Развитие ядерной энергетики

 

Применение ядерной энергии для преобразования ее в электрическую впервые было осуществлено в нашей стране в 1954 г. В г. Обнинске была введена в действие первая атомная электростанция (АЭС) мощностью 5000 кВт. Энергия, выде­ляющаяся в ядерном реакторе, использовалась для превраще­ния воды в пар, который вращал затем связанную с генерато­ром турбину.

По такому же принципу действуют введенные в эксплуата­цию Нововоронежская, Ленинградская, Курская, Кольская и другие АЭС. Реакторы этих станций имеют мощность 500— 1000 МВт.

Атомные электростанции строятся прежде всего в европей­ской части страны. Это связано с преимуществами АЭС по сравнению с тепловыми электростанциями, работающими на органическом топливе. Ядерные реакторы не потребляют де­фицитного органического топлива и не загружают перевозка­ми угля железнодорожный транспорт. Атомные электростан­ции не потребляют атмосферный кислород и не засоряют среду золой и продуктами сгорания. Однако размещение АЭС в гус­тонаселенных областях таит в себе потенциальную угрозу.

В реакторах на тепловых (т. е. медленных) нейтронах уран используется лишь на 1—2% . Полное использование урана до­стигается в реакторах на быстрых нейтронах, в которых обес­печивается также воспроизводство нового ядерного горючего в виде плутония. В 1980 г. на Белоярской АЭС состоялся пуск первого в мире реактора на быстрых нейтронах мощностью 600 МВт.

Ядерной энергетике, как и многим другим отраслям про­мышленности, присущи вредные или опасные факторы воз­действия на окружающую среду. Наибольшую потенциальную опасность представляет радиоактивное загрязнение. Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов и демонтажем отслуживших свой срок АЭС. Срок их службы около 20 лет, после чего восстановление станций из-за много­летнего воздействия радиации на материалы конструкций не­возможно.

АЭС проектируется с расчетом на максимальную безопас­ность персонала станции и населения. Опыт эксплуатации АЭС во всем мире показывает, что биосфера надежно защище­на от радиационного воздействия предприятий ядерной энер­гетики в нормальном режиме эксплуатации. Однако взрыв четвертого реактора на Чернобыльской АЭС показал, что риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчетов в конструкции реакторов остается реальностью, поэтому принимаются строжайшие меры для снижения этого риска.

Ядерные реакторы устанавливаются на атомных подводных лодках и ледоколах.

​

Ядерное оружие

Неуправляемая цепная реакция с большим коэффициентом размножения нейтронов осуществляется в атомной бомбе.

Для того чтобы происходило почти мгновенное выделение энергии (взрыв), реакция должна идти на быстрых нейтронах (без применения замедлителей). Взрывчатым веществом служит чистый уран или плутоний .

Чтобы мог произойти взрыв, размеры делящегося матери­ала должны превышать критические. Это достигается либо пу­тем быстрого соединения двух кусков делящегося материала с докритическими размерами, либо же за счет резкого сжатия одного куска до размеров, при которых утечка нейтронов через поверхность падает настолько, что размеры куска оказывают­ся надкритическими. То и другое осуществляется с помощью обычных взрывчатых веществ.

При взрыве бомбы температура достигает десятков миллио­нов кельвин. При такой температуре резко повышается давле­ние и образуется мощная взрывная волна. Одновременно воз­никает мощное излучение. Продукты цепной реакции при взрыве бомбы сильно радиоактивны и опасны для живых орга­низмов.

Атомные бомбы были применены США в конце Второй ми­ровой войны против Японии. В августе 1945 г. были сброшены атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки.

В термоядерной (водородной) бомбе источником энергии, которая необходима для термоядерного синтеза, служит взрыв атомной бомбы (урановой или плутониевой), помещенной вну­три термоядерной.

Нетривиальным решением оказалось то, при котором взрыв атомной бомбы используется не для повышения температуры, а для сильнейшего сжатия термоядерного топлива излучени­ем, образующимся при взрыве атомной бомбы.

В нашей стране основные идеи создания термоядерного взрыва были выдвинуты А. Д. Сахаровым.

С появлением ядерного оружия победа в войне стала невоз­можной. Ядерная война способна привести человечество к ги­бели, поэтому народы всего мира настойчиво борются за запре­щение ядерного оружия.

​

Вопросы для самоконтроля:

​

1. Когда было осуществлено применение ядерной энергии в нашей стране?

2. В чем преимущества АЭС?

3. Кто выдвинул основные идеи создания термоядерного взрыва в нашей стране?

4. Что такое ядерное оружие?

5. Чем опасно ядерное  оружие?

​