Атомная энергетика и экологические проблемы Урок – конференция 11 класс

МКОУ Караяшниковская СОШ
Ольховатский район
Воронежская область
Атомная энергетика и
экологические проблемы
Урок – конференция
11 класс
Учитель физики: Спивакова Е.А.
Атомные электростанции являются
крупным достижением НТП.
В 1954 г. начала работать первая в мире
атомная станция в г. Обнинске.
История овладения атомной энергией от первых опытных экспериментов насчитывает около 70 лет, когда в 1939г.
была открыта реакция деления урана.
С этого момента начинается история
атомной энергетики.
Цели:
Проанализировать многочисленные
достоверные факты и привести выводы по
следующим вопросам:
Преимущества АЭС.
 Экологические проблемы атомной
энергетики.
Последствия Чернобыльской катастрофы.

С чего всё начиналось?!

В 1896 г. Беккерель открыл явление, названное
радиоактивностью.
Радиоактивность - явление самопроизвольного
превращения неустойчивых ядер в устойчивые,
сопровождающееся испусканием частиц и излучением
энергии.
Исследования радиоактивности
Все химические
элементы,
начиная с номера 83,
обладают
радиоактивностью
1898 год –
открыты полоний и радий
5


Установлено, что легкие и тяжёлые
ядра обладают минимальной удельной
энергией связи нуклонов в ядре
(водород и уран-238). При синтезе и
расщеплении именно этих ядер
выделяется максимальная энергия.
Нестабильными радиоактивными
являются тяжёлые ядра с зарядовым
числом Z>83 или массовым числом
А>209, которые могут спонтанно
распадаться. Причиной распада
является нарушение баланса между
числом Z протонов и числом N
нейтронов в ядре.
Радиоактивные превращения
В 1899-1900 гг. обнаружены три составляющие:
α- , β - , Υ – распады.
Закон радиоактивного распада
Период полураспада Т –
интервал времени,
в течение которого активность
радиоактивного элемента
убывает в два раза.
8
Ядерные реакции
ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ превращения атомных ядер
при взаимодействии с др.
ядрами, элементарными
частицами или квантами.
Ядерные реакции
осуществляют под действием
налетающих, или
бомбардирующих, частиц,
которыми облучают более
тяжелые ядра.
Первая ядерная реакция
была осуществлена
Э. Резерфордом, в 1919 г.
Деление тяжелых ядер
Реакции деления – это процесс, при котором
нестабильное ядро делится на два крупных
фрагмента сравнимых масс.
В 1939 году немецкими учеными
О. Ганом и Ф. Штрассманом
было открыто деление ядер
урана.
Они установили, что при
бомбардировке урана нейтронами
возникают элементы средней
части периодической системы –
радиоактивные изотопы бария и
криптона.
Цепная ядерная реакция
Необходимое
условие:
коэффициент
размножения
нейтронов k > 1.
Схема развития
цепной
ядерной реакции
Атом на службе человечества
• В 30-е годы нашего столетия
известный ученый И.В. Курчатов
работал по вопросам атомной
техники в интересах народного
хозяйства страны.
• В 1946 г. в России был сооружен и
запущен первый на ЕвропейскоАзиатском континенте ядерный
реактор.
• Создается уранодобывающая
промышленность.
• Организовано производство
ядерного горючего – урана-235 и
плутония-239, налажен выпуск
радиоактивных изотопов.
И.В.Курчатов
Ядерный реактор
Устройство, в
котором
поддерживается
управляемая
реакция деления
ядер, называется
ядерным (или
атомным)
реактором.
Устройство ядерного реактора
Ядерное топливо (уран)
располагается в активной зоне в
виде вертикальных стержней 1,
называемых тепловыделяющими
элементами (ТВЭЛ).
Замедлитель 2 - вещество,
уменьшающее кинетическую
энергию нейтронов обычная Н2 О и
тяжелая D 2О вода.
Отражателем нейтронов 3.
Регулирующие стержни 4
изготавливают из материалов,
сильно поглощающих нейтроны
(кадмий, карбид бора).
Радиационная защита 5. В
качестве радиационной защиты
используется бетон с железным
заполнителем и соединениями бора.
Атомная энергетикаодин из наиболее перспективных путей
утоления энергетического голода
человечества в условиях энергетических
проблем, связанных с использованием
ископаемого горючего топлива.
АЭС
Преимущества атомных
электростанций (АЭС)
перед тепловыми (ТЭЦ) и
гидроэлектростанциями (ГЭС) :
нет отходов, газовых выбросов,
нет необходимости вести огромные объемы
строительства, возводить плотины и
хоронить плодородные земли на дне
водохранилищ.
Дата ввода первых мощностей АЭС по странам
Дата ввода
первых мощностей
Страна
1954
СССР
1956
Великобритания
1957
США
1963
Италия
1965
Франция
1966
ФРГ, Япония, ГДР
1967
Канада
1968
Испания, Нидерланды
1969
Швейцария, Индия
1971
Швеция, Пакистан
1974
Бельгия, Болгария, Аргентина
1977
Финляндия, Юж.Корея, о.Тайвань
1979
Чехословакия
Схема атомной электростанции
В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и
практически все они расположены в густонаселенной
европейской части страны. В 30-километровой зоне этих
АЭС проживает более 4 млн. человек.
Балаковская АЭС
Белоярская АЭС
Билибинская АЭС
Калининская АЭС (Тверская область,
г.Удомля)
Кольская АЭС
Курская АЭС
Ленинградская АЭС
Нововоронежская АЭС
Ростовская (Волгодонская) АЭС
Смоленская АЭС
Наиболее мощные АЭС в мире
Страна
Мощность, МВт
Количество
блоков
Название АЭС
«Фукусима» (Fukushima)
Япония
8815
10
«Брус» (Bruce)
Канада
6818
8
«Гравелин» (Gravelines)
Франция
5460
6
«Палюэль» (Paluel)
Франция
5320
4
«Катном» (Cattenom)
Франция
5200
4
«Запорожская»
Украина
4765
5
«Бюже» (Bugey)
Франция
4140
5
«Пикеринг» (Pickering)
Канада
4116
8
«Пало Верде» (Palo Verde)
США
3810
3
«Курская»
Россия
3700
4
«Ленинградская»
Россия
3700
4
«Трикастен» (Tricastin)
Франция
3660
4
Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14
странах мира произошло более 150 инцидентов
и аварий различной степени сложности.
Некоторые из них:
• 1957г – в Уиндскейле (Англия)
• 1959г – в Санта-Сюзанне (США)
• 1961г – в Айдахо-Фолсе (США)
• 1979г – в Три-Майл-Айленд (США)
• 1986 год – Чернобыльская
катастрофа (Украина)
• 2011год – в Фукусиме (Япония)
Эхо Чернобыля
26 апреля 1986г.
1ч 24 мин - 2 взрыва
Чернобыль – это маленькая веха
Растущей в человечестве беды.
Чернобыль – эхо атомного века,
А, может быть, грядущего следы…
Л.Ошанин
Действие излучений на человека





Мутации
Раковые заболевания (щитовидной
железы, лейкоз, рак молочной железы,
легкого, желудка, кишечника)
Наследственные нарушения
Стерильность яичников у женщин
Слабоумие
Город-призрак
•
•
•
При радиационном уровне свыше
15Ки на кв. км жизнь человека
невозможна.
Территория заповедника заражена
от 15 до 1200 Ки/кв.км.
Жизнь сюда не вернется ни через
100, ни через 500, а на отдельных
участках Полесского заповедника
ни через – 1000 лет.
Радиационные отходы современные проблемы:
отработанное ядерное топливо
реакторов АЭС;
•
реакторы подводных лодок и
надводных кораблей Военно-Морского
Флота;
использованные приборы в медицине,
других отраслях производства
•
•
АЭС : отработанное топливо
Подводные лодки
Атомные ледоколы
Около 250 радиоактивных изотопов
попадают в окружающую среду в
результате работы ядерных реакторов.
Среди них:
 Криптон-85.
Этот газ в атмосфере ведет себя как «тепличный
газ».
 Тритий или радиоактивный водород.
Загрязнение грунтовых вод происходит практически
вокруг всех АЭС.
 Углерод-14.
 Плутоний. На Земле было не более 50 кг этого сверх
токсичного элемента до начала его производства
человеком в 1941 году.
И твердит Природы голос:
В вашей власти,
в вашей власти,
Чтобы все не раскололось
На бессмысленные части!
Л.Н.Мартынов
Перспективы развития
энергетики
Спасибо за внимание!