Презентация на тему "Атомная энергетика"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Атомная энергетика

  Урок в 9 классе Учитель физики «МКОУ Мужичанская СОШ» Волосенцев Николай Васильевич

• 
  Слайд 2

  План урока:

  Повторение знаний об энергии, заключенной в ядрах атомов; Важнейшая проблема энергетики; Этапы отечественного атомного проекта; Ключевые вопросы для обеспечения жизнеспособности в будущем; Преимущества и недостатки АЭС; Саммит по ядерной безопасности.

• 
  Слайд 3

  Проверка домашнего задания

  -Какие два вида сил действуют в ядре атома? -Что происходит с ядром урана, поглотившим лишний электрон? -Как изменяется температура окружающей среды при делении большого количества ядер урана? -Расскажите о механизме протекания цепной реакции. -Что называется критической массой урана? - Какими факторами определяется возможность протекания цепной реакции? -Что такое ядерный реактор? -Что находится в активной зоне реактора? -Для чего нужны регулирующие стержни? Как ими пользуются? -Какую вторую функцию (помимо замедления нейтронов) выполняет вода в первом контуре реактора? -Какие процессы происходят во втором контуре? -Какие преобразования энергии происходят при получении электрического тока на атомных электростанциях?

• 
  Слайд 4

  важнейшая проблема энергетики

  Издавна в качестве основных источников энергии использовались дрова, торф, древесный уголь, вода, ветер. С древнейших времён известны такие виды топлива как уголь, нефть, сланцы. Практически всё добываемое топливо сжигается. Много топлива расходуется на тепловых электростанциях, в различных тепловых двигателях, на технологические нужды (например, при выплавке металла, для нагрева заготовок в кузнечных и прокатных цехах) и на отопление жилых помещений и промышленных предприятий. При сжигания топлива образуются продукты сгорания, которые обычно через дымовые трубы выбрасываются в атмосферу. Ежегодно в воздух попадают сотни миллионов тонн различных вредных веществ. Охрана природы стала одной из важнейших задач человечества. Природное топливо крайне медленно восполняется. Существующие запасы образовались десятки и сотни миллионов лет назад. В то же время добыча топлива непрерывно увеличивается. Вот почему важнейшей проблемой энергетики является проблема изыскания новых запасов энергетических ресурсов, в частности ядерной энергии.

• 
  Слайд 5

  Этапы отечественного атомного проекта

  Датой масштабного начала атомного проекта СССР считается 20 августа 1945 года. Однако, работы по освоению атомной энергии в СССР начались много раньше. В 1920-1930-е годы создаются научные центры, школы: физико-технический институт в Ле­нинграде под руководством Иоффе, Харьковский физтех, где работает Лейпунский,.Радиевый институт во главе с Хлопиным, Физический ин­ститут им. П.Н. Лебедева, институт химической физики и другие. При этом упор в развитии науки делается на фундаментальные исследования. В 1938 году в АН СССР была образована Комиссия по атомному ядру, а в 1940 году — Комиссия по проблемам урана. Я.Б. Зельдович и Ю.Б. Харитон в 1939-40 годах провели ряд основополагающих расчетов по разветвленной цепной реакции деления урана в реакторе как регулируемой управляемой системе. Но война прервала эти работы. Тысячи научных сотрудников были призваны в армию, многие известные ученые, имевшие бронь, ушли на фронт добровольцами. Институты и научные центры закрывались, эвакуировались, их работа была прервана и фактически парализована.

• 
  Слайд 6
  

  28 сентября 1942 года Сталин утверждает распоряжение ГКО № 2352сс «Об организации работ по урану». Немалую роль сыграла разведывательная деятельность, которая позволила нашим ученым быть в курсе научных и технических достиже­ний в области разработки ядерного оружия практически с первого дня. Однако те разработки, которые легли в основу нашего атомного оружия, в дальнейшем были целиком и полностью созданы нашими учеными. На основании распоряжения ГКО от 11 февраля 1943 года ру­ководство Академии наук СССР приняло решение о создании в Москве для проведения работ по урану специальной лаборатории Академии наук СССР. Руководителем всех работ по атомной теме стал Курчатов, который собрал для работы своих петербургских физтеховцев: Зельдовича, Харитона, Кикоина и Флёрова. Под руководством Курчатова в Москве была организована секретная Лаборатория № 2 (будущий Курчатовский ин­ститут). Игорь Васильевич Курчатов

• 
  Слайд 7
  

  В 1946 г. в Лаборатории № 2 был построен первый уран-графитовый ядерный реактор Ф-1, физический пуск которого состоялся в 18 ч. 25 декабря 1946 г. В это время была осуществлена управляемая ядерная реакция при массе урана 45 т, графита – 400 т и наличии в активной зоне реактора одного кадмиевого стержня, введенного на 2,6 м. В июне 1948 г. был осуществлен пуск первого промышленного ядерного реактора, а 19 июня завершился длительный период подготовки реактора к работе на проектной мощности, которая равнялась 100 МВт. С этой датой связывают начало производственной деятельности комбината № 817 в Челябинске-40 (сейчас г.Озерск Челябинской области). Работы над созданием атомной бомбы длились в течение 2 лет 8 месяцев. 11 августа 1949 г. в КБ-11 была проведена контрольная сборка ядерного заряда из плутония. Заряд был назван РДС-1. Успешное испытание заряда РДС-1 состоялось в 7 часов утра 29 августа 1949 г. на Семипалатинском полигоне

• 
  Слайд 8
  

  Интенсификация работ по военному и мирному использованию ядерной энергии произошла в период 1950 – 1964 гг. Работы этого этапа связаны с совершенствованием ядерного и разработкой термоядерного оружия, оснащением этими видами оружия вооруженных сил, становлением и развитием атомной электроэнергетики и началом исследований в области мирного использования энергий реакций синтеза легких элементов.Полученный в период 1949 – 1951 гг. научный задел послужил основой дальнейшего совершенствования ядерного оружия, предназначенного для тактической авиации и первых отечественных баллистических ракет. В этот период активизировались работы по созданию первой водородной (термоядерной бомбы). Один из вариантов термоядерной бомбы РДС-6 был разработан А.Д.Сахаровым (1921-1989) и успешно испытан 12 августа 1953 г

• 
  Слайд 9
  

  . В 1956 г. был испытан заряд для артиллерийского снаряда. В 1957 г. были спущены на воду первая атомная подводная лодка и первый атомный ледокол. В 1960 г. была принята на вооружение первая межконтинентальная баллистическая ракета. В 1961 г. была испытана самая мощная в мире авиабомба с тротиловым эквивалентом 50 Мт.

• 
  Слайд 10
  

  16 мая 1949 г. постановление Правительства определило начало работ по созданию первой атомной электростанции. Научным руководителем работ по созданию первой АЭС был назначен И.В.Курчатов, главным конструктором реактора – Н.А.Доллежаль. 27 июня 1954 г. в России в г. Обнинске была пущена первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт. В 1955 г. на Сибирском химическом комбинате был пущен новый, более мощный промышленный реактор И-1 с первоначальной мощностью 300 МВт, которая со временем была увеличена в 5 раз. В 1958 г. был пущен двухконтурный уран-графитовый реактор с замкнутым циклом охлаждения ЭИ-2, который был разработан в Научно-исследовательском и конструкторском институте энерготехники им. Н.А.Доллежаля (НИКИЭТ). Первая в мире АЭС

• 
  Слайд 11
  

  В 1964 г. дали промышленный ток Белоярская и Нововоронежская АЭС. Промышленное развитие водо-графитовых реакторов в электроэнергетике пошло по конструктивной линии РБМК – канальных реакторов большой мощности. Ядерный энергетический реактор РБМК-1000 является гетерогенным канальным реактором на тепловых нейтронах, в котором в качестве топлива используется слабообогащенный по U-235 (2%) диоксид урана, в качестве замедлителя – графит и в качестве теплоносителя – кипящая легкая вода[4. С.304]. Разработку РБМК-1000 возглавлял Н.А.Доллежаль. Эти реакторы явились одной из основ ядерной энергетики. Вторым вариантом реакторов был водо-водяной энергетический реактор ВВЭР, работа над проектом которого относится к 1954 г. Идея схемы этого реактора была предложена в РНЦ «Курчатовский институт». ВВЭР – энергетический реактор на тепловых нейтронах. Первый энергоблок с реактором ВВЭР-210 был сдан в эксплуатацию в конце 1964 г. на Нововронежской АЭС. Белоярская АЭС

• 
  Слайд 12

  Нововоронежская атомная станция

  Нововоронежская атомная станция — первая АЭС России с реакторами ВВЭР — расположена в Воронежской области в 40 км к югу г. Воронежа, на берегу реки Дон. С 1964 по 1980 год на станции было сооружено пять энергоблоков с реакторами ВВЭР, каждый из которых являлся головным, т.е. прототипом серийных энергетических реакторов.

• 
  Слайд 13
  

  Станция сооружена в четыре очереди: первая очередь — энергоблок № 1 (ВВЭР-210 — в 1964 году), вторая очередь — энергоблок № 2 (ВВЭР-365 — в 1969 году), третья очередь — энергоблоки №№ 3 и 4 (ВВЭР-440, в 1971 и 1972 гг.), четвертая очередь — энергоблок № 5 (ВВЭР-1000,1980 год). В 1984 году из эксплуатации после 20-летней работы был выведен энергоблок № 1, а в 1990 году — энергоблок № 2. В эксплуатации остаются три энергоблока — общей электрической мощностью 1834 МВт. ВВЭР-1000

• 
  Слайд 14
  

  Нововоронежская АЭС полностью обеспечивает потребности Воронежской области в электрической энергии, до 90% — потребности г. Нововоронежа в тепле. Впервые в Европе на энергоблоках №№ 3 и 4 выполнен уникальный комплекс работ по продлению их сроков эксплуатации на 15 лет и получены соответствующие лицензии Ростехнадзора. Произведены работы по модернизации и продлению срока службы энергоблока № 5. Со дня пуска в эксплуатацию первого энергоблока (сентябрь 1964 года) Нововоронежской АЭС выработано более 439 млрд. кВт«ч электроэнергии.

• 
  Слайд 15

  Этапы отечественного атомного проекта

  По состоянию на 1985 г. в СССР действовало 15 атомных электростанций: Белоярская, Нововоронежская, Кольская, Билибинская, Ленинградская, Курская, Смоленская, Калининская, Балаковская (РСФСР), Армянская, Чернобыльская, Ровенская, Южно-Украинская, Запорожская, Игналинская (другие республики СССР). В эксплуатации находилось 40 энергоблоков типа РБМК, ВВЭР, ЭГП и один энергоблок с реактором на быстрых нейтронах БН-600 общей мощностью приблизительно 27 млн. кВт. В 1985 г. на атомных электростанциях страны произведено более 170 млрд. кВт*ч, что составляло 11% всей выработки электроэнергии.

• 
  Слайд 16

  Авария на чернобыльской аэс

  Эта авария коренным образом изменила ход развития атомной энергетики и привела к снижению темпов ввода новых мощностей в большинстве развитых стран, в том числе и в России. 25 апреля в 01 час 23 минуты 49 секунд произошло два мощных взрыва с полным разрушением реакторной установки. Авария на Чернобыльской АЭС стала крупнейшей в истории техническая ядерная аварией. Загрязнению подверглось более 200000 кв. км, примерно 70% – на территории Белоруссии, России и Украины, остальное на территории Прибалтики, Польши и Скандинавских стран. В результате аварии из сельскохозяйственного оборота было выведено около 5 млн. га земель, вокруг АЭС создана 30-километровая зона отчуждения, уничтожены и захоронены (закопаны тяжёлой техникой) сотни мелких населённых пунктов.

• 
  Слайд 17

  Этапы отечественного атомного проекта

  К 1998 г. положение в отрасли в целом, так же, как в его энергетической и ядерно-оружейной частях, начало стабилизироваться. Стало восстанавливаться доверие населения к атомной энергетике. Уже в 1999 г. атомные электростанции России выработали такое же количество киловатт-часов электроэнергии, которое вырабатывали в 1990 г. АЭС, расположенные на территории бывшего РСФСР. В ядерно-оружейном комплексе, начиная с 1998 г., реализовывалась Федеральная целевая программа «Развитие ядерного оружейного комплекса на период 2003 г.», а с 2006 г. действует вторая целевая программа «Развитие ЯОК на период 2006-2009 и на перспективу 2010-2015 гг.».

• 
  Слайд 18
  

  В отношении мирного использования атомной энергии в феврале 2010 г. была принята федеральная целевая программа «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015 гг. и на перспективу до 2020 г.»Основной целью программы является разработка ядерных энерготехнологий нового поколения для атомных электростанций, обеспечивающих потребности страны в энергоресурсах и повышение эффективности использования природного урана и отработавшего ядерного топлива, а также исследование новых способов использования энергии атомного ядра.

• 
  Слайд 19

  плавучий энергоблок «Академик Ломоносов»

  Важным направлением развития малой атомной энергетики являются плавучие АЭС. Проект атомной теплоэлектростанции (АТЭС) малой мощности на базе плавучего энергоблока (ПЭБ) с двумя реакторными установками КЛТ-40С начал разрабатываться в 1994 г. Плавучая АТЭС обладает рядом преимуществ: возможность работы в условиях вечной мерзлоты на территории за Полярным кругом. ПЭБ рассчитан на любую аварию, проект плавучей АЭС соответствует всем современным требованиям безопасности, а также полностью решает проблему ядерной безопасности для сейсмически активных районов. В июне 2010 г. был осуществлен пуск на воду первого в мире плавучего энергоблока «Академик Ломоносов», который после дополнительных испытаний отправлен к месту базирования на Камчатку.

• 
  Слайд 20
  

  Развитие атомной отрасли в дальнейшем будет проходить по следующим крупным направлениям:

  обеспечение стратегического ядерного паритета, выполнение государственного оборонного заказа, сохранение и развитие ядерного оружейного комплекса; проведение научных исследований в области ядерной физики, ядерной и термоядерной энергетики, специального материаловедения и передовых технологий; развитие атомной энергетики, в том числе обеспечение сырьевой базы, топливного цикла, атомного машино- и приборостроения, строительство отечественных и зарубежных АЭС.