Energia atomowa – Dorbrodziejstwo czy zagrożenie?

Energia atomowa – Dorbrodziejstwo
czy zagrożenie?
Przygotowali i opracowali:
Robert Niemiec i Mateusz Kmiecik
klasa 2m
Co to jest energia atomowa?
Energia jądrowa to energia wydzielana podczas
przemian jądrowych.
Uwalnianie się energii podczas tych przemian
związane jest z różnicami w energii wiązania
poszczególnych jąder atomowych.
Energia atomowa występuje również w naturze
Energetyka atomowa – zakres
Energetyka jądrowa obejmuje nie tylko wytwarzanie
energii, ale również zajmuje się problemami
związanymi z wydobyciem uranu, przeróbką paliwa
jądrowego oraz składowaniem odpadów jądrowych.
Największe kontrowersje wokół energetyki jądrowej
związane są z problemem powstawania, transportu i
składowania odpadów promieniotwórczych.
Przyczyny powstawania energii
atomowej
Paliwo jądrowe, materiał rozszczepialny wykorzystywany do
uzyskiwania energii w reaktorach jądrowych. Zawiera
najczęściej wzbogacony uran (tj. uran charakteryzujący się
większą od naturalnej względną zawartością izotopu 235U,
mieszczącą się w granicach od kilku do 90%), w różnych
formach fizyko-chemicznych: jako ciało stałe (tlenek,
węglik, stop metaliczny, metal; w postaci prętów, pastylek
itp.), w postaci ciekłej (jako roztwór siarczanu lub azotanu
uranylu) lub jako gaz (sześciofluorek uranu).
Drugim materiałem wykorzystywanym jako paliwo jądrowe
jest izotop plutonu 239Pu.
Reakcja łańcuchowa jako źródło
ogromnej energii
W procesie rozszczepiania jąder
pierwiastka promieniotwórczego
uwalniane są znaczne ilości energii,
kiedy w wyniku zderzenia ze
spowolnionym neutronem rozbity
zostaje atom uranu. Po
rozszczepieniu każdego z jąder
uranu wyemitowane zostają kolejne
trzy neutrony które rozszczep
następne atomy uranu. W ten
sposób wywołana zostaje
samopodtrzymująca się reakcja
łańcuchowa,
Wykorzystanie pokojowe energii
jądrowej
Reakcja rozszczepienia ciężkich jąder może być kontrolowana i jest
wykorzystywana w energetyce w elektrowniach jądrowych.
Najczęściej stosowanym surowcem jest uran-235. Wytwarzana w ten
sposób energia wewnętrzna jest wykorzystywana do napędzania turbin
generatorów energii elektrycznej.
Obecnie ok. 7% energii zużywanej przez ludzkość w tym 15,7%
energii elektrycznej jest produkowanej z energii jąder atomowych. W
Stanach Zjednoczonych ok. 20%, a we Francji aż 80% energii
elektrycznej pochodzi z elektrowni jądrowych.
Stosowany jest również napęd atomowy (okręty podwodne,
lotniskowce). Energia rozpadu promieniotwórczego służy również do
zasilania aparatury pomiarowej sond kosmicznych (szczególnie tych,
które penetrują peryferyjne obszary Układu Słonecznego).
.
Najczęściej wykorzystuje się energię
jądrową w elektrowniach atomowych
Około 1,8 miliarda ton węgla musiałyby zużywać
rocznie elektrociepłownie, żeby zaspokoić światowe
zapotrzebowanie na energię elektryczną.
W przypadku energii jądrowej wystarczyłoby tylko
135 ton deuteru, podobnego do wodoru pierwiastka
stanowiącego paliwo w procesje syntezy jądrowej
Ponieważ każdy metr sześcienny wody morskiej
zawiera 35 gramów deuteru. Jak więc widać, zasoby
paliwa jądrowego są prawie niewyczerpalne.
Jak działa elektrownia jądrowa?
Elektrownia jądrowa wytwarza energię elektryczną
poprzez wykorzystanie energii pochodzącej z
rozszczepienia jąder atomów, najczęściej uranu
(uranu naturalnego lub nieco wzbogaconego w
izotop 235U), w której ciepło konieczne do
uzyskania pary wodnej, jest otrzymywane z reaktora
jądrowego.
Para wodna napędza turbiny wytwarzające energię
elektryczną.
Schemat elektrowni atomowej
Schemat cieplny elektrowni
jądrowej z reaktorem wodnym
ciśnieniowym: 1. Blok reaktora;
2. Komin chłodzący; 3.
Reaktor; 4. Pręty kontrolne; 5.
Zbiornik wyrównawczy
ciśnienia; 6. Generator pary; 7.
Zbiornik paliwa; 8. Turbina; 9.
Prądnica; 10. Transformator;
11. Skraplacz; 12. Stan
gazowy; 13. Stan ciekły; 14.
Powietrze; 15. Wilgotne
powietrze; 16. Rzeka; 17.
Układ chłodzenia; 18. I obieg;
19. II obieg; 20. Para wodna;
21. Pompa
Elektrownie atomowe - ciekawostki
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
jądrowej.
Dwie poważne awarie: w Three Mile Island w 1979 r. i w Czarnobylu
w 1986 r. Miały wpływ na zahamowanie budowy nowych elektrowni
atomowych w Europie i na świecie
Katastrofa w Fuuszimie sprawiła, że temat bezpieczeństwa w
elektrowniach atomowych znowu powrócił.
Wykorzystanie niszczycielskie
(destrukcyjne) energii atomowej
Reakcja łańcuchowa, która przebiega w sposób
niekontrolowany (spowolniony) ma ogromna siłę
niszczycielską.
Fakt ten został wykorzystany do produkcji broni
atomowej w postaci bomb atomowych oraz rakiet i
pocisków (głowic) atomowych.
Ich moc wyrażono w kT i MT (kilotonach i
megatonach) odpowiada tysiącom ton trotylu
zdetonowanego w jednym momencie.
Pierwsza bomba atomowa
oraz efekt jej wybuchu
Zalety energii atomowej
W porównaniu do innych nienaturalnych sposobów
wytwarzania energii powoduje stosunkowo
niewielkie szkody w środowisku naturalnym.
Tańszy niż inne, sposób wytwarzania energii.
Umiejętnie wykorzystywana energia może być
podstawą zaspokojenia w energię wciąż
rozwijającej się cywilizacji.
Wady energii atomowej
Brak miejsca na składowanie odpadów promieniotwórczych,
szkodliwych dla zdrowia ludzi i zwierząt oraz dla środowiska
naturalnego znajdującego się wokół nas.
Wytwarzanie uranu związane jest również z procesami uszkadzającymi
naturalną „powłokę” środowiska.
Broń jądrowa to jeden z rodzajów broni masowej zagłady o wielkiej
sile niszczenia.
Związane z elektrowniami jądrowymi katastrofy, np. wybuch
elektrowni w Czarnobylu i w Fukiszimie , który spowodował wielkie
straty oraz zagrożenie dla życia ludzi związane z promieniowaniem
radioaktywnym.
PODSUMOWANIE
Energia atomowa może być
„zbawieniem „ współczesnej
cywilizacji albo przyczynić się do jej
zagłady