Reaktor jądrowy- jako alternatywne źródło energii

Reaktor jądrowyjako alternatywne
źródło energii
Aneta Bartnikowska
Kl.IIIa
Spis treści
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
☼
Alternatywne źródła energii
Reaktor jądrowy
Reaktor jądrowy termiczny-schemat
Promieniotwórczość naturalna
Energia nuklearna
Dlaczego energia nuklearna może być niebezpieczna?
Elektrownia jądrowa
Elementy elektrowni jądrowej
Katastrofa w Czarnobylu
Rozszczepienie jądrowe
Bomba atomowa
Wydarzenia historyczne
Bibliografia
Podziękowania
Alternatywne źródła energii
 Alternatywne źródła energii-inne niż klasyczne źródła
energii, jakimi są paliwa naturalne.
 Należą do nich:
☼ energia słoneczna,
☼ geotermalna,
☼ pływów,
☼ biomasy,
☼ jądrowa,
☼ wiatrowa energia odnawialna.
Reaktor jądrowy
Reaktor- to miejsce, gdzie w sposób kontrolowany
zachodzi reakcja rozszczepienia. Materiałem
rozszczepianym jest izotop uranu (promieniotwórczy pierwiastek
chemiczny o liczbie atom. 92, masie atom. 238,029, należy do aktynowców;
srebrzystobiały metal ciężki; temp. topnienia 1132°C, temp. wrzenia
3818°C, gęstość 19,05 g/cm3). Reakcja jest kontrolowana, gdyż
przez specjalne pręty z kadmu lub boru wyłapywane są
neutrony powstające w czasie tego procesu. Jeśli proces
kontrolujemy , to wiemy, jaka jest liczba neutronów a
więc jaka jest intensywność reakcji rozszczepienia, czyli
ile jąder w jednostce czasu się rozszczepia. Ta liczba
jest jednoznacznie związana z ilością energii, która
wyzwala się w każdej chwili.
Ryc.1- Reaktor jądrowy termiczny
Promieniotwórczość naturalna
Promieniotwórczość naturalną odkrył Henri
Becquerel, który stwierdził, że różne związki uranu
wywołują zaczernienie emulsji fotograficznej.
Systematyczne badania tego zjawiska podjęte przez
Marię Skłodowską-Curie i Piotra Curie doprowadziły do
stwierdzenia promieniotwórczości toru i odkrycia w 1898
nowych promieniotwórczych pierwiastków: polonu i radu.
Dalsze prace nad promieniotwórczością doprowadziły do
rozróżnienia 3 składowych promieniowań: a, b i g (E.
Rutherford, P. Villard i in.) oraz ich identyfikacji
(Becquerel, S.T. Meyer, E. von Schweidler, Rutherford),
a następnie do odkrycia, że zanik aktywności
promieniotwórczej ma charakter wykładniczy
(Rutherford, F. Soddy).
M. Skłodowska-Curie
Energia nuklearna
• Kilogram paliwa jądrowego może wytworzyć energię
równą 3 milionom kilogramów węgla. W reaktorach
atomowych jądra uranu są bombardowane cząstkami
nazywanymi neutronami. Proces rozbijania atomów
uranu wyzwala ogromne ilości energii. Oblicza się, że
istniejące zasoby paliwa nuklearnego wystarczają aby
zniszczyć całkowicie wszelkie życie na naszej planecie.
,,grzyb” neuklarny
spowodowany wybuchem
jądrowym
Dlaczego Energia nuklearna może
być niebezpieczna?
• Proces rozszczepienia atomów w paliwach jądrowych,
oprócz niewiarygodnej masy energii, niesie za sobą
emisję niebezpiecznego promieniowania, które powyżej
pewnego progu staje się zabójcze dla istot żywych. Oto
przyczyna dla której reaktory elektrowni jądrowych są
ochronione przez szczelne przegrody aby uniemożliwić
wyciek substancjom radioaktywnym.
MSR (Międzynarodowy
Symbol Radioaktywności)
Elektrownia jądrowa
elektrownia jądrowa (elektrownia cieplna jądrowa),
elektrownia, w której para napędzająca turbinę pobiera
ciepło uzyskiwane w procesie jądrowej reakcji
łańcuchowej, prowadzonej w reaktorze jądrowym.
Sprawność do ponad 40%. Największa na świecie
Fukushima w Japonii — moc 9 GW. Paliwem jest
najczęściej mieszanina izotopów uranu 235U
(rozszczepialny) i 238U. Pierwsza elektrownia jądrowa
powstała w 1954 w ZSRR (Obińsk pod Moskwą), druga
w 1956 w Wielkiej Brytanii (Calder Hall). Elektrownia
jądrowa różni się od konwencjonalnej sposobem
ogrzewania wody i wytwarzania z niej pary wodnej.
W Polsce nie wybudowano jeszcze żadnej elektrowni
jądrowej.
Elementy elektrowni jądrowej
Turbina- turbina z wbudowaną prądnicą przetwarza
energię wiatru na energię elektryczną. Składa się z kilku
umieszczonych na żelbetowym fundamencie (wysokość ok.
30 m) zespołów: wirnik wraz z łopatami, głowica, rurowa
wieża wspornikowa i mikroprocesorowy układ sterowania.
Obecnie budowane są tzw. fermy wiatrowe składające się z
kilku siłowni wiatrowych.
Pompa-maszyna robocza do podnoszenia cieczy z
poziomu niższego na wyższy , albo do przetłaczania cieczy z
obszaru o ciśnieniu niższym do obszaru o ciśnieniu wyższym.
Katastrofa w Czarnobylu
 CZARNOBYLSKA ELEKTROWNIA JĄDROWA, na
Ukrainie, 18 km od miasta Czarnobyl. Zbudowana w
latach 80. Moc 3000 MW. 27 kwietnia 1986 awaria
czwartego bloku reaktora spowodowała przedostanie się
do atmosfery dużej ilości substancji radioaktywnych
(m.in. jod, cez, stront); w wyniku awarii skażeniu uległo
ok. 100 tys. km2 (z tego 70% na Białorusi). Masy
skażonego powietrza dotarły nad Skandynawię, a
następnie nad środkową i południowo -wschodnią
Europę. W trakcie akcji ratowniczej zginęło 31 osób.
Ludność miasta Czarnobyl i okolic (130 tys. osób)
ewakuowano, jednak strefy skażone są nadal
zamieszkane.
Strefa
wysiedleń z
obszaru
skażonego
Rozszczepienie jądrowe
Szczególną reakcją jądrową ze względu na
zastosowanie jest reakcja rozszczepienia jądrowego.
Polega ona na rozpadzie jądra atomowego na dwa, a
czasem trzy jądra oraz kilka neutronów. Rozpad nie
zachodzi samorzutnie, ale wywołany jest przez
napromieniowanie jądra neutronami. Rozszczepieniu
ulegają tylko niektóre jądra. Są to jądra bardzo ciężkie i
wniknięcie do nich neutronów powoduje, że zachowują
się, jak dodatnio naładowana kropla cieczy, do której
wpadła maleńka kropelka i spowodowała rozpad dużej,
ciężkiej kropli na dwie mniejsze.
Bomba atomowa
BROŃ JĄDROWA- broń wykorzystująca energię
wydzielaną podczas łańcuchowej reakcji rozpadu
izotopów uranu 233 lub 235, plutonu 239 lub 241 (broń
atomowa) albo podczas syntezy jąder izotopów wodoru
(broń termojądrowa o sile wybuchu znacznie większej
niż broni atomowa). Broń jądrowa może być użyta jako
bomby lotnicze (atomowa lub termojądrowa), pociski
artyleryjskie i rakietowe, torpedy. Czynniki rażenia
bomby jądrowej to:
 fala uderzeniowa o wielkiej sile burzącej,
promieniowanie cieplne wzniecające pożary,
promieniowanie jonizujące i promieniotwórcze skażenie
terenu.
Wydarzenia historyczne
1896 -odkrycie promieniotwórczości -A.H. Becquerel
 1898-1910- podstawowe badania w zakresie
promieniotwórczości –M. Skłodowska-Curie, P.Curie
1911- odkrycie jądra atomowego; model atomu - E.
Rutherford
1919- pierwsza sztuczna reakcja jądrowa - E.
Rutherford, J. Chadwick
1947- pierwszy reaktor jądrowy
Podczas II wojny światowej dwie bomby atomowe
zostały zrzucone na japońskie miasta Hiroshima i
Nagasaki. Od tamtego czasu broń jądrowa nie została
użyta przeciwko ludności.
Bibliografia
Anna Kaczorowska- ,,Fizyka i astronomia”
Nauki ścisłe. Szkolna encyklopedia multimedialna
A-Zetka. Encyklopedia PWN
Arti- ,,Czy wiesz dlaczego?”
Dziękuje za poświęcenie uwagi
mojej prezentacji!!!