Energetyka

1
Historia (1)
Pierwsza elektrownia jądrowa, o mocy 5 MW powstała
w 1954 r. w Obnińsku (ZSRR). Produkcja prądu nie była
jednak w latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych
głównym zadaniem elektrowni jądrowych.
Pierwszoplanowym celem ich budowy była produkcja
wzbogaconego materiału rozszczepialnego do
produkcji broni atomowej. W latach siedemdziesiątych
zaczęło gwałtownie przybywać bloków energetycznych
z reaktorami atomowymi. Na świecie uruchamiano
kilkanaście reaktorów rocznie (dla porównania w
latach 1980-1989 średnio 22, a 1990-2004 – 5). Obecnie
przeciętne elektrownie mają moc ok. 1000-2000 MW.
2
Historia (2)
Te zmiany były spowodowane prawie
bezawaryjną pracą pierwszych elektrowni w
tamtym czasie, co doprowadziło do zwiększenia
zainteresowania tym rozwiązaniem, natomiast
w latach 90. na jego spadek wpływ miały dwie
poważne awarie: w Three Mile Island w 1979 r. i
w Czarnobylu w 1986 r. oraz wzrost wymagań
dotyczących bezpieczeństwa bloków jądrowych.
Cykl projektowania i budowy elektrowni
atomowej trwa około 10 lat, na liczbę
uruchamianych w latach 80-tych reaktorów,
wpływ miały więc decyzje podjęte najczęściej
jeszcze przed awariami w wyżej wymienionych
elektrowniach atomowych
3
Czarnobyl
Blok reaktora numer 4.
Cmentarzysko maszyn
w Prypeć. Maszyn te
brały udział w gaszeniu
reaktora.
4
Fukushima
W wyniku trzęsienia ziemi
nastąpiła awaria w elektrowni
atomowej.
5
Wady
Największe kontrowersje wokół energetyki jądrowej
związane są z kwestią budowy elektrowni, transportu i
składowania odpadów promieniotwórczych oraz kosztów
związanych z zamknięciem elektrowni i utylizacji tych
odpadów. Kwestie bezpieczeństwa działania pojawiają
się przy okazji awarii i wycieków, które w 2008 roku
zdarzyły się w elektrowniach na Słowenii, Węgrzech i we
Francji. Warto dodać, że te wycieki miały miejsce w
obiegu zamkniętym elektrowni i nie spowodowały
żadnego zanieczyszczenia środowiska zewnętrznego.
Pojawiają się także głosy wskazujące na wyczerpywanie
się złóż uranu, jednak najnowsze badania dowodzą że
jego zasoby starczą na co najmniej kilkaset lat.
6
Zalety
Największa zaletą energetyki jądrowej jest brak emisji szkodliwych dla
środowiska gazów i pyłów oraz bezpieczeństwo. Energetyka jądrowa jest
także najbardziej skondensowanym źródłem energii obecnie
wykorzystywanym przez człowieka. Światowe zasoby materiałów
rozszczepialnych pozwalałyby na pokrycie wszelkich potrzeb
energetycznych ludzkości na wiele tysięcy lat. Zasoby tradycyjnych
surowców energetycznych są ograniczone, już obecnie podaż ropy
naftowej nie nadąża za popytem. Szacuje się, że najtańsze w
eksploatacji złoża ropy są na wyczerpaniu, a wysokie koszty eksploatacji
pozostałych sprawią, że już za kilkadziesiąt lat paliwa będą bardzo
drogie. Kwestia czasu wyczerpania zasobów na świecie jest dyskusyjna.
Tak zwane "Raporty Rzymskie" przewidywały wyczerpanie zasobów do
roku 1992, ale nowe metody poszukiwania i eksploatacji odsunęły tę
granicę o co najmniej 20 lat.
Do 2030 przewiduje się wzrost mocy elektrowni atomowych na świecie
do 473 GW (w wariancie optymistycznym nawet do 748 GW).
7
Bezpieczeństwo jądrowe
Bezpieczeństwo jądrowe to całokształt zagadnień i
działalności naukowo-techniczno-organizacyjnych
związanych z zabezpieczaniem i ochroną społeczeństwa
przed zagrożeniami wynikającymi, lub mogącymi wynikać,
z awarii, uszkodzeń lub obecności systemów, obiektów,
urządzeń i materiałów będących źródłem promieniowania
radioaktywnego.
Według definicji Państwowej Agencji Atomistyki
bezpieczeństwo jądrowe to:Stan osiągany przez
całokształt przedsięwzięć organizacyjnych i technicznych
podejmowanych w celu zapobiegania zdarzeniom
radiacyjnym, związanym z działalnością z materiałami
jądrowymi.
8
Elektrownia jądrowa
Elektrownia jądrowa – obiekt przemysłowoenergetyczny (elektrownia cieplna),
wytwarzający energię elektryczną poprzez
wykorzystanie energii pochodzącej
z rozszczepienia jąder atomów,
najczęściej uranu (naturalnego
lub nieco wzbogaconego
w izotop U-235), w której ciepło
konieczne do uzyskania
pary, jest otrzymywane
z reaktora jądrowego.
9
Schemat cieplny elektrowni
jądrowej z reaktorem wodnym
ciśnieniowym
10
Animowany schemat elektrowni
z reaktorem wodnym wrzącym
11
Produkcja energii atomowej i jej
perspektywy w porównaniu z
innymi źródłami energii.
paliwa płynne
gaz
węgiel
źródła odnawialne
energia atomowa
12
Energia jądrowa na świecie
Obecnie na świecie pracuje 441 reaktorów
energetycznych w 29 państwach. Udział
elektrowni jądrowych w światowej produkcji
energii elektrycznej wynosi obecnie ok. 14%.
Pięć reaktorów jest w stanie
długoterminowego wyłączenia.
13
Rozmieszczenie
Państwa budujące pierwszy reaktor
Państwa budujące nowe reaktory
Państwa planujące budowę pierwszego reaktora
Państwa planując budowę kolejnych reaktorów
Państwa posiadające reaktory bez planów budowy lub kończące program atomowym
Państwa posiadające reaktory, rozważające zakończenie programu atomowego
Państwa, które zrezygnowały z programu atomowego, nie posiadające reaktorów
Państwa nie posiadające reaktorów
Państwa deklarujące tzw. „kraj bez atomu”
14
Stan elektrowni jądrowych na
świecie (1)
Budowa nowych (kolejnych)
elektrowni
Argentyna
Chiny
Francja
Finlandia
Indie
Japonia
Kanada
Korea Południowa
Pakistan
Rosja
Stany Zjednoczone
Słowacja
Plany budowy nowych (kolejnych)
elektrowni
Armenia
Brazylia
Bułgaria
Czechy
Gruzja
Kazachstan
Litwa
Meksyk
Polska
Republika Południowej Afryki
Rumunia
Słowenia
Szwajcaria
Szwecja
Tajwan
Ukraina
Węgry
Wielka Brytania
15
Stan elektrowni jądrowych na
świecie (2)
Budowa pierwszych elektrowni
Iran
Plany budowy pierwszych elektrowni
Algieria
Arabia Saudyjska
Azerbejdżan
Białoruś
Chile
Egipt
Indonezja
Jordania
Libia
Maroko
Mongolia
Oman
Polska
Wietnam
Włochy
Zjednoczone Emiraty Arabskie
Brak planów budowy/likwidacji
Hiszpania
Holandia
Plany likwidacji elektrowni
Belgia
Niemcy (likwidacja do 2022
roku)
16
Reaktory w Polsce
Reaktor Maria – jedyny
obecnie działający polski
reaktor jądrowy (pierwszy
polskiej produkcji) o mocy
cieplnej 30 MW,
uruchomiony w grudniu
1974 w Instytucie Badań
Jądrowych (IBJ) w
Otwocku-Świerku pod
Warszawą. Obecnie
reaktor zarządzany jest
przez Instytut Energii
Atomowej POLATOM,
który został wydzielony z
dawnego IBJ. Reaktor
nosi imię Marii
Skłodowskiej-Curie.
Reaktor Ewa - pierwszy w Polsce
doświadczalny reaktor jądrowy,
uruchomiony 14 czerwca 1958 w
Instytucie Badań Jądrowych w
Otwocku-Świerku (obecnie
Instytut Energii Atomowej); reaktor
wyłączony w lutym 1995 z powodu
braku uranu, ponownie włączony
w kwietniu, po sprowadzeniu
pierwiastka z Rosji, aktualnie
wygaszony i zdemontowany.
Nazwa była akronimem od
wyrazów: eksperymentalny,
wodny, atomowy.
W przyszłości budynek reaktora
Ewa może zostać wykorzystany
do składowania wykorzystanych
prętów paliwowych z reaktora
Maria, ze względu na swoją
konstrukcję, umożliwiającą ich
bezpieczne przechowywanie.
17
Nieukończony główny budynek
elektrowni Żarnowiec
18
Uczestnicy projektu
Magdalena Dziuda
Mateusz Cebula
Magdalena Żukowska
Kamila Frontczak
Klaudia Russek
Angelika Serafinowicz
Przemysław Wartecki
Opiekun: nauczyciel
chemii
mgr inż. Teresa Wajs
19
20
cdn…
21