Centrali nucleari (NPP). Presentazione sul tema "energia nucleare" L'energia nucleare e il suo ambiente
L'energia nucleare è un campo della tecnologia basato sull'uso della reazione di fissione dei nuclei atomici per generare calore e generare elettricità. Nel 1990, le centrali nucleari (NPP) producevano il 16% dell’elettricità mondiale. Tali centrali elettriche operavano in 31 paesi e furono costruite in altri 6 paesi. Il settore dell’energia nucleare è più significativo in Francia, Belgio, Finlandia, Svezia, Bulgaria e Svizzera. in quei paesi industrializzati dove le risorse energetiche naturali sono insufficienti. Questi paesi producono tra un quarto e la metà della loro elettricità da centrali nucleari. Gli Stati Uniti producono solo un ottavo della loro elettricità dalle centrali nucleari, ma si tratta di circa un quinto della produzione globale.
Con lo sviluppo della società umana, il consumo di energia è aumentato costantemente. COSÌ. se un milione di anni fa era di circa 0,1 kW pro capite all'anno e 100 mila anni fa - 0,3 kW, quindi nel XV secolo. - 1,4 kW, all'inizio del XX secolo. -3,9 kW, ed entro la fine del 20° secolo. - già 10 kW. Anche se oggi quasi la metà dell’approvvigionamento energetico mondiale è costituito da combustibili fossili, è chiaro che le sue riserve saranno presto esaurite. Sono necessarie altre fonti e una delle più realistiche è il combustibile nucleare.
Moderna centrale nucleare da 0,3 g di carbone per tonnellata di combustibile nucleare
Cos'è un reattore nucleare? Un reattore nucleare è un dispositivo in cui avviene una reazione nucleare a catena controllata, accompagnata dal rilascio di energia. Un reattore nucleare è un dispositivo in cui avviene una reazione nucleare a catena controllata, accompagnata dal rilascio di energia.
In Europa, il primo reattore nucleare è stato l'impianto F-1. Fu lanciato il 25 dicembre 1946 a Mosca sotto la guida di I.V. Kurchatov. In Europa, il primo reattore nucleare fu l'installazione F-1. Fu lanciato il 25 dicembre 1946 a Mosca sotto la guida di I.V
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Presentazione sul tema:
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Centrali idroelettriche Le persone pensano da tempo a come far funzionare i fiumi Già nei tempi antichi - in Egitto, Cina, India - i mulini ad acqua per macinare il grano apparvero molto prima dei mulini a vento - nello stato di Urartu (nel territorio dell'attuale). Armenia), ma erano conosciuti già nel XIII secolo. AVANTI CRISTO e.Una delle prime centrali elettriche furono le "centrali idroelettriche". Queste centrali elettriche sono state costruite su fiumi di montagna con correnti piuttosto forti. La costruzione di centrali idroelettriche ha permesso di rendere navigabili molti fiumi, poiché la struttura delle dighe ha innalzato il livello dell'acqua e allagato le rapide dei fiumi, impedendo il libero passaggio delle navi fluviali.
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Conclusioni: è necessaria una diga per creare la pressione dell'acqua. Tuttavia, le dighe idroelettriche peggiorano le condizioni di vita della fauna acquatica. I fiumi arginati, dopo aver rallentato, fioriscono e vaste aree di terreno coltivabile vanno sott'acqua. Le aree abitate (se viene costruita una diga) saranno allagate, il danno che sarà causato non è paragonabile ai benefici derivanti dalla costruzione di una centrale idroelettrica. Inoltre, è necessario un sistema di chiuse per il passaggio delle navi e passaggi per i pesci o strutture di presa dell'acqua per l'irrigazione dei campi e l'approvvigionamento idrico. E sebbene le centrali idroelettriche presentino notevoli vantaggi rispetto alle centrali termiche e nucleari, poiché non richiedono carburante e quindi generano elettricità più economica
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Centrali termoelettriche Nelle centrali termoelettriche, la fonte di energia è il combustibile: carbone, gas, petrolio, olio combustibile, scisti bituminosi. L'efficienza delle centrali termoelettriche raggiunge il 40%. La maggior parte dell'energia viene persa insieme al rilascio di vapore caldo. Dal punto di vista ambientale le centrali termoelettriche sono le più inquinanti. L'attività delle centrali termoelettriche è integralmente associata alla combustione di enormi quantità di ossigeno e alla formazione di anidride carbonica e ossidi di altri elementi chimici. Combinati con le molecole d’acqua formano acidi, che cadono sulla nostra testa sotto forma di pioggia acida. Non dimentichiamoci dell '"effetto serra": la sua influenza sul cambiamento climatico è già stata osservata!
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Centrale nucleare L'approvvigionamento di fonti energetiche è limitato. Secondo varie stime, in Russia all'attuale livello di produzione rimangono 400-500 anni di depositi di carbone e ancora meno gas - 30-60 anni. E qui l’energia nucleare viene prima di tutto. Le centrali nucleari cominciano a svolgere un ruolo sempre più importante nel settore energetico. Attualmente le centrali nucleari nel nostro Paese forniscono circa il 15,7% dell’elettricità. Una centrale nucleare è la base del settore energetico che utilizza l'energia nucleare per scopi di elettrificazione e riscaldamento.
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Conclusioni: l'energia nucleare si basa sulla fissione di nuclei pesanti da parte di neutroni con la formazione di due nuclei da ciascuno: frammenti e diversi neutroni. Questo rilascia un'energia colossale, che viene successivamente spesa per riscaldare il vapore. Il funzionamento di qualsiasi impianto o macchina, in generale di qualsiasi attività umana, è associato alla possibilità di un rischio per la salute umana e per l'ambiente. Le persone tendono ad essere più diffidenti nei confronti delle nuove tecnologie, soprattutto se hanno sentito parlare di possibili incidenti. E le centrali nucleari non fanno eccezione.
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Centrali eoliche Per molto tempo, vedendo la distruzione che possono portare tempeste e uragani, la gente si è chiesta se fosse possibile utilizzare l'energia eolica. L’energia eolica è molto forte. Questa energia può essere ottenuta senza inquinare ambiente. Ma il vento ha due notevoli inconvenienti: l’energia è altamente dispersa nello spazio e il vento è imprevedibile: cambia spesso direzione, si spegne improvvisamente anche nelle zone più ventose del globo e talvolta raggiunge una forza tale da rompere i mulini a vento. Per ottenere l'energia eolica vengono utilizzati diversi design: dalla "margherita" multipala e eliche come quelle degli aerei con tre, due o anche una pala ai rotori verticali. Le strutture verticali sono buone perché catturano il vento da qualsiasi direzione; il resto deve girare con il vento.
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Conclusioni: La costruzione, la manutenzione e la riparazione di turbine eoliche che funzionano 24 ore su 24 all'aria aperta con qualsiasi condizione atmosferica non sono economiche. Le centrali eoliche della stessa capacità delle centrali idroelettriche, centrali termiche o nucleari, rispetto a loro, devono occupare un'area molto ampia per compensare in qualche modo la variabilità del vento. I mulini a vento sono posizionati in modo che non si blocchino a vicenda. Pertanto, costruiscono enormi “parchi eolici” in cui le turbine eoliche stanno in fila su un vasto spazio e lavorano per un’unica rete. Con tempo calmo, una tale centrale elettrica può utilizzare l'acqua raccolta durante la notte. Il posizionamento delle turbine eoliche e dei bacini idrici richiede ampie aree utilizzate per seminativi. Inoltre, gli impianti eolici non sono innocui: interferiscono con il volo di uccelli e insetti, fanno rumore, riflettono le onde radio con pale rotanti, interferendo con la ricezione dei programmi televisivi nelle vicine aree popolate.
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Centrali solari Nell'equilibrio termico della Terra, la radiazione solare gioca un ruolo decisivo. La potenza della radiazione incidente sulla Terra determina la potenza massima che può essere generata sulla Terra senza disturbare significativamente l'equilibrio termico. L'intensità della radiazione solare e la durata del soleggiamento nelle regioni meridionali del Paese consentono, con l'ausilio dei pannelli solari, di ottenere una temperatura del fluido di lavoro sufficientemente elevata per il suo utilizzo negli impianti termici.
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Conclusioni: la grande dissipazione di energia e l'instabilità della sua fornitura sono gli svantaggi dell'energia solare. Queste carenze sono parzialmente compensate dall’uso di dispositivi di accumulo, ma l’atmosfera terrestre interferisce comunque con la produzione e l’utilizzo di energia solare “pulita”. Per aumentare la potenza delle centrali solari, è necessario installare un gran numero di specchi e pannelli solari - eliostati, che devono essere dotati di un sistema di tracciamento automatico della posizione del sole. La trasformazione di un tipo di energia in un altro è inevitabilmente accompagnata dal rilascio di calore, che porta al surriscaldamento dell'atmosfera terrestre.
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Energia geotermica Circa il 4% di tutte le riserve d'acqua del nostro pianeta sono concentrate nel sottosuolo, negli strati rocciosi. Le acque la cui temperatura supera i 20 gradi Celsius sono dette termali. Le acque sotterranee vengono riscaldate a causa di processi radioattivi che si verificano nelle viscere della terra. Le persone hanno imparato a utilizzare il calore profondo della Terra per scopi economici. Nei paesi in cui le acque termali si avvicinano alla superficie terrestre, vengono costruite centrali geotermiche (centrali geotermiche). Le centrali geotermiche sono progettate in modo relativamente semplice: non sono presenti locali caldaie, apparecchiature per l'approvvigionamento di carburante, raccoglitori di ceneri e molti altri dispositivi necessari per le centrali termoelettriche. Poiché il combustibile in tali centrali elettriche è gratuito, il costo dell’elettricità generata è basso.
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Energia nucleare Il settore energetico che utilizza l'energia nucleare per l'elettrificazione e il riscaldamento; Un campo della scienza e della tecnologia che sviluppa metodi e mezzi per convertire l'energia nucleare in energia elettrica e termica. La base dell’energia nucleare sono le centrali nucleari. La prima centrale nucleare (5 MW), che segnò l'inizio dell'uso dell'energia nucleare per scopi pacifici, fu lanciata in URSS nel 1954. All'inizio degli anni '90. Oltre 430 reattori nucleari con una capacità totale di circa 340 GW operavano in 27 paesi in tutto il mondo. Secondo gli esperti, la quota dell'energia nucleare nella struttura complessiva della produzione di elettricità nel mondo aumenterà continuamente, a condizione che vengano rispettati i principi fondamentali del concetto di sicurezza delle centrali nucleari.
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Sviluppo dell'energia nucleare 1942 negli Stati Uniti, sotto la guida di Enrico Fermi, fu costruito il primo reattore nucleare FERMI (Fermi) Enrico (1901-54), fisico italiano, uno dei creatori della fisica nucleare e dei neutroni, fondatore di scuole scientifiche in Italia e negli USA, membro corrispondente estero dell'Accademia delle Scienze dell'URSS (1929). Nel 1938 emigrò negli Stati Uniti. Sviluppò la statistica quantistica (statistica di Fermi-Dirac; 1925), la teoria del decadimento beta (1934). Scoperta (con collaboratori) della radioattività artificiale causata dai neutroni, la moderazione dei neutroni nella materia (1934). Costruì il primo reattore nucleare e fu il primo a realizzarvi una reazione nucleare a catena (2 dicembre 1942). Premio Nobel (1938).
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Sviluppo dell'energia nucleare Nel 1946, il primo reattore europeo fu creato nell'Unione Sovietica sotto la guida di Igor Vasilyevich Kurchatov. KURCHATOV Igor Vasilyevich (1902/03-1960), fisico russo, organizzatore e leader del lavoro sulla scienza e tecnologia atomica in URSS, accademico dell'Accademia delle scienze dell'URSS (1943), tre volte Eroe del lavoro socialista (1949, 1951, 1954). Ferroelettrico ricercato. Insieme ai suoi colleghi scoprì l'isomeria nucleare. Sotto la guida di Kurchatov fu costruito il primo ciclotrone domestico (1939), fu scoperta la fissione spontanea dei nuclei di uranio (1940), fu sviluppata la protezione antimine per le navi, il primo reattore nucleare in Europa (1946), la prima bomba atomica in l'URSS (1949) e la prima bomba termonucleare al mondo ( 1953) e centrale nucleare (1954). Fondatore e primo direttore dell'Istituto per l'energia atomica (dal 1943, dal 1960 - intitolato a Kurchatov).
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BERSAGLIO:
Valutare gli aspetti positivi e negativi dell'uso dell'energia nucleare nella società moderna. Generare idee relative alla minaccia alla pace e all'umanità quando si utilizza l'energia nucleare.
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Applicazione dell'energia nucleare
L'energia è il fondamento. Tutti i benefici della civiltà, tutte le sfere materiali dell'attività umana - dal lavare i panni all'esplorazione della Luna e di Marte - richiedono il consumo di energia. E più lontano, più. Oggi l’energia atomica è ampiamente utilizzata in molti settori dell’economia. Si stanno costruendo potenti sottomarini e navi di superficie con centrali nucleari. L'atomo pacifico viene utilizzato per la ricerca di minerali. Gli isotopi radioattivi hanno trovato un uso diffuso in biologia, agricoltura, medicina e esplorazione spaziale.
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Energia: “PER”
a) L’energia nucleare è di gran lunga la migliore forma di produzione energetica. Economico, ad alta potenza, ecologico se usato correttamente. b) Le centrali nucleari, rispetto alle tradizionali centrali termoelettriche, presentano un vantaggio nel costo del combustibile, che è particolarmente evidente in quelle regioni dove vi sono difficoltà nell'approvvigionamento di combustibile e risorse energetiche, nonché una costante tendenza al rialzo del costo dei combustibili fossili produzione di carburante. c) Le centrali nucleari non sono inoltre soggette a inquinare l'ambiente naturale con ceneri, gas di scarico contenenti CO2, NOx, SOx e acque reflue contenenti prodotti petroliferi.
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Centrale nucleare, centrale termica, centrale idroelettrica: civiltà moderna
La civiltà moderna è impensabile senza l’energia elettrica. La produzione e l’utilizzo di elettricità aumentano ogni anno, ma davanti all’umanità si profila già lo spettro di una futura carestia energetica a causa dell’esaurimento dei giacimenti di combustibili fossili e delle crescenti perdite ambientali legate all’ottenimento di elettricità. L'energia rilasciata nelle reazioni nucleari è milioni di volte superiore a quella prodotta dalle reazioni chimiche convenzionali (ad esempio, le reazioni di combustione), quindi il potere calorifico del combustibile nucleare è incommensurabilmente maggiore di quello del combustibile convenzionale. Usare il combustibile nucleare per generare elettricità è un'idea estremamente allettante. I vantaggi delle centrali nucleari (NPP) rispetto alle centrali termiche (CHP) e alle centrali idroelettriche (HPP) sono evidenti: non ci sono rifiuti, né emissioni di gas, non ci sono rifiuti. necessità di realizzare enormi volumi di costruzione, costruire dighe e seppellire terreni fertili sul fondo dei bacini idrici. Forse le uniche centrali più rispettose dell’ambiente rispetto al nucleare sono le centrali che utilizzano l’energia solare o eolica. Ma sia le turbine eoliche che le centrali solari sono ancora a basso consumo e non possono soddisfare il bisogno delle persone di elettricità a basso costo – e questa esigenza sta crescendo sempre più velocemente. Eppure, la fattibilità della costruzione e della gestione delle centrali nucleari è spesso messa in discussione a causa degli effetti dannosi delle sostanze radioattive sull’ambiente e sull’uomo.
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Prospettive dell'energia nucleare
Dopo un buon inizio, il nostro Paese è rimasto indietro sotto tutti gli aspetti rispetto ai principali paesi del mondo nel campo dello sviluppo dell'energia nucleare. Naturalmente l’energia nucleare può essere abbandonata del tutto. Ciò eliminerà completamente il rischio di esposizione umana e la minaccia di incidenti nucleari. Ma poi, per soddisfare il fabbisogno energetico, sarà necessario incrementare la costruzione di centrali termiche e idroelettriche. E questo porterà inevitabilmente ad un grande inquinamento dell’atmosfera con sostanze nocive, all’accumulo di quantità eccessive di anidride carbonica nell’atmosfera, ai cambiamenti nel clima terrestre e allo sconvolgimento dell’equilibrio termico su scala planetaria. Nel frattempo, lo spettro della carenza di energia comincia a minacciare davvero l’umanità. Le radiazioni sono una forza formidabile e pericolosa, ma con il giusto atteggiamento è del tutto possibile affrontarla. È tipico che coloro che hanno meno paura delle radiazioni siano coloro che le affrontano costantemente e sono ben consapevoli di tutti i pericoli ad esse associati. In questo senso è interessante confrontare statistiche e valutazioni intuitive del grado di pericolo di diversi fattori Vita di ogni giorno. Pertanto, è stato stabilito che il maggior numero di vite umane è causato dal fumo, dall'alcol e dalle automobili. Nel frattempo, secondo persone provenienti da gruppi di popolazione di diverse età e istruzione, il pericolo maggiore per la vita è rappresentato dall'energia nucleare e dalle armi da fuoco (il danno causato all'umanità dal fumo e dall'alcol è chiaramente sottostimato dagli specialisti che possono valutarne i vantaggi in modo più qualificato). possibilità di utilizzo dell'energia nucleare Gli esperti ritengono che l'umanità non possa più fare a meno dell'energia atomica. L'energia nucleare è uno dei modi più promettenti per soddisfare la fame energetica dell'umanità di fronte ai problemi energetici associati all'uso dei combustibili fossili.
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Vantaggi dell'energia nucleare
I vantaggi delle centrali nucleari sono tanti. Sono completamente indipendenti dai siti minerari di uranio. Il combustibile nucleare è compatto e ha una durata abbastanza lunga. Le centrali nucleari sono orientate al consumatore e stanno diventando sempre più richieste in luoghi in cui vi è una grave carenza di combustibili fossili e la domanda di elettricità è molto elevata. Un altro vantaggio è il basso costo dell'energia prodotta e i costi di costruzione relativamente bassi. Rispetto alle centrali termoelettriche, le centrali nucleari non emettono nell'atmosfera una quantità così grande di sostanze nocive e il loro funzionamento non porta ad un aumento dell'effetto serra. Al momento, gli scienziati devono affrontare il compito di aumentare l'efficienza dell'uso dell'uranio. Il problema viene risolto utilizzando reattori autofertilizzanti veloci (FBR). Insieme ai reattori a neutroni termici, aumentano di 20-30 volte la produzione di energia per tonnellata di uranio naturale. Con il pieno utilizzo dell'uranio naturale, la sua estrazione da minerali molto poveri e persino l'estrazione dall'acqua di mare diventa redditizia. L'utilizzo delle centrali nucleari con RBN comporta alcune difficoltà tecniche, attualmente in via di risoluzione. La Russia può utilizzare come combustibile l’uranio altamente arricchito rilasciato a seguito della riduzione del numero di testate nucleari.
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Medicinale
I metodi diagnostici e terapeutici si sono rivelati altamente efficaci. Quando le cellule tumorali vengono irradiate con raggi gamma, smettono di dividersi. E se il cancro è in fase iniziale, il trattamento ha successo. Piccole quantità di isotopi radioattivi vengono utilizzate a scopo diagnostico. Ad esempio, il bario radioattivo viene utilizzato per la fluoroscopia dello stomaco. Gli isotopi vengono utilizzati con successo nello studio del metabolismo dello iodio nella ghiandola tiroidea
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Il migliore
Kashiwazaki-Kariwa è la più grande centrale nucleare del mondo in termini di capacità installata (al 2008) e si trova nella città giapponese di Kashiwazaki, nella prefettura di Niigata. Sono in funzione cinque reattori ad acqua bollente (BWR) e due reattori avanzati ad acqua bollente (ABWR), con una capacità combinata di 8.212 GigaWatt.
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Centrale nucleare di Zaporozhye
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Sostituzione alternativa per le centrali nucleari
Energia del sole. La quantità totale di energia solare che raggiunge la superficie terrestre è 6,7 volte maggiore del potenziale globale delle risorse di combustibili fossili. Utilizzando solo lo 0,5% di questa riserva si potrebbe coprire completamente il fabbisogno energetico mondiale per millenni. Verso il nord Il potenziale tecnico dell'energia solare in Russia (2,3 miliardi di tonnellate di carburante convenzionale all'anno) è circa 2 volte superiore al consumo di carburante odierno.
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Il calore della terra. Energia geotermica - tradotto letteralmente significa: energia termica della terra. Il volume della Terra è di circa 1085 miliardi di km cubi e tutto, ad eccezione di un sottile strato di crosta terrestre, ha una temperatura molto elevata. Se prendiamo in considerazione anche la capacità termica delle rocce terrestri, diventa chiaro che il calore geotermico è senza dubbio la più grande fonte di energia di cui l'uomo dispone attualmente. Inoltre, si tratta di energia allo stato puro, poiché esiste già come calore, e quindi non richiede la combustione di combustibile o la creazione di reattori per ottenerla.
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Vantaggi dei reattori ad acqua-grafite
I vantaggi di un reattore a canali di grafite sono la possibilità di utilizzare la grafite contemporaneamente come moderatore e materiale strutturale per il nucleo, che consente l'uso di canali di processo in versioni sostituibili e non sostituibili, l'uso di barre di combustibile in una barra o tubolare versione con raffreddamento unilaterale o completo tramite refrigerante. Lo schema di progettazione del reattore e del nocciolo consente di organizzare il rifornimento di combustibile in un reattore operativo, di applicare il principio zonale o sezionale della costruzione del nocciolo, consentendo la profilazione del rilascio di energia e della rimozione del calore, l'uso diffuso di progetti standard e il implementazione del surriscaldamento nucleare del vapore, ovvero il surriscaldamento del vapore direttamente nel nucleo.
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Energia nucleare e ambiente
Oggi l’energia nucleare e il suo impatto sull’ambiente sono le questioni più urgenti nei congressi e negli incontri internazionali. Questa domanda è diventata particolarmente acuta dopo l'incidente nella centrale nucleare di Chernobyl (ChNPP). In tali congressi, questioni relative a lavori di installazione in una centrale nucleare. Oltre ai problemi che riguardano le condizioni delle attrezzature di lavoro in queste stazioni. Come sapete, il funzionamento delle centrali nucleari si basa sulla scissione dell'uranio in atomi. Pertanto, anche l'estrazione di questo combustibile per le stazioni è oggi una questione importante. Molte questioni relative alle centrali nucleari sono legate all’ambiente in un modo o nell’altro. Anche se il funzionamento delle centrali nucleari apporta una grande quantità di energia utile, sfortunatamente tutti i “pro” in natura sono compensati dai loro “contro”. L'energia nucleare non fa eccezione: nel funzionamento delle centrali nucleari si affrontano problemi di smaltimento, stoccaggio, trattamento e trasporto dei rifiuti.
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Quanto è pericolosa l'energia nucleare?
L’energia nucleare è un settore in rapido sviluppo. È ovvio che è destinato a un grande futuro, poiché le riserve di petrolio, gas e carbone si stanno gradualmente esaurendo e l'uranio è un elemento abbastanza comune sulla Terra. Ma va ricordato che l'energia nucleare è associata ad un aumento del pericolo per le persone, che, in particolare, si manifesta nelle conseguenze estremamente negative degli incidenti con la distruzione dei reattori nucleari.
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Energia: “contro”
“contro” le centrali nucleari: a) Le terribili conseguenze degli incidenti nelle centrali nucleari. b) Impatto meccanico locale sul rilievo - durante la costruzione. c) Danni alle persone negli impianti tecnologici - durante il funzionamento. d) Deflusso di acque superficiali e sotterranee contenenti componenti chimici e radioattivi. e) Cambiamenti nella natura dell'utilizzazione del territorio e dei processi metabolici nelle immediate vicinanze della centrale nucleare. f) Cambiamenti nelle caratteristiche microclimatiche delle aree adiacenti.
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Non solo radiazioni
Il funzionamento delle centrali nucleari è accompagnato non solo dal pericolo di contaminazione da radiazioni, ma anche da altri tipi di impatti ambientali. L'effetto principale è l'effetto termico. È da una volta e mezza a due volte superiore a quello delle centrali termoelettriche. Durante il funzionamento di una centrale nucleare, è necessario raffreddare il vapore acqueo di scarico. Il modo più semplice è il raffreddamento con l'acqua di un fiume, lago, mare o di piscine appositamente costruite. L'acqua riscaldata a 5-15 °C ritorna alla stessa fonte. Ma questo metodo comporta il pericolo di un deterioramento della situazione ambientale nell'ambiente acquatico nei luoghi delle centrali nucleari. Più ampiamente utilizzato è il sistema di approvvigionamento idrico tramite torri di raffreddamento, in cui l'acqua viene raffreddata grazie alla sua parziale evaporazione e raffreddamento. Piccole perdite vengono compensate dal costante rifornimento di acqua dolce. Con un tale sistema di raffreddamento, un'enorme quantità di vapore acqueo e goccioline di umidità viene rilasciata nell'atmosfera. Ciò può portare ad un aumento della quantità di precipitazioni, della frequenza della formazione di nebbia e della nuvolosità. Negli ultimi anni si è iniziato ad utilizzare un sistema di raffreddamento dell'aria per il vapore acqueo. In questo caso, non vi è alcuna perdita d'acqua ed è più rispettoso dell'ambiente. Tuttavia, un tale sistema non funziona a temperature ambiente medie elevate. Inoltre, il costo dell’elettricità aumenta in modo significativo.
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Nemico invisibile
Tre elementi radioattivi - uranio, torio e attinio - sono i principali responsabili della radiazione naturale della terra. Questi elementi chimici sono instabili; Quando decadono, rilasciano energia o diventano sorgenti di radiazioni ionizzanti. Di norma, il decadimento produce un gas pesante invisibile, insapore e inodore, il radon. Esiste come due isotopi: il radon-222, un membro della serie radioattiva formata dai prodotti di decadimento dell'uranio-238, e il radon-220 (chiamato anche thoron), un membro della serie radioattiva torio-232. Il radon si forma costantemente nelle profondità della Terra, si accumula nelle rocce e poi si sposta gradualmente attraverso le fessure sulla superficie della Terra. Una persona molto spesso riceve radiazioni dal radon mentre è a casa o al lavoro e senza conoscere il pericolo - in a locale chiuso e non ventilato, dove la concentrazione di questo gas, fonte di radiazioni, è aumentata, il Radon penetra nell'abitazione dal suolo - attraverso le fessure delle fondamenta e attraverso il pavimento - e si accumula soprattutto ai piani inferiori degli edifici residenziali e industriali. edifici. Ma ci sono anche casi in cui edifici residenziali ed edifici industriali vengono costruiti direttamente su vecchie discariche imprese minerarie, dove gli elementi radioattivi sono presenti in quantità significative. Se nella produzione edilizia vengono utilizzati materiali come granito, pomice, allumina, fosfogesso, mattoni rossi, scorie di silicato di calcio, il materiale delle pareti diventa una fonte di radiazioni radon. Anche il gas naturale utilizzato nelle stufe a gas (in particolare propano liquefatto in bombole) è un potenziale fonte di radon E se l'acqua per i bisogni domestici viene pompata da strati d'acqua profondi saturi di radon, allora c'è un'alta concentrazione di radon nell'aria anche quando si lavano i panni! A proposito, è stato riscontrato che la concentrazione media di radon nel bagno è solitamente 40 volte superiore a quella dei soggiorni e molte volte superiore a quella della cucina.
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"Immondizia" radioattiva
Anche se una centrale nucleare funziona perfettamente e senza il minimo guasto, il suo funzionamento porta inevitabilmente all’accumulo di sostanze radioattive. Pertanto, le persone devono risolvere un problema molto serio, il cui nome è lo stoccaggio sicuro dei rifiuti. Rifiuti di qualsiasi industria con un’enorme scala di produzione di energia, vari prodotti e i materiali creano un enorme problema. L’inquinamento ambientale e atmosferico in molte aree del nostro pianeta desta preoccupazione e preoccupazione. Stiamo parlando della possibilità di preservare la flora e la fauna non nella loro forma originale, ma almeno entro i limiti degli standard ambientali minimi. I rifiuti radioattivi vengono generati in quasi tutte le fasi del ciclo nucleare. Si accumulano sotto forma di sostanze liquide, solide e gassose con diversi livelli di attività e concentrazione. La maggior parte dei rifiuti è di bassa qualità: acqua utilizzata per pulire i gas e le superfici dei reattori, guanti e scarpe, strumenti contaminati e lampadine bruciate dalle stanze radioattive, attrezzature esaurite, polvere, filtri antigas e molto altro.
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Lotta ai rifiuti radioattivi
I gas e l'acqua contaminata vengono fatti passare attraverso filtri speciali fino a raggiungere la purezza dell'aria atmosferica e dell'acqua potabile. I filtri diventati radioattivi vengono riciclati insieme ai rifiuti solidi. Vengono mescolati con cemento e trasformati in blocchi o versati in contenitori di acciaio insieme al bitume caldo: i rifiuti ad alta attività sono i più difficili da preparare per lo stoccaggio a lungo termine. È meglio trasformare questa "immondizia" in vetro e ceramica. Per fare questo, i rifiuti vengono calcinati e fusi con sostanze che formano una massa vetro-ceramica. Si calcola che occorreranno almeno 100 anni per sciogliere 1 mm dello strato superficiale di una tale massa nell'acqua. A differenza di molti rifiuti chimici, il pericolo dei rifiuti radioattivi diminuisce nel tempo. La maggior parte degli isotopi radioattivi hanno un tempo di dimezzamento di circa 30 anni, quindi entro 300 anni scompariranno quasi completamente. Pertanto, per lo smaltimento finale dei rifiuti radioattivi, è necessario costruire strutture di stoccaggio a lungo termine che isolerebbero in modo affidabile i rifiuti dalla loro penetrazione nell'ambiente fino al completo decadimento dei radionuclidi. Tali strutture di stoccaggio sono chiamate cimiteri.
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Esplosione nella centrale nucleare di Chernobyl il 26 aprile 1986.
Il 25 aprile la 4a unità motrice è stata fermata per manutenzione programmata, durante la quale erano previste diverse prove sulle apparecchiature. Secondo il programma, la potenza del reattore fu ridotta, e poi iniziarono i problemi legati al fenomeno dell'“avvelenamento da xeno” (l'accumulo dell'isotopo dello xeno in un reattore funzionante a potenza ridotta, inibendo ulteriormente il funzionamento del reattore). Per compensare l'avvelenamento, le aste assorbenti furono sollevate e la potenza cominciò ad aumentare. Ciò che accadde dopo non è esattamente chiaro. Il rapporto del Gruppo consultivo internazionale per la sicurezza nucleare osserva: “Non si sa con certezza cosa abbia dato inizio all’aumento di potenza che ha portato alla distruzione del reattore della centrale nucleare di Chernobyl”. Hanno cercato di sopprimere questo salto improvviso abbassando le aste assorbenti, ma a causa della loro cattiva progettazione non è stato possibile rallentare la reazione e si è verificata un'esplosione.
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Chernobyl
L'analisi dell'incidente di Chernobyl conferma in modo convincente che l'inquinamento radioattivo dell'ambiente è la conseguenza ambientale più importante degli incidenti radioattivi con rilascio di radionuclidi, il principale fattore che influenza la salute e le condizioni di vita delle persone nelle aree esposte alla contaminazione radioattiva.
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Chernobyl giapponese
Recentemente si è verificata un'esplosione nella centrale nucleare di Fukushima 1 (Giappone) a causa di un forte terremoto. L'incidente alla centrale nucleare di Fukushima è stato il primo disastro avvenuto in un impianto nucleare causato dall'impatto, seppur indiretto, di catastrofi naturali. Finora gli incidenti più gravi sono stati di natura “interna”: sono stati causati da una combinazione di elementi progettuali infruttuosi e fattori umani.
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Esplosione in Giappone
Nella stazione Fukushima-1, situata nell'omonima prefettura, il 14 marzo è esploso l'idrogeno che si era accumulato sotto il tetto del terzo reattore. Secondo Tokyo Electric Power Co (TEPCO), il gestore della centrale nucleare. Il Giappone ha informato l'Agenzia internazionale per l'energia atomica (AIEA) che a seguito dell'esplosione nella centrale nucleare di Fukushima-1, la radiazione di fondo nell'area dell'incidente ha superato il limite consentito.
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Conseguenze delle radiazioni:
Mutazioni Malattie tumorali (tiroide, leucemia, mammella, polmone, stomaco, intestino) Patologie ereditarie Sterilità delle ovaie nella donna. Demenza
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Coefficiente di sensibilità del tessuto a dose di radiazione equivalente
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Risultati delle radiazioni
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Conclusione
Fattori “pro” delle centrali nucleari: 1. L'energia nucleare è di gran lunga il miglior tipo di produzione di energia. Economico, ad alta potenza, ecologico se usato correttamente. 2. Le centrali nucleari, rispetto alle tradizionali centrali termoelettriche, presentano un vantaggio nel costo del combustibile, che è particolarmente evidente in quelle regioni dove vi sono difficoltà nell’approvvigionamento di combustibile e risorse energetiche, nonché una costante tendenza al rialzo del costo dei combustibili fossili produzione di carburante. 3. Inoltre, le centrali nucleari non sono inclini a inquinare l'ambiente naturale con ceneri, gas di scarico contenenti CO2, NOx, SOx e acque reflue contenenti prodotti petroliferi. Fattori “contro” le centrali nucleari: 1. Terribili conseguenze degli incidenti nelle centrali nucleari. 2. Impatto meccanico locale sul terreno - durante la costruzione. 3. Danni alle persone negli impianti tecnologici - durante il funzionamento. 4. Deflusso delle acque superficiali e sotterranee contenenti componenti chimici e radioattivi. 5. Cambiamenti nella natura dell'uso del territorio e dei processi metabolici nelle immediate vicinanze della centrale nucleare. 6. Cambiamenti nelle caratteristiche microclimatiche delle aree adiacenti.
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L'energia nucleare in Russia L'energia nucleare, che rappresenta il 16% della produzione di elettricità, è un ramo relativamente giovane dell'industria russa. Cosa sono 6 decenni nella scala della storia? Ma questo periodo di tempo breve e ricco di eventi ha svolto un ruolo importante nello sviluppo dell'industria dell'energia elettrica.
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Storia La data del 20 agosto 1945 può essere considerata l'inizio ufficiale del “progetto atomico” dell'Unione Sovietica. In questo giorno è stata firmata una risoluzione del Comitato di difesa dello Stato dell'URSS. Nel 1954, la prima centrale nucleare fu lanciata a Obninsk, la prima non solo nel nostro paese, ma in tutto il mondo. La centrale aveva una capacità di soli 5 MW, ha funzionato senza problemi per 50 anni ed è stata chiusa solo nel 2002.
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Nell'ambito del programma federale "Sviluppo del complesso industriale nucleare della Russia per il periodo 2007-2010 e per il futuro fino al 2015", è prevista la costruzione di tre centrali nucleari nelle centrali nucleari di Balakovo, Volgodonsk e Kalinin. In totale, entro il 2030 dovranno essere costruite 40 unità di potenza. Allo stesso tempo, la capacità delle centrali nucleari russe dovrebbe aumentare ogni anno di 2 GW a partire dal 2012 e di 3 GW a partire dal 2014, e la capacità totale delle centrali nucleari nella Federazione Russa dovrebbe raggiungere i 40 GW entro il 2020.
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Centrale nucleare di Beloyarsk Situata nella città di Zarechny, nella regione di Sverdlovsk, è la seconda centrale nucleare industriale del Paese (dopo quella siberiana). Nella stazione furono costruite tre centrali: due con reattori a neutroni termici e una con un reattore a neutroni veloci. Attualmente, l'unica unità di potenza operativa è la terza unità di potenza con un reattore BN-600 con una potenza elettrica di 600 MW, messa in funzione nell'aprile 1980, la prima unità di potenza su scala industriale al mondo con un reattore a neutroni veloci. È anche il più grande reattore a neutroni veloci del mondo.
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Smolensk NPP La centrale nucleare di Smolensk è la più grande impresa nella regione nordoccidentale della Russia. La centrale nucleare produce otto volte più elettricità di altre centrali elettriche della regione messe insieme. Commissionato nel 1976
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La centrale nucleare di Smolensk si trova vicino alla città di Desnogorsk, nella regione di Smolensk. La centrale è composta da tre gruppi con reattori del tipo RBMK-1000, messi in funzione nel 1982, 1985 e 1990. Ciascun gruppo comprende: un reattore con una potenza termica di 3200 MW e due turbogeneratori con una potenza elettrica di 500 MW ogni.
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Novovoronezh NPP Novovoronezh NPP si trova sulle rive del Don, a 5 km dalla città di ingegneria energetica di Novovoronezh e 45 km a sud di Voronezh. La centrale soddisfa l'85% del fabbisogno elettrico della regione di Voronezh e fornisce anche calore a metà di Novovoronezh. Commissionato nel 1957.
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La centrale nucleare di Leningrado La centrale nucleare di Leningrado si trova 80 km a ovest di San Pietroburgo. Situata sulla sponda meridionale del Golfo di Finlandia, fornisce elettricità a circa la metà della regione di Leningrado. Commissionato nel 1967.
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Centrali nucleari in costruzione 1 Centrale nucleare del Baltico 2 Centrale nucleare di Beloyarsk-2 3 Centrale nucleare di Leningrado-2 4 Centrale nucleare di Novovoronezh-2 5 Centrale nucleare di Rostov 6 Centrale nucleare galleggiante “Akademik Lomonosov” 7 Altro
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Centrale nucleare di Bashkir La centrale nucleare di Bashkir è una centrale nucleare incompiuta situata vicino alla città di Agidel nel Bashkortostan, alla confluenza dei fiumi Belaya e Kama. Nel 1990, sotto la pressione dell'opinione pubblica dopo l'incidente della centrale nucleare di Chernobyl, la costruzione della centrale nucleare del Bashkir fu interrotta. Ha ripetuto il destino delle centrali nucleari incompiute dei Tartari e della Crimea dello stesso tipo.
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Storia Alla fine del 1991 a Federazione Russa 28 unità di potenza in funzione con una capacità nominale totale di 20.242 MW. Dal 1991 sono state collegate alla rete 5 nuove centrali con una potenza nominale totale di 5.000 MW. Alla fine del 2012 sono in costruzione altre 8 centrali, senza contare le unità della centrale nucleare galleggiante a bassa potenza. Nel 2007, le autorità federali hanno avviato la creazione di un'unica holding statale, Atomenergoprom, che riunisce le società Rosenergoatom, TVEL, Techsnabexport e Atomstroyexport. Il 100% delle azioni di OJSC Atomenergoprom sono state trasferite alla società statale per l'energia atomica Rosatom, creata contemporaneamente.
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Produzione di elettricità Nel 2012, le centrali nucleari russe hanno generato 177,3 miliardi di kWh, pari al 17,1% della produzione totale del Sistema energetico unificato della Russia. Il volume di elettricità fornita ammonta a 165,727 miliardi di kWh. La quota della produzione nucleare nel bilancio energetico complessivo della Russia è di circa il 18%. L'energia nucleare è di grande importanza nella parte europea della Russia e soprattutto nel nord-ovest, dove la produzione delle centrali nucleari raggiunge il 42%. Dopo il lancio della seconda unità della centrale nucleare di Volgodonsk nel 2010, il primo ministro russo V.V Putin ha annunciato l'intenzione di aumentare la produzione nucleare nel bilancio energetico complessivo della Russia dal 16% al 20-30%. La Russia per il periodo fino al 2030 prevede un aumento di 4 volte della produzione di elettricità nelle centrali nucleari.
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L'energia nucleare nel mondo Nel mondo di oggi in rapido sviluppo, la questione del consumo energetico è molto acuta. La non rinnovabilità di risorse come petrolio, gas, carbone ci fa pensare a fonti alternative di elettricità, la più realistica delle quali oggi è l'energia nucleare. La sua quota nella produzione globale di elettricità è del 16%. Più della metà di questo 16% ricade sugli Stati Uniti (103 unità), Francia e Giappone (59 e 54 unità, rispettivamente). In totale (alla fine del 2006) nel mondo erano operative 439 centrali nucleari, altre 29 sono in varie fasi di costruzione.
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Energia nucleare nel mondo Secondo le stime di TsNIIATOMINFORM, entro la fine del 2030, nel mondo saranno messe in funzione circa 570 GW di centrali nucleari (nei primi mesi del 2007 questa cifra era di circa 367 GW). Attualmente, il leader nella costruzione di nuove unità è la Cina, che sta costruendo 6 propulsori. Segue l’India con 5 nuovi blocchi. La Russia chiude le prime tre posizioni con 3 blocchi. Anche altri paesi hanno espresso l'intenzione di costruire nuove unità di potenza, comprese quelle dell'ex Unione Sovietica e del blocco socialista: Ucraina, Polonia, Bielorussia. Ciò è comprensibile, perché una centrale nucleare farà risparmiare una tale quantità di gas in un anno, il cui costo equivale a 350 milioni di dollari USA.
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Lezioni da Chernobyl Cosa è successo alla centrale nucleare di Chernobyl 20 anni fa? A causa delle azioni dei dipendenti della centrale nucleare, il reattore della 4a unità è andato fuori controllo. Il suo potere aumentò notevolmente. La muratura di grafite divenne incandescente e deformata. Le barre del sistema di controllo e protezione non sono riuscite ad entrare nel reattore e ad arrestare l'aumento della temperatura. I canali di raffreddamento crollarono e l'acqua scorreva da essi sulla grafite calda. La pressione nel reattore è aumentata e ha portato alla distruzione del reattore e dell'edificio della centrale elettrica. Al contatto con l'aria, centinaia di tonnellate di grafite calda si sono accese. Le barre contenenti combustibile e scorie radioattive si sciolsero e le sostanze radioattive si riversarono nell'atmosfera.
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Lezioni da Chernobyl. Spegnere il reattore stesso non è stato affatto facile. Ciò non poteva essere fatto con i mezzi ordinari. A causa delle elevate radiazioni e della terribile distruzione, era impossibile persino avvicinarsi al reattore. Una pila di grafite da molte tonnellate stava bruciando. Il combustibile nucleare ha continuato a generare calore e il sistema di raffreddamento è stato completamente distrutto dall'esplosione. La temperatura del carburante dopo l'esplosione ha raggiunto i 1500 gradi o più. I materiali di cui è stato realizzato il reattore si sono sinterizzati con cemento e combustibile nucleare a questa temperatura, formando minerali precedentemente sconosciuti. Era necessario fermare la reazione nucleare, abbassare la temperatura dei detriti e fermare il rilascio di sostanze radioattive nell'ambiente. A tale scopo, il pozzo del reattore è stato bombardato con materiali di rimozione del calore e filtranti provenienti da elicotteri. Hanno iniziato a farlo il secondo giorno dopo l’esplosione, il 27 aprile. Solo 10 giorni dopo, il 6 maggio, è stato possibile ridurre significativamente, ma non eliminare completamente, le emissioni radioattive
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Lezioni da Chernobyl Durante questo periodo, un'enorme quantità di sostanze radioattive rilasciate dal reattore furono trasportate dai venti a molte centinaia e migliaia di chilometri da Chernobyl. Dove le sostanze radioattive cadevano sulla superficie della terra si formavano zone di contaminazione radioattiva. Le persone ricevevano grandi dosi di radiazioni, si ammalavano e morivano. I primi a morire di malattie acute da radiazioni furono gli eroici vigili del fuoco. I piloti di elicotteri soffrirono e morirono. I residenti dei villaggi circostanti e anche delle aree remote, dove il vento portava radiazioni, sono stati costretti a lasciare le loro case e diventare rifugiati. Vasti territori sono diventati inadatti alla vita e agricoltura. La foresta, il fiume, il campo, tutto divenne radioattivo, tutto era carico di pericoli invisibili
