфере, прежде всего рыбам: при повышении температуры воды снижается концентрация растворенного в ней кислорода, что приводит к гибели рыб. С другой стороны, происходит бурное развитие синезеленых водорослей, что способствует ухудшению качества воды, ее нельзя использовать в системе питьевого водоснабжения. Тепловое загрязнение изменяет климат региона, где расположена АЭС: увеличивается влажность воздуха, что влияет на здоровье людей, на состояние посевов, лесов, зданий и сооружений.


Ведущий:

Ученик – «метеоролог» Попов А: Под действием радиации воздух ионизируется; степень его ионизации под действием излучения характеризуется экспозиционной дозой: D=q\m, гдеq- суммарный заряд всех ионов одного знака, образованных в воздухе массой m. Экспозиционная доза измеряется в рентгенах. 1Р= 2, 58*10 -4 Кл\кг – это такая доза, когда в 1см 3 воздуха образуется столько ионов , что их суммарный заряд равен 3,34*10 -10 Кл.

1Р соответствует 2,083 *10 9 пар ионов в 1см 3 воздуха или 1,63*10 12 пар ионов в 1 г воздуха.

Доза излучения

(рентген)

Действие радиации на организм человека

0 - 20

Явных повреждений нет

20 - 50

Легкое изменение состава крови

50 - 100

Изменение состава крови, плохое самочувствие.

100Р – критическая доза, после превышения которой, появляются признаки лучевой болезни.

100 - 200

Легкая степень болезни ( слабость, головная боль, тошнота, покраснение кожи, предрасположенность к инфекции); смертельные случаи не наблюдаются; выздоровление происходит через 1 – 2 месяца, полное восстановление крови – через 2 -4 месяца.

200 - 400

Средняя степень болезни ( усиление прежних эффектов, расстройство желудка, бессонница, температура до 38 0С, кровотечения); необходимо переливание крови; т.к . поражаются кроветворные ткани; в результате осложнений возможна смерть; выздоровление происходит через 4 -5 месяцев.

400

Полулетальная доза ( смертность в 50% случаев через 30 дней после облучения).

400 - 600

Тяжелая степень болезни ( плохое состояние, температура до 40 0С; отказ от пищи, инфекционные осложнения); возможно выздоровление через 5 – 10 месяцев.

600

Летальная доза ( смертность около 100%)

600 - 1000

Крайне тяжелая степень болезни ( сознание затемненное, лихорадка, рвота, боли, поражение водно – солевого обмена, кроветворных тканей) со смертельным исходом через 2 недели. Необходима пересадка костного мозга.

1250

Поражается центральная нервная система. Смерть наступает через 2 дня.






Средняя доза облучения накапливаемая человеком за год составляет 400 мбэр, из них 100 мбэр «обеспечивает» естественный фон; 30 бэр дает местное облучение при рентгеноскопии желудка в современной поликлинике; 3бэр – доза получаемая пациентом при рентгенографии зубов; 370 мбэр – при флюорографии; при ежедневном 3 – часовом просмотре телепередач человек получает 0,5 мбэр.

Ведущий: Слово предоставляется врачу – исследователю, представителю центра радиационной медицины.

«Медик – генетик» Борозненко М:

Ионизирующее излучение – достаточно интенсивный мутагенный фактор, который может влиять на генетические свойства организма. Если какая – то часть популяций живых организмов подвержена действию мутагенного фактора и увеличивается частота мутаций генов, то в популяции могут появляться особи с признаками патологии.

Воздействие радиации способствует мутации генов, нарушает нормальный процесс образования гамет и вызывает аномалию хромосомного набора, что ведет к увеличению мертворожденных и частоты появления врожденных пороков у детей, а также к нарушению иммунитета их организма.

Многие химические элементы вообще и радионуклиды в частности при попадании в организм извне распределяются в нем не равномерно, а сосредотачиваются в отдельных органах вследствие предопределенных генетикой биохимических процессов. Общеизвестно что, попавший в организм кальций фиксируется в костной ткани, йод – в щитовидной железе и т.д.

К большому сожалению, организм не только «не отличает» стабильные нуклиды от радиоактивных, запуская последние по «привычным» биохимическим цепочкам, но и « путает» химически сходные элементы, осаждая, например, в костную ткань не только необходимый для жизни стабильный кальций, но и крайне радиотоксичные изотопы стронция, радия и плутония, что ведет к неминуемому переоблучению наиболее радиочувствительной биосубстанции – красного кровяного мозга. Такие органы называют критическими по тому или иному избирательно поглощаемому радионуклиду ( таблица №3)

Орган

Радионуклид

Щитовидная железа

Йод - 131

Печень

Кобальт – 60, цезий – 137, плутоний - 239

Яичники

Калий – 40, кобальт – 60, цезий - 137

Костная ткань

Стронций – 90, радий – 226, плутоний - 239

Легкие

Полоний – 210, радон -222, плутоний -239



Есть радионуклиды, которые распределяются в организме более или менее равномерно ( калий – 40, цезий – 137); для них критическими органами является тело в целом.

Ведущий: Итак, ученые – специалисты в области радиационных явлений кратко ознакомили вас с основными сведениями о радиационной опасности и готовы ответить на ваши вопросы.

Вопрос: Может ли человек без помощи специальных приборов ощущать ионизирующую радиацию или чувствовать радиоактивное загрязнение продуктов питания или питьевой воды на вкус?

К сожалению, чувствительные органы, способные ощутить хотя бы очень интенсивные, заведомо опасные для жизни, здоровья потоки ионизирующей радиации или радиоактивное загрязнение продуктов питания, у человека отсутствуют.

Вопрос: Правда ли, что грибы и другие живые организмы и природные субстанции обладают свойством накапливать радионуклиды?

Правда. Аккумуляция грибами радионуклидов ( цезия -137) была отмечена еще в начале 60 –х годов при изучении экологических последствий атмосферных ядерных испытаний. Тот же эффект наблюдается и после чернобыльской аварии. Накопление радионуклидов грибами очень сильно зависит от их видовой принадлежности: различие между отдельными видами может составлять 100раз. Грибы, произрастающие в условиях повышенной влажности накапливают в среднем в 10 раз больше радионуклидов ( это маслята, свинушки, сыроежки, лесные шампиньоны), чем белые грибы, подберезовики, подосиновики, опята, лисички.

Вопрос: Как обстоит дело с захоронением и утилизацией радиоактивных отходов (РАО) в нашей стране?

Весьма актуальна проблема радиоактивных отходов. Радиоактивные отходы образуются при изготовлении ядерного топлива и топливных элементов, работе ядерных реакторов, переработке облученных топливных элементов, производстве и использовании искусственных и естественных радиоизотопов. Радиоактивные отходы участвуют в локальном загрязнении радиоактивными веществами воздуха, воды, почвы и растений. Главная опасность их не во внешнем воздействии на человека, а в проникновении радиоактивных веществ в организм. Существует много способов утилизации ядерных отходов.

Глины более пригодны для устройства приповерхностных хранилищ или пунктов захоронения отходов со сравнительно короткоживущими радионуклидами.

 Скальные горные породы. 
Достоинством кристаллических пород является их высокая прочность, устойчивость к воздействию умеренных температур, повышенная теплопроводность. Горные выработки в кристаллических породах могут сохранять свою устойчивость в течение практически неограниченного времени.

Каменная соль. 
Пласты каменной соли могут служить объектом для строительства глубинных пунктов захоронения даже высокоактивных РАО и РАО с долгоживущими радионуклидами. Особенностью соляных массивов является отсутствие в них мигрирующих вод (иначе массив не мог бы существовать 200—400 млн лет).

Удаление в море касается радиоактивных отходов, вывозимых на кораблях и сбрасываемых в море в защитных контейнерах. 
Через какое-то время физическое сдерживание контейнеров перестанет действовать, и радиоактивные вещества будут рассеиваться и разбавляться в море. Дальнейшее разбавление приведет к тому, что радиоактивные вещества будут мигрировать от места сброса под действием течений. 

Захоронение в ледниковые щиты

При этом варианте захоронения контейнеры с отходами, испускающими тепло, размещались бы в стабильных ледниковых щитах. Контейнеры расплавили бы окружающий лед и опустились бы глубоко в ледниковый щит, где лед смог бы рекристаллизоваться над отходами, создавая мощный барьер.

Подземные ядерные взрывы.
Предлагается производить их на глубине 600 метров в грунте вечной мерзлоты. Пространство между опасным «мусором» планируется заполнить материалом, способным резко снизить излучение. Остальное сделает ядерный взрыв. После него на глубине 600-700 метров и в радиусе 3,5 км от входа в штольню должно образоваться стеклообразное вещество, которое явится хорошим барьером для ядерных излучений.

Использование гидротермальных систем.

Суть метода заключается в том, что опасные отходы помещаются в высокотемпературные (до 3500С) гидротермальные системы. К таким системам относятся места выхода или локализации горячих подземных вод. После того как сорбенты поглотят основное количество опасных отходов, на их основе образуются кремнистые вещества, которые надежно ( на миллионы и даже миллиарды лет) смогут удерживать радионуклиды и иные вредные вещества в глубоких недрах Земли. Подобная технология экономически выгодна, поскольку ее повсеместное внедрение позволит резко сократить расходы на строительство многочисленных временных складов и могильников.

Но еще выгоднее перерабатывать радиоактивные отходы. Такую переработку может осуществить энергоблок БН-800, который уже работает на Белорусской АЭС. Запуск его топливного цикла, получение на этой основе опыта эксплуатации замкнутого топливного цикла даст в перспективе, при широком использовании таких реакторов, возможность снять ресурсные ограничения в атомной энергетике, кардинально повысить безопасность. Это должно явиться началом серьезной государственной политики в инновационном развитии атомной энергетики, которая открывает нам путь и к водородной энергетике и к атомной энергетике, учитывая ограничения по углеводородной энергетике.

Крупнейшим предприятием России, куда направляется отработанное на АЭС топливо, является производственное объединение «Маяк» на Южном Урале, где осуществляется регенерация ядерного топлива. Самый верный способ утилизации РАО – их химическая переработка.


Вопрос: Как очистить водоемы от радиоактивных загрязнений?


Очистка морской воды от содержащихся в ней радионуклидов с помощью традиционных методов (перегонка, фильтрование, вымораживание, и т.д.) нерентабельна ввиду дороговизны применительно к большим объемам вод. Спроектировано устройство для биологической очистки зараженных радиоактивными веществами вод. Решение реализовано на основе особых видов водорослей (улотрикс опоясанный), интенсивно поглощающих и накапливающих радиоизотопы. Подобная технология не имеет аналогов ни в нашей стране, ни за рубежом. Она может быть применена при ликвидации последствий любых экологических катастроф, сопровождающихся формированием районов с объемной активностью воды, значительно превышающей предельно допустимые значения.


Вопрос: Насколько велики запасы ядерного топлива?

Ежегодная потребность современной атомной энергетики России в природном уране превышает 3 тыс. тонн. Эта потребность может возрасти к 2020 г. – до 16-17 тыс. тонн. Разведанных месторождений урана может хватить на 80-90 лет работы АЭС России при сегодняшней общей мощности 20 ГВт. Россия заинтересована в разработке месторождений урана на территории соседних государств-членов СНГ: Казахстан и Украина. Гарантия бесперебойных поставок урана важна для российских атомщиков не только с точки зрения обеспечения внутреннего потребления топлива, но и с точки зрения расширения участия в мировом рынке ядерного топлива. Существуют новые технологии изготовления топлива, которые позволяют снизить нынешнюю напряжённость с потенциальной нехваткой урана на рынке. Дело в том, что новые виды топлива рассчитаны на более длительный срок службы (пять-шесть лет вместо прежних трёх-четырёх), соответственно, требуют меньшее количество урана. Такое удлинение срока службы топлива, безусловно, снижает общую потребность в твэлах, поскольку позволяет производить замены топлива в реакторах в полтора раза реже.

Вопрос: Причины аварии на Чернобыльской АЭС?

Как полагал известный ученый – атомщик академик В. А. Леонов, вероятность возникновения аварий на АЭС на 40% определяется несовершенством технических систем и на 60%- несовершенством систем управления и человеческим фактором. Чернобыльская трагедия это подтвердила.

На четвертом энергоблоке ЧАЭС был установлен мощный энергетический реактор РБМК -1000 ( реактор большой мощности канальный, электрической мощностью 1000 Мвт) Таких реакторов в мировой атомной энергетике очень много. Они имеют свои преимущества и недостатки. Во всем мире в качестве замедлителя в кипящих реакторах используется вода ( в Канаде – тяжелая вода). И только в России для этой цели в серийных энергетических реакторах большой мощности был использован графит. Канальные водо – графитовые кипящие реакторы в сравнении с водяными обладают важными технико – эксплуатационными достоинствами. В частности, их конструкция позволяет обойтись без громоздкого, тяжелого, сложного в изготовлении и транспортировке бака – корпуса, эксплуатация допускает перегрузку ядерного топлива « на ходу», без остановки реактора, а само ядерное топливо требует меньшего обогащения ураном -235. Все это улучшает экономические показатели их работы. Однако из – за горючести графита появляется дополнительный фактор эксплуатационного риска. Именно это обстоятельство сыграло роковую роль при аварии.

Большие конструктивные недостатки имела и система аварийной защиты реактора. Она была крайне медленной. ( время срабатывания – 18с, это очень много). В некоторых промежутках работы реактора ее срабатывание не только не глушило реактор сразу, но на короткое время могло, наоборот даже повысить ее мощность. Это и произошло. Загрузка реактора РБМК – 1000 составляет 100n с обогащением 1,8% ( 1800кг урана -235). По данным российских экспертов 3,5% продуктов деления в реакторе (63кг) было выброшено в атмосферу. Для сравнения в результате взрыва атомной бомбы, сброшенной на Хиросиму, образовалось 0,74 кг радиоактивных « отходов». В момент взрыва образовалось огромное, высотой в 2 км, облако радиоактивностью десятка миллионов кюри, состоящее из аэрозолей, мешанных с радиоактивными газами. Пострадали огромные территории и миллионы людей.

Чернобыльская авария – величайшая катастрофа за всю историю земли. Ликвидация всех ее последствий невозможна, ибо они вечны.

Вопрос: Есть ли альтернатива атомной энергетике?

Энергия - это основа основ. Все блага цивилизации, все материальные сферы деятельности человека требуют расхода энергии. Чем больше человечество создает, тем больше оно потребляет.

Опыт прошлого свидетельствует, что с течением времени одни основные источники энергии заменяются другими - дерево заменил уголь, уголь - нефть, нефть - газ, химические виды топлива заменила атомная энергетика.

Значение атомных электростанций в энергобалансе любой страны трудно

переоценить. Гидроэнергетика требует создания крупных водохранилищ, под

которые затапливаются большие площади плодородных земель. Вода в них

застаивается и теряет свое качество, что, в свою очередь, обостряет

проблемы водоснабжения, рыбного хозяйства и индустрии досуга.

Теплоэнергетические станции в наибольшей степени способствуют разрушению биосферы и природной среды Земли. Повышенное содержание золы в топливе является основной причиной выброса в воздух десятков миллионов тонн SO2. Тепловые энергетические установки во всем мире выбрасывают в атмосферу за год до 250 млн тонн золы и около 60 млн тонн сернистого ангидрида, что составляет 70 кг вредных веществ на каждого жителя Земли в год. (слайд 3)

Атомные электростанции (АЭС) – это третий «кит» в системе современной

мировой энергетики. Техническая обеспеченность АЭС, бесспорно, являются

крупнейшим достижением научно-технического прогресса.

АЭС много экономичнее обычных тепловых электростанций. Об экономичности и эффективности атомных электростанций может говорить тот факт, что из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля. Сегодня себестоимость получения электрической энергии на атомных станциях наиболее низкая (слайд ).

Сегодня атомная энергетика занимает важное место в электроэнергетике России. Она включает 10 АЭС, имеющих суммарную мощность 23 ГВт. Доля АЭС в установленной мощности всех электростанций России составляет 12%, (в производстве электроэнергии - 16 %). Рост мирового спроса на энергию требует значительного наращивания использования ядерной энергии. Именно поэтому Президент в своем Послании Федеральному Собранию поставил цель увеличения доли атомной энергетики в производстве электроэнергии до 25 %.

Атомная энергетика по - прежнему остается предметом острых дебатов.

Сторонники и противники атомной энергетики резко расходятся в оценках ее

безопасности, надежности и экономической эффективности. Нужны или не нужны России АЭС? Две трети россиян дают положительный ответ


Вопрос: Что изменилось после аварии на Чернобыльской АЭС, Фукусиме?

Сегодня российская атомная энергетика стоит на пороге реструктуризации. Атомной отрасли необходимо придать новое качество, а для этого необходимы: развитие сырьевой базы, обновление машиностроительного комплекса и исследовательской базы, подготовка новых квалифицированных кадров для отрасли, проведение фундаментальных и прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по основным направлениям развития перспективных энергетических технологий. Нужно сломать стереотипы в общественном сознании, связанные с атомной энергетикой, изменить отношение общества к мирному атому от настороженного к позитивному. Необходимо довести до общественного сознания простую истину, что, несмотря на определенные опасности, альтернативы развития атомной энергетике и замены ею традиционных углеводородных источников энергии не существует.

Все наши атомные станции прошли углубленную оценку безопасности, серьезнейшую модернизацию, реконструкцию. Были созданы дополнительные системы безопасности с учетом требований МАГАТЭ.  Сегодня наши строящиеся реакторы имеют двойные железобетонные защитные оболочки с системами предварительного напряжения, которые рассчитаны на прямое падение самолета типа «Боинг», ударную волну большой мощности и другие воздействия. Уровень безопасности нашей техники был продемонстрирован на АПЛ «Курск»: при полном разрыве торпедного отсека и мощнейшей детонации система защиты ядерного реактора сработала штатно, и реактор не был разрушен ни в какой степени. Вот примерно такой защитой сегодня оснащены наши строящиеся и работающие реакторы. Вопрос эффективности существующей системы контроля атомной энергетики остается открытым. Катастрофы на атомных объектах невозможно ограничить государственными границами, поэтому должно быть международное регулирование.

Вопрос: Наш небольшой городок Морозовск находится в 100км от г. Волгодонска, где работает Ростовская АЭС. Какова была необходимость строительства этой станции? Каковы результаты радиационного контроля.

Ростовская АЭС  является первой АЭС, пуск которой осуществлен в России после Чернобыльской трагедии. Неотъемлемым элементом, как крупного производителя электрической энергии в Южном федеральном округе, является охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности.
Ростовская АЭС, обеспечивает энергоснабжение 11 субъектов Российской Федерации, обшей площадью 431,2 тыс. км
2 с населением 17,7 млн. человек. Необходимость строительства Ростовской АЭС для развития энергетики региона обоснована "Программой развития энергетики Ростовской области на период до 2010 г." Анализ результатов радиационного контроля, выполняемого в зоне наблюдения Ростовской АЭС ( 30-ти километровая зона), показал, что радиационная обстановка в 2012 году оставалась стабильной, уровень естественного гамма – фона составляет 0,1- 0,15мкЗв/ч. По результатам радиационно – гигиенического мониторинга на территории районов, расположенных в зоне наблюдения Ростовской АЭС, содержание биологически значимых радионуклидов 137Cs и 90 Sr в почве, в питьевой воде и воде открытых водоемов, пищевых продуктах растительного и животного происхождения значительно ниже гигиенических нормативов. Дозовая нагрузка на население в зоне наблюдения Ростовской АЭС (215, 4 тыс. человек) определяется в основном природными источниками ионизирующего излучения, средняя эффективная доза на жителя в зоне наблюдения Ростовской АЭС не превышает значений характерных для населения области (4,49мЗв\год).

Заключительное слово ведущего:

Опыт создания и функционирования атомной энергетики, позволяет реально оценить её достоинства и недостатки, создать основу для реалистического взгляда в будущее:
- атомная энергетика доказала свою жизнеспособность, возможность обеспечения безопасности эксплуатации АЭС для человека и окружающей среды; 
- атомная энергетика показала свои потенциальные возможности в обеспечении энергетических потребностей мира и утвердилась как новая энергетическая альтернатива в мировом энергетическом производстве; 
- атомная энергетика продемонстрировала свои достоинства, в том числе отсутствие эмиссии парниковых газов и экологически вредных выбросов и существенно меньшие объёмы отходов; возможность создания малоотходного замкнутого топливного цикла со снятием топливных ограничений и без существенного использования аккумулирующих ресурсов природы; стабильность и надёжность эксплуатации.

Приоритет не должен быть отдан углеводородной энергетике потому, что человечеству предстоит ответить на вызов, связанный с исчерпанием углеводородных ресурсов. И атомная энергетика – единственный адекватный ответ этому вызову. Солнечная энергия, ветроэнергетика, энергетика приливов-отливов, геотермальная энергетика, энергетика на биоресурсах – всем этим нужно заниматься, но предположить, что такое направление может покрыть хотя бы 20 процентов растущих в мире потребностей в электроэнергии, практически нереально, (поэтому возобновление данных источников энергии в данной работе я даже не рассматриваю). Только атомная энергетика может решить проблему дефицита электроэнергии, Существующая федеральная целевая программ «Ядерные энергетические технологии нового поколения», предусматривает создание принципиально новых ядерных установок и технологий замкнутого ядерного топливного цикла. 
Получается, что есть возможность формировать атомную энергетику так, чтобы мир был защищен от катастроф, подобных Чернобылю и Фукусиме, потому что существуют системы, которые с точки зрения безопасности, значительно превышают возможности нынешних реакторов.

Подведение итогов урока.


 Литература:

1. Выступление Председателя Комитета Государственной Думы РФ по энергетике, транспорту и связи Язева Е.Ф. «Реструктуризация атомной отрасли: инновационный проект об особенностях управления и распоряжения имуществом ядерного энергопромышленного комплекса.

2 .Журнал «Мирный атом. Геополитика. Безопасность. Новая энергетика. Международное исследование». Посткризисный мир. 2011 – 2012 год.

3. Социально-экономическая география зарубежного мира / Под ред.

В.В.Вольского. -М.: КРОН-ПРЕСС, 1998

4. Страны мира: Энциклопедический справочник Смоленск: Русич, 2001

5. Родионова И.А., Бунакова Т.М. Учебно-справочное пособие.

Экономическая география. 5-е издание. Московский Лицей, 2001

6. Дементьев Б.А. Ядерные энергетические реакторы. М., 1984

7. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М.,

1985

8. Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии экономики ядерного топлива. Экономика АЭС. М., 1987

9. Самойлов О.Б., Усынин Г.Б., Бахметьев А.М. Безопасность ядерных энергетических установок. М., 1989

10. Большая советская энциклопедия (в 30-ти томах) т.18

11. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: Учебник. – М.: Изд-во ЮНИТИ,

1998

12. Киселев Г.В. Проблема развития ядерной энергетики. М.: Знание,

1990.

13.журналы «Экология и жизнь» №4 2011 год ; №9 2012 год

















Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

Пресс – конференция  «Атомная энергетика – вчера, сегодня, завтра». Предмет – физика Класс 11 Цель урока:  - выявление и анализ приобретенных учащимися знаний по теме; -расширить знания о использовании и производстве ядерной энергии; - развивать умения пользоваться научно – популярной и научно – технической литературой, пробуждать интерес к познанию. Оборудование урока:  Таблицы: Схема атомной электростанции,  Опыт Э. Резерфорда ; презентация «Атомная энергетика». Конференция организуется таким образом, чтобы учащиеся раскрыли свои таланты; создаю условия для  проявления их фантазии. За две недели до проведения урока вывешиваю основные вопросы темы, по которым готовятся учащиеся: Радиоактивность.Альфа-, бета-, гамма- излучения.Радиоактивные превращения.Закон радиоактивного распада. Период полураспада.Ядерные реакции. Энергетический выход ядерной реакции.Открытие нейтрона.Строение  атомного ядра. Ядерные силы. Энергия связи атомных ядер.Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция.Ядерный реактор.Термоядерная реакция. Применение ядерной энергии.Биологическое действие радиоактивных излучений. Одновременно с подготовкой по основным вопросам темы, ставлю  «черный ящик». В него могут опускаться любые вопросы темы. За неделю до проведения урока, вывешиваю и эти вопросы. Каждый учащийся  по желанию может найти интересную информацию и выступить с нею. Данный урок рассчитан на 2 часа.
Автор
Дата добавления 28.04.2014
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров744
Номер материала 88052042829
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх