Atom energiyasi tabiatda qayerda chiqariladi? Atom energiyasi. Atom energiyasini transportda qo'llash

Atom energiyasi tabiatda qayerda chiqariladi? Atom energiyasi. Atom energiyasini transportda qo'llash
Atom energiyasi tabiatda qayerda chiqariladi? Atom energiyasi. Atom energiyasini transportda qo'llash
02.07.2020

Atom zarrachalar bulutlari bilan o'ralgan yadrodan iborat elektronlar(rasmga qarang). Atomlarning yadrolari - barcha moddalar tashkil topgan eng kichik zarralar - muhim zaxirani o'z ichiga oladi. Aynan shu energiya radioaktiv elementlarning parchalanishi paytida nurlanish shaklida chiqariladi. Radiatsiya hayot uchun xavfli, ammo yadroviy reaktsiyalar ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Radiatsiya tibbiyotda ham qo'llaniladi.

Radioaktivlik

Radioaktivlik beqaror atomlar yadrolarining energiya chiqarish xususiyatidir. Ko'pgina og'ir atomlar beqaror, ammo engilroq atomlar radioizotoplarga ega, ya'ni. radioaktiv izotoplar. Radioaktivlikning sababi atomlarning barqaror bo'lishga moyilligidir ("" maqolasiga qarang). Radioaktiv nurlanishning uch turi mavjud: alfa nurlari, beta nurlari Va gamma nurlari. Ular yunon alifbosining birinchi uchta harfi sharafiga nomlangan. Dastlab, yadro alfa yoki beta nurlarini chiqaradi va agar u hali ham beqaror bo'lsa, yadro gamma nurlarini ham chiqaradi. Rasmda siz uchta atom yadrosini ko'rasiz. Ular beqaror va ularning har biri uch turdagi nurlardan birini chiqaradi. Beta zarralari juda yuqori energiyaga ega elektronlardir. Ular neytronning parchalanishi natijasida paydo bo'ladi. Alfa zarralari ikkita proton va ikkita neytrondan iborat. Geliy atomining yadrosi aynan bir xil tarkibga ega. Gamma nurlari yorug'lik tezligida tarqaladigan yuqori energiyali elektromagnit nurlanishdir.

Alfa zarralari sekin harakat qiladi va qog'oz varag'idan qalinroq materiya qatlami ularni ushlab turadi. Ular geliy atomlarining yadrolaridan farq qilmaydi. Olimlarning fikricha, Yerdagi geliy tabiiy radioaktivlik mahsulidir. Alfa zarrasi 10 sm dan kamroq masofada uchadi va qalin qog'oz varag'i uni to'xtatadi. Beta zarracha havoda taxminan 1 metrga uchadi. 1 millimetr qalinlikdagi mis varaq uni ushlab turishi mumkin. 13 millimetrli qo'rg'oshin qatlamidan yoki 120 metrli qatlamdan o'tganda gamma nurlarining intensivligi ikki baravar pasayadi.

Radioaktiv moddalar radiatsiya oqimining oldini olish uchun qalin devorli qo'rg'oshin idishlarida tashiladi. Radiatsiya ta'siri odamlarda kuyish, katarakt va saraton kasalligiga sabab bo'ladi. Radiatsiya darajalari yordamida o'lchanadi Geiger hisoblagichi. Ushbu qurilma radioaktiv nurlanishni aniqlaganda chertgan ovoz chiqaradi. Zarrachalarni chiqargandan so'ng, yadro yangi atom raqamini oladi va boshqa elementning yadrosiga aylanadi. Bu jarayon deyiladi radioaktiv parchalanish. Agar yangi element ham beqaror bo'lsa, parchalanish jarayoni barqaror yadro hosil bo'lguncha davom etadi. Masalan, plutoniy-2 atomi (uning massasi 242) nisbiy atom massasi 4 (2 proton va 2 neytron) bo'lgan alfa zarrachasini chiqarganda uran atomiga aylanadi - 238 (atom massasi 238). Yarim hayot- bu ma'lum bir modda namunasidagi barcha atomlarning yarmi parchalanadigan vaqt. Turli xillarning yarim umri har xil. Radiy-221 ning yarim yemirilish davri 30 soniya, uranniki esa 4,5 milliard yil.

Yadro reaksiyalari

Yadro reaktsiyalarining ikki turi mavjud: yadroviy sintez Va yadroning bo'linishi (bo'linishi).. "Sintez" "birlashma" degan ma'noni anglatadi; Yadro sintezida ikkita yadro birlashtirilgan va bittasi katta. Yadro sintezi faqat juda yuqori haroratlarda sodir bo'lishi mumkin. Fusion juda katta miqdorda energiya chiqaradi. Yadro sintezida ikkita yadro bitta katta yadroga birlashadi. 1992 yilda COBE sun'iy yo'ldoshi kosmosda nurlanishning maxsus turini topdi, bu esa uning radiatsiya deb ataladigan natijasida hosil bo'lgan nazariyani tasdiqlaydi. katta portlash. Boʻlinish atamasidan koʻrinib turibdiki, yadrolar parchalanib, yadro energiyasini chiqaradi. Bu yadrolar neytronlar bilan bombardimon qilinganda va radioaktiv moddalarda yoki maxsus qurilmada sodir bo'lganda mumkin. zarracha tezlatgichi. Yadro bo'linadi, neytronlarni chiqaradi va ulkan energiya chiqaradi.

Atom energiyasi

Yadro reaktsiyalari natijasida ajralib chiqadigan energiya elektr energiyasini ishlab chiqarish va atom suv osti kemalari va samolyot tashuvchilarda quvvat manbai sifatida ishlatilishi mumkin. Atom elektr stantsiyasining ishlashi yadro reaktorlarida yadro parchalanishiga asoslangan. Uran kabi radioaktiv moddadan yasalgan tayoq neytronlar bilan bombardimon qilinadi. Uran yadrolari parchalanib, energiya chiqaradi. Bu yangi neytronlarni chiqaradi. Bu jarayon deyiladi zanjir reaktsiyasi. Elektr stansiyasi har qanday boshqa elektr stantsiyalarga qaraganda yoqilg'i massasi birligi uchun ko'proq energiya ishlab chiqaradi, ammo xavfsizlik choralari va radioaktiv chiqindilarni yo'q qilish juda qimmat.

Yadroviy qurol

Yadro qurolining harakati juda katta miqdordagi yadro energiyasining nazoratsiz chiqarilishi dahshatli portlashga olib kelishiga asoslanadi. Ikkinchi jahon urushi oxirida AQSh Yaponiyaning Xirosima va Nagasaki shaharlariga atom bombalarini tashladi. Yuz minglab odamlar halok bo'ldi. Atom bombalariga asoslanadi parchalanish reaktsiyalari, vodorod - yoqilgan sintez reaktsiyalari. Rasmda Xirosimaga tashlangan atom bombasi tasvirlangan.

Radiokarbon usuli

Radiokarbon usuli organizmning o'limidan keyin o'tgan vaqtni aniqlaydi. Tirik mavjudotlar oz miqdorda uglerod-14, uglerodning radioaktiv izotopidan iborat. Uning yarim yemirilish davri 5700 yil. Organizm o'lganida, to'qimalarda uglerod-14 zahiralari tugaydi, izotop parchalanadi va qolgan miqdori organizm qancha vaqt o'lganini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Radiokarbonni aniqlash usuli tufayli siz otilish qancha vaqt oldin sodir bo'lganligini bilib olishingiz mumkin. Buning uchun ular lavada muzlatilgan hasharotlar va gulchanglardan foydalanadilar.

Radioaktivlik yana qanday ishlatiladi?

Sanoatda radiatsiya qog'oz yoki plastmassa qatlamining qalinligini aniqlash uchun ishlatiladi ("" maqolasiga qarang). Plitadan o'tadigan beta nurlarining intensivligi bo'yicha, hatto uning qalinligida ozgina heterojenlik ham aniqlanishi mumkin. Oziq-ovqat mahsulotlari - mevalar, go'sht yangi bo'lishi uchun gamma nurlari bilan nurlanadi. Radioaktivlikdan foydalanib, shifokorlar tanadagi moddaning yo'lini kuzatadilar. Masalan, shakar bemorning tanasida qanday taqsimlanishini aniqlash uchun shifokor shakar molekulalariga bir oz uglerod-14 ni yuborishi va u tanaga kirganida moddaning chiqarilishini kuzatishi mumkin. Radioterapiya, ya'ni bemorni qat'iy dozalangan nurlanish qismlari bilan nurlantirish saraton hujayralarini - tananing o'sib chiqqan hujayralarini o'ldiradi.

ATOM ENERGIYASI
Yadro energiyasi

Atom energiyasi- bu atom yadrolarining ichki qayta tuzilishi natijasida ajralib chiqadigan energiya. Yadro energiyasini yadro reaksiyalari yoki yadrolarning radioaktiv parchalanishi natijasida olish mumkin. Yadro energiyasining asosiy manbalari ogʻir yadrolarning boʻlinish reaksiyalari va yengil yadrolarning sintezi (birikmasi) hisoblanadi. Oxirgi jarayon termoyadro reaksiyalari deb ham ataladi.
Yadro energiyasining bu ikki asosiy manbalarining paydo bo'lishini yadroning xususiy bog'lanish energiyasining A massa soniga (yadrodagi nuklonlar soni) bog'liqligini hisobga olgan holda tushuntirish mumkin. Maxsus bog'lanish energiyasi e ma'lum yadrodan barcha nuklonlar ajralib chiqishi uchun alohida nuklonga qanday o'rtacha energiya berilishi kerakligini ko'rsatadi. Temir mintaqasidagi (A = 50 – 60) yadrolar uchun o'ziga xos bog'lanish energiyasi maksimal (≈8,7 MeV) bo'lib, oz sonli nuklonlardan iborat engil yadrolarga o'tganda keskin kamayadi va og'ir yadrolarga o'tganda silliq kamayadi.
A > 200. e ning A ga bunday bog'liqligi tufayli yadro energiyasini olishning yuqorida ko'rsatilgan ikkita usuli paydo bo'ladi: 1) og'ir yadroni ikkita engilroqga bo'lish va
2) ikkita engil yadroning birikmasi (sintezi) va ularning bitta og'irroq yadroga aylanishi tufayli. Ikkala jarayonda ham nuklonlar kuchliroq bog'langan yadrolarga o'tish sodir bo'ladi va yadroviy bog'lanish energiyasining bir qismi ajralib chiqadi.
Energiya ishlab chiqarishning birinchi usuli yadroviy reaktor va atom bombasida, ikkinchisi - termoyadro reaktorida va ishlab chiqilayotgan termoyadro (vodorod) bombasida qo'llaniladi. Termoyadro reaksiyalari ham yulduzlar uchun energiya manbai hisoblanadi.
Muhokama qilingan energiya ishlab chiqarishning ikkita usuli yoqilg'i massasi birligiga energiya bo'yicha rekorddir. Shunday qilib, 1 gramm uranning to'liq bo'linishi bilan taxminan 10 11 J energiya chiqariladi, ya'ni. taxminan 20 kg trinitrotoluol (TNT) portlashi paytida bo'lgani kabi. Shunday qilib, yadro yoqilg'isi kimyoviy yoqilg'idan 10 7 marta samaraliroqdir.

Atom energiyasi - atom yadrolarining o'zgarishi paytida ajralib chiqadigan energiya. Atom energiyasining manbai atom yadrosining ichki energiyasidir.

Atom energiyasining aniqroq nomi atom energiyasidir. Yadro energiyasini ishlab chiqarishning ikki turi mavjud:
- og'ir yadrolarning bo'linishining yadroviy zanjirli reaktsiyasini amalga oshirish;
- engil yadrolarning termoyadroviy termoyadroviy reaktsiyasini amalga oshirish.

Yadro energiyasi haqidagi afsonalar

Dunyodagi uran zahiralari tugaydi. Hozirgi kunda tabiiy resurslarning tugashi haqida hatto bola ham biladi. Darhaqiqat, ko'plab foydali qazilmalarning zaxiralari tezda tugaydi. Hozirda uran zahiralari “nisbatan cheklangan” deb baholanmoqda, ammo bu unchalik kichik emas. Taqqoslash uchun, uran qalay kabi, oltindan 600 barobar ko'p. Olimlarning dastlabki hisob-kitoblariga ko‘ra, bu radioaktiv metalning zahiralari insoniyat uchun keyingi 500 yil davomida yetarli bo‘lishi kerak. Bundan tashqari, zamonaviy reaktorlar toriyni yoqilg'i sifatida ishlatishi mumkin va uning jahon zaxiralari, o'z navbatida, uran zahiralaridan 3 baravar ko'pdir.

Atom energiyasi atrof-muhitga juda salbiy ta'sir ko'rsatadi. Yadroga qarshi turli kampaniyalar vakillari atom energiyasida atrof-muhitga salbiy ta'sir ko'rsatadigan gazlarning "yashirin chiqindilari" borligini tez-tez ta'kidlaydilar. Ammo barcha zamonaviy ma'lumotlar va hisob-kitoblarga ko'ra, atom energiyasi, hatto deyarli ekologik jihatdan qulay deb hisoblangan quyosh yoki gidroenergetika bilan solishtirganda, uglerodning juda past darajasini o'z ichiga oladi.

Shamol va to'lqin energiyasi atrof-muhit nuqtai nazaridan ancha kamroq zararli. Aslida, shamol stansiyalari asosiy qirg'oq joylarida qurilmoqda yoki allaqachon qurilgan va qurilishning o'zi allaqachon atrof-muhitni ifloslantirmoqda. Ammo to'lqin stansiyalarining qurilishi hali ham eksperimental bo'lib, uning atrof-muhitga ta'siri aniq ma'lum emas, shuning uchun ularni atom energiyasi bilan solishtirganda ekologik jihatdan ancha barqaror deb atash qiyin.

Yadro reaktorlari joylashgan hududlarda leykemiya bilan kasallanish darajasi yuqori. Atom elektr stantsiyalari yaqinidagi bolalar o'rtasida leykemiya darajasi, masalan, organik fermer xo'jaliklari yaqinidagi joylardan yuqori emas. Ushbu kasallikning tarqalish maydoni atom elektr stantsiyasi va milliy bog'ni qamrab olishi mumkin.

Yadro reaktorlari juda ko'p chiqindilarni ishlab chiqaradi. Atom energetikasi ekologlarning da'volariga qaramasdan, aslida minimal chiqindilarni ishlab chiqaradi. Yer radioaktiv chiqindilar bilan to'la emas. Atom energiyasini ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalari yaqin 20-40 yil ichida radioaktiv chiqindilarning umumiy miqdoridagi ulushini minimallashtirish imkonini beradi.

Yadro energiyasi dunyoda qurollarning ko'payishiga hissa qo'shadi. Atom elektr stantsiyalari sonining ko'payishi qurollar tarqalishining qisqarishiga olib keladi. Yadro kallaklari juda yaxshi sifatli reaktor yoqilg'isini ishlab chiqaradi va reaktor kallaklari dunyodagi yadro yoqilg'isining taxminan 15 foizini ishlab chiqaradi. Reaktor yoqilg‘isiga bo‘lgan talabning ortishi bunday kallaklarni potentsial terrorchilardan “yo‘naltirishi” kutilmoqda.

Terrorchilar yadro reaktorlarini nishon sifatida tanlaydilar. 2001-yil 11-sentabr fojiasidan so‘ng yadroviy inshootlarga hujum qilish ehtimolini aniqlash uchun bir qator ilmiy tadqiqotlar o‘tkazildi. Biroq, so'nggi Britaniya tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, atom elektr stantsiyalari hatto Boeing 767-400 reydiga ham "bardosh bera oladi". Yadro reaktorlarining yangi avlodi barcha mavjud samolyotlarning ehtimoliy hujumlaridan yuqori darajadagi himoya bilan ishlab chiqiladi, shuningdek, inson aralashuvisiz yoki kompyuter nazoratisiz faollashtirilishi mumkin bo‘lgan maxsus xavfsizlik funksiyalarini joriy etish rejalashtirilgan.

Yadro energiyasi juda qimmat. Bahsli bayonot. Buyuk Britaniya Savdo va sanoat departamenti maʼlumotlariga koʻra, atom elektr stansiyalaridan elektr energiyasi ishlab chiqarish tannarxi faqat gaz narxidan oshib ketadi va quruqlikdagi shamol stansiyalari ishlab chiqaradigan energiyadan 10-20 barobar kam. Bundan tashqari, atom energiyasining umumiy qiymatining 10% urandan kelib chiqadi va atom energiyasi gaz yoki neft kabi yoqilg'ilarga narxlarning doimiy o'zgarishiga unchalik sezgir emas.

Atom elektr stansiyasini foydalanishdan chiqarish juda qimmatga tushadi. Bu bayonot faqat ilgari qurilgan atom elektr stansiyalariga tegishli. Hozirgi yadroviy reaktorlarning ko'pchiligi ularning keyinchalik to'xtatilishi kutilmasdan qurilgan. Ammo yangi atom elektr stantsiyalarini qurishda bu nuqta allaqachon hisobga olinadi. Shu bilan birga, atom elektr stansiyasini foydalanishdan chiqarish xarajatlari iste'molchilar to'laydigan elektr energiyasi narxiga kiritiladi. Zamonaviy reaktorlar 40 yil ishlashga mo‘ljallangan bo‘lib, ularni ishdan chiqarish xarajatlari shu uzoq muddat davomida to‘lanadi va shuning uchun elektr energiyasi narxiga unchalik ta’sir qilmaydi.

Atom elektr stansiyasini qurish juda uzoq davom etadi. Bu, ehtimol, yadro quroliga qarshi kampaniyalar haqidagi barcha bayonotlarning eng asossizi. Atom elektr stantsiyasining qurilishi 4 yildan 6 yilgacha davom etadi, bu "an'anaviy" elektr stantsiyalarini qurish vaqti bilan solishtirish mumkin. Yangi atom elektr stansiyalarining modulli tuzilishi atom elektr stansiyalarini qurish jarayonini biroz tezlashtirishi mumkin.

Menejment universiteti"
Innovatsiyalarni boshqarish kafedrasi
“Zamonaviy tabiatshunoslik tushunchalari” fanidan
Mavzu bo'yicha taqdimot: Yadro
energiya: uning mohiyati va
texnologiyada foydalanish va
texnologiyalar

Taqdimot rejasi

Kirish
Atom energiyasi.
Yadro energiyasining kashf etilishi tarixi
Yadro reaktori: yaratilish tarixi, tuzilishi,
asosiy tamoyillari, reaktorlarning tasnifi
Yadro energiyasidan foydalanish sohalari
Xulosa
Ishlatilgan manbalar

Kirish

Energetika milliy iqtisodiyotning eng muhim tarmog'i,
energiya resurslarini qamrab olish, ishlab chiqarish, transformatsiya qilish,
turli turdagi energiyani uzatish va ulardan foydalanish. Bu asos
davlat iqtisodiyoti.
Dunyoda sanoatlashtirish jarayoni kechmoqda, bu esa talab qiladi
materiallarning qo'shimcha sarflanishi, bu energiya xarajatlarini oshiradi.
Aholining o'sishi bilan tuproqni qayta ishlash uchun energiya sarfi ortadi,
o'rim-yig'im, o'g'it ishlab chiqarish va boshqalar.
Hozirgi vaqtda ko'plab tabiiy resurslar tayyor
sayyoralar tugaydi. Xom ashyoni qazib olish uzoq vaqt talab etadi
chuqur yoki dengiz tokchalarida. Butun dunyo bo'ylab cheklangan ta'minot
neft va gaz, go'yo, insoniyat istiqboli bilan
energiya inqirozi.
Biroq, atom energiyasidan foydalanish insoniyatga beradi
buning oldini olish imkoniyati, chunki fundamental natijalari
atom yadrosi fizikasi bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar tahdidning oldini olishga imkon beradi
chiqarilgan energiyadan foydalangan holda energiya inqirozi
atom yadrolarining ayrim reaksiyalarida

Atom energiyasi

Yadro energiyasi (atom energiyasi) energiyadir
atom yadrolarida mavjud va ajralib chiqadi
yadroviy reaktsiyalar paytida. Atom elektr stansiyalari,
bu energiya ishlab chiqaradiganlar 13-14% ishlab chiqaradi
jahon elektr energiyasi ishlab chiqarish. .

Yadro energiyasining kashf etilishi tarixi

1895 yil V.K.Rentgen ionlashtiruvchi nurlanishni (rentgen nurlari) kashf etdi.
1896 yil A. Bekkerel radioaktivlik hodisalarini ochdi.
1898 yil M. Sklodovska va P. Kyuri radioaktiv elementlarni kashf etdilar
Po (poloniy) va Ra (radiy).
1913 yil N. Bor atomlar va molekulalar tuzilishi haqidagi nazariyani ishlab chiqdi.
1932 yil J.Chedvik neytronlarni kashf etdi.
1939 yil O.Gan va F.Strassmann taʼsirida U yadrolarining boʻlinishini oʻrgandilar.
sekin neytronlar.
1942 yil dekabr - Birinchi o'zini o'zi ta'minlash
SR-1 reaktorida yadro parchalanishining boshqariladigan zanjirli reaktsiyasi (guruh
E. Fermi boshchiligidagi Chikago universiteti fiziklari).
1946-yil 25-dekabr - Birinchi sovet reaktori F-1 ishga tushirildi
kritik holat (boshchiligidagi fiziklar va muhandislar guruhi
I.V.Kurchatova)
1949 yil - birinchi Pu ishlab chiqarish reaktori ishga tushirildi
1954-yil 27-iyun — Dunyodagi birinchi atom elektr stansiyasi ishga tushdi
Obninskdagi 5 MVt elektr quvvatiga ega elektr stantsiyasi.
90-yillarning boshlariga kelib dunyoning 27 davlatida 430 dan ortiq atom elektr stansiyalari ishlagan.
umumiy quvvati taxminan bo'lgan quvvat reaktorlari. 340 GVt.

Yadro reaktorining yaratilish tarixi

Enriko Fermi (1901-1954)
Kurchatov I.V. (1903-1960)
1942 yil AQSHda E.Fermi boshchiligida birinchi
yadro reaktori.
1946 yil rahbarligida birinchi sovet reaktori ishga tushirildi
Akademik I.V.Kurchatov.

AES reaktorining dizayni (soddalashtirilgan)

Muhim elementlar:
Yadro yoqilg'isi bilan faol zona va
sekinlashtiruvchi;
Atrofni o'rab turgan neytron reflektor
faol zona;
Sovutgich;
Zanjir reaktsiyasini boshqarish tizimi,
favqulodda vaziyatlardan himoya qilish, shu jumladan
Radiatsiyaviy himoya
Masofadan boshqarish tizimi
Reaktorning asosiy xususiyatlari quyidagilardir
uning quvvat chiqishi.
1 MVt quvvat - 3 1016 bo'linma
1 soniyada.
Atom elektr stansiyasining sxematik tuzilishi
Geterogen reaktorning ko‘ndalang kesimi

Yadro reaktorining tuzilishi

Neytronlarni ko'paytirish omili

Raqamning tez o'sishini tavsiflaydi
neytronlar va sonning nisbatiga teng
bir avlodda neytronlar
ularni tug'gan raqamga zanjirli reaktsiya
oldingi avlod neytronlari.
k=Si/Si-1
k<1 – Реакция затухает
k=1 – reaksiya statsionar davom etadi
k=1,006 – Boshqarish imkoniyati chegarasi
reaktsiyalar
k>1.01 - Portlash (reaktor uchun
termal neytronlarning energiya chiqishi
soniyada 20 000 marta o'sadi).
Uran uchun odatiy zanjir reaktsiyasi;

10. Reaktor kadmiy yoki bor o'z ichiga olgan rodlar yordamida boshqariladi.

Quyidagi turdagi novdalar ajralib turadi (qo'llash maqsadiga ko'ra):
Kompensatsion novdalar - dastlabki ortiqcha miqdorini qoplash
reaktivlik, yonilg'i yonishi bilan uzaytirish; 100 gacha
narsalar
Tekshirish novdalari - tanqidiylikni saqlash uchun
istalgan vaqtda, to'xtatish, boshlash uchun holatlar
reaktor; biroz
Eslatma: novdalarning quyidagi turlari ajratiladi (maqsadiga ko'ra
ilovalar):
Nazorat va kompensatsiya novdalari ixtiyoriy
turli strukturaviy elementlarni ifodalaydi
ro'yxatdan o'tish
Favqulodda rodlar - tortishish kuchi bilan qayta o'rnatiladi
yadroning markaziy qismiga; biroz. Balki
Bundan tashqari, ba'zi boshqaruv novdalari ham qayta o'rnatiladi.

11. Yadro reaktorlarining neytron spektri bo'yicha tasnifi

Termal neytron reaktori ("termal reaktor")
Issiqlikka erishish uchun tez neytron moderatori (suv, grafit, berilliy) talab qilinadi
energiyalar (eV fraktsiyalari).
Moderator va strukturaviy materiallarda kichik neytron yo'qotishlari =>
tabiiy va ozgina boyitilgan uran yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin.
Kuchli quvvatli reaktorlar uranni yuqori quvvat bilan ishlatishi mumkin
boyitish - 10% gacha.
Katta reaktivlik zahirasi talab qilinadi.
Tez neytron reaktori ("tezkor reaktor")
Moderator va moderator sifatida uran karbid UC, PuO2 va boshqalar ishlatiladi
Neytronlar ancha kam (0,1-0,4 MeV).
Yoqilg'i sifatida faqat yuqori darajada boyitilgan urandan foydalanish mumkin. Lekin
bir vaqtning o'zida yoqilg'i samaradorligi 1,5 baravar yuqori.
Neytron reflektor (238U, 232Th) talab qilinadi. Ular faol zonaga qaytadilar
0,1 MeV dan yuqori energiyaga ega tez neytronlar. 238U, 232Th yadrolari tomonidan tutilgan neytronlar,
239Pu va 233U bo'linuvchi yadrolarni olishga sarflanadi.
Qurilish materiallarini tanlash assimilyatsiya kesimi, Zaxira bilan cheklanmaydi
ancha kam reaktivlik.
Oraliq neytron reaktori
Tez neytronlar yutilishdan oldin 1-1000 eV energiyagacha sekinlashadi.
Termal reaktorlarga nisbatan yadro yoqilg'isining yuqori yuki
neytronlar
Yadro yoqilg'isini kengaytirilgan ko'paytirishni amalga oshirish mumkin emas, xuddi shunday
tez neytron reaktori.

12. Yoqilg'i joylashtirish bo'yicha

Bir hil reaktorlar - yoqilg'i va moderator bir hil reaktorni ifodalaydi
aralashmasi
Yadro yoqilg'isi shaklida reaktor yadrosida joylashgan
bir hil aralashma: uran tuzlarining eritmalari; ichida uran oksidlarining suspenziyasi
engil va og'ir suv; uran bilan singdirilgan qattiq moderator;
erigan tuzlar. Bir hil reaktorlar uchun variantlar
gazsimon yoqilg'i (gazsimon uran birikmalari) yoki suspenziya
gazdagi uran changi.
Yadroda hosil bo'lgan issiqlik sovutish suvi (suv,
gaz va boshqalar) yadro orqali quvurlar orqali harakat qilish; yoki aralashmasi
moderatorli yoqilg'ining o'zi sovutish suvi sifatida xizmat qiladi,
issiqlik almashinuvchilari orqali aylanadi.
Keng qo'llanilmaydi (Tuzilishning yuqori korroziyasi
suyuq yoqilg'idagi materiallar, reaktor dizaynining murakkabligi
qattiq aralashmalar, kuchsiz boyitilgan uranni ko'proq yuklash
yoqilg'i va boshqalar)
Heterojen reaktorlar - yoqilg'i yadroga diskret ravishda joylashtiriladi
o'rtasida moderator joylashgan bloklar shaklida
Asosiy xususiyat - yonilg'i elementlarining mavjudligi
(TVELlar). Yoqilg'i tayoqlari turli shakllarga ega bo'lishi mumkin (tayoqlar, plitalar
va hokazo), lekin yoqilg'i o'rtasida har doim aniq chegara mavjud,
moderator, sovutish suvi va boshqalar.
Bugungi kunda ishlatiladigan reaktorlarning aksariyati
heterojen, bu ularning dizayn afzalliklari bilan bog'liq
bir hil reaktorlar bilan solishtirganda.

13. Foydalanish xususiyatiga ko'ra

Ism
Maqsad
Quvvat
Eksperimental
reaktorlar
Har xil jismoniy miqdorlarni o'rganish,
qadriyatlari kim uchun zarurdir
yadroviy qurilmani loyihalash va ishlatish
reaktorlar.
~103 Vt
Tadqiqot
reaktorlar
Yaratilgan neytronlar va g-kvantalarning oqimlari
faol zona, uchun ishlatiladi
yadro fizikasi sohasidagi tadqiqotlar,
qattiq jismlar fizikasi, radiatsiya kimyosi,
biologiya, sinov materiallari uchun,
intensiv sharoitlarda ishlash uchun mo'ljallangan
neytron oqimlari (shu jumladan yadro qismlari).
reaktorlar) izotoplar ishlab chiqarish uchun.
<107Вт
Diqqatga sazovor joylar
Men energiyaga o'xshayman
odatda emas
ishlatilgan
Izotop reaktorlari
ishlatiladigan izotoplar ishlab chiqarish uchun
yadroviy qurollar, masalan, 239Pu va in
sanoat.
~103 Vt
Energiya
reaktorlar
Elektr va termal olish uchun
energetika sohasida ishlatiladigan energiya, bilan
suvni tuzsizlantirish, elektr uzatish uchun
kema qurilmalari va boshqalar.
3-5 109 Vt gacha

14. Geterogen reaktorni yig'ish

Geterogen reaktorda yadro yoqilg'isi faol ravishda taqsimlanadi
zona diskret ravishda bloklar shaklida bo'lib, ular orasida mavjud
neytron moderatori

15. Og'ir suvli yadro reaktori

Afzalliklar
Kichikroq assimilyatsiya kesimi
Neytronlar => Yaxshilangan
neytron balansi =>
sifatida foydalaning
tabiiy uran yoqilg'isi
Yaratish imkoniyati
sanoat og'ir suv
ishlab chiqarish uchun reaktorlar
tritiy va plutoniy, shuningdek
keng doiradagi izotopik
mahsulotlar, shu jumladan
tibbiy maqsadlarda.
Kamchiliklar
Deyteriyning yuqori narxi

16. Tabiiy yadro reaktori

Tabiatda, kabi sharoitlarda
sun'iy reaktor, mumkin
tabiiy hududlarni yaratish
yadro reaktori.
Ma'lum bo'lgan yagona tabiiy
yadro reaktori 2 mlrd
yil oldin Oklo mintaqasida (Gabon).
Kelib chiqishi: uran rudalarining juda boy venasi suv oladi
neytron moderatori rolini o'ynaydigan sirt. Tasodifiy
parchalanish zanjir reaktsiyasini boshlaydi. U faol bo'lganda, suv qaynab ketadi,
reaktsiya zaiflashadi - o'z-o'zini tartibga solish.
Reaktsiya ~ 100 000 yil davom etdi. Endi bu tufayli mumkin emas
tabiiy parchalanish natijasida kamaygan uran zahiralari.
Migratsiyani o‘rganish uchun dala so‘rovlari o‘tkazilmoqda
izotoplar - er osti yo'q qilish texnikasini rivojlantirish uchun muhim
radioaktiv chiqindilar.

17. Atom energiyasidan foydalanish sohalari

Atom elektr stansiyasi
Ikki pallali atom elektr stantsiyasining ishlash sxemasi
bosimli suv quvvati reaktori (VVER)

18.

Atom elektr stantsiyalariga qo'shimcha ravishda yadro reaktorlari ham qo'llaniladi:
yadro muzqaymoqlarida
yadroviy suv osti kemalarida;
yadroviy raketalarning ishlashi paytida
dvigatellar (xususan, AMSda).

19. Kosmosdagi yadro energiyasi

kosmik zond
Cassini tomonidan yaratilgan
NASA va ESA loyihasi,
uchun 10/15/1997 ishga tushirilgan
tadqiqotlar seriyasi
Quyosh ob'ektlari
tizimlari.
Elektr energiyasi ishlab chiqarish
uch tomonidan amalga oshirildi
radioizotop
termoelektrik
generatorlar: Cassini
bortda 30 kg 238 Pu yuk ko'taradi,
qaysi, parchalanib,
issiqlik chiqaradi
ga aylantirilishi mumkin
elektr energiyasi

20. "Prometey 1" kosmik kemasi

NASA yadro reaktorini ishlab chiqmoqda
sharoitlarda ishlashga qodir
vaznsizlik.
Maqsad - kosmosni energiya bilan ta'minlash
loyihaga muvofiq "Prometey 1" kemasi
Yupiterning yo'ldoshlarida hayot izlash.

21. Bomba. Boshqarilmaydigan yadro reaktsiyasi printsipi.

Yagona jismoniy ehtiyoj - bu muhim ahamiyatga ega
k>1,01 uchun massalar. Boshqaruv tizimini ishlab chiqish shart emas -
atom elektr stansiyalariga qaraganda arzonroq.
"Qurol" usuli
Birlashganda kritikdan past massali ikkita uran quymasi oshadi
tanqidiy. 235U boyitish darajasi 80% dan kam emas.
Ushbu turdagi "chaqaloq" bomba Xirosimaga tashlangan 45.06.08 8:15
(6 oy ichida 78-240 ming o'ldirilgan, 140 ming kishi vafot etgan)

22. Portlovchi siqish usuli

Kompleksdan foydalanadigan plutoniyga asoslangan bomba
an'anaviy portlovchi moddalarni bir vaqtning o'zida portlatish tizimlari siqiladi
superkritik o'lcham.
Nagasakiga shunday turdagi "Semiz odam" bombasi tashlangan
09/08/45 11:02
(75 ming halok bo'lgan va yaralangan).

23. Xulosa

Energiya muammosi eng muhim muammolardan biridir
Bugun insoniyat qaror qilishi kerak. Bunday narsalar allaqachon odatiy holga aylangan
ilm-fan va texnika yutuqlari tezkor aloqa vositasi sifatida
transport, kosmik tadqiqotlar. Ammo bularning barchasi talab qiladi
katta energiya sarfi.
Energiya ishlab chiqarish va iste'mol qilishning keskin o'sishi yangilikni keltirib chiqardi
ifodalovchi atrof-muhitning ifloslanishining keskin muammosi
insoniyat uchun jiddiy xavf.
Kelgusi o'n yilliklarda jahon energiya ehtiyojlari
tez ortib boradi. Hech qanday energiya manbai yo'q
ularni ta'minlash imkoniyatiga ega bo'ladi, shuning uchun barcha manbalarni rivojlantirish kerak
energiya va energiya resurslaridan samarali foydalanish.
Energetika rivojlanishining eng yaqin bosqichida (XXI asrning birinchi o'n yilliklari)
Ko'mir energetikasi va atom energetikasi eng istiqbolli bo'lib qoladi
issiqlik va tez neytron reaktorlari bilan energiya. Biroq, mumkin
insoniyat taraqqiyot yo'lida to'xtab qolmasligiga umid qilaman,
tobora ortib borayotgan energiya iste'moli bilan bog'liq.

Bir nuklonga bog'lanish energiyasining yadrodagi nuklonlar soniga bog'liqligi grafikda ko'rsatilgan.

Yadroni alohida nuklonlarga bo'lish uchun zarur bo'lgan energiya bog'lanish energiyasi deb ataladi. Nuklonning bog'lanish energiyasi turli xil kimyoviy elementlar va hatto bir xil kimyoviy elementning izotoplari uchun bir xil emas. Yadrodagi nuklonning oʻziga xos bogʻlanish energiyasi oʻrtacha oʻrtacha yengil yadrolar (deyteriy) uchun 1 MeV dan oʻrtacha ogʻirlikdagi yadrolar uchun 8,6 MeV (A≈100) gacha oʻzgarib turadi. Og'ir yadrolar uchun (A≈200) nuklonning o'ziga xos bog'lanish energiyasi o'rtacha og'irlikdagi yadrolarga qaraganda taxminan 1 MeV ga kamroq bo'ladi, shuning uchun ularning o'rtacha og'irlikdagi yadrolarga aylanishi (2 qismga bo'linishi) ajralishi bilan birga keladi. har bir nuklonga taxminan 1 MeV yoki yadroga taxminan 200 MeV miqdorda energiya. Yengil yadrolarning og'irroq yadrolarga aylanishi har bir nuklonga yanada ko'proq energiya olish imkonini beradi. Masalan, deyteriy va tritiy o'rtasidagi reaksiya

1 D²+ 1 T³→ 2 He 4 + 0 n 1

17,6 MeV, ya'ni har bir nuklonga 3,5 MeV energiya ajralib chiqishi bilan birga keladi.

Yadro energiyasining chiqishi

Yadro energiyasini chiqaradigan ekzotermik yadro reaktsiyalari ma'lum.

Odatda, uran-235 yoki plutoniy yadrolarining yadroviy bo'linish zanjiri reaktsiyasi yadro energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Neytron urilganda yadrolar bo'linib, yangi neytronlar va parchalanish bo'laklarini hosil qiladi. Parchalanish neytronlari va parchalanish fragmentlari yuqori kinetik energiyaga ega. Bo'laklarning boshqa atomlar bilan to'qnashuvi natijasida bu kinetik energiya tezda issiqlikka aylanadi.

Yadro energiyasini chiqarishning yana bir usuli bu yadro sintezidir. Bunday holda, engil elementlarning ikkita yadrosi bitta og'ir yadroga birlashadi. Bunday jarayonlar Quyoshda sodir bo'ladi.

Ko'pgina atom yadrolari beqaror. Vaqt o'tishi bilan bu yadrolarning ba'zilari o'z-o'zidan boshqa yadrolarga aylanadi va energiya chiqaradi. Bu hodisa radioaktiv parchalanish deb ataladi.

Yadro energiyasidan foydalanish

Vodorod bombasida termoyadroviy energiya ishlatiladi.

Eslatmalar

Shuningdek qarang

Havolalar

Xalqaro shartnomalar

  • Yadroviy avariya haqida erta xabardor qilish to'g'risidagi konventsiya (Vena, 1986 yil)
  • Yadroviy materialni jismoniy himoya qilish to'g'risidagi konventsiya (Vena, 1979 yil)
  • Yadroviy zarar uchun fuqarolik javobgarligi to'g'risidagi Vena konventsiyasi
  • Ishlatilgan yoqilg'i bilan ishlash xavfsizligi va radioaktiv chiqindilar bilan ishlash xavfsizligi to'g'risidagi qo'shma konventsiya

Adabiyot

  • Klarfild, Jerald H. va Uilyam M. Wiecek (1984). Yadro Amerikasi: Qo'shma Shtatlardagi harbiy va fuqarolik yadroviy quvvati 1940-1980, Harper & Row.
  • Kuk, Stefani (2009). O'lik qo'llarda: Yadro davrining ogohlantiruvchi tarixi, Black Inc.
  • Kravens Gvinet Dunyoni qutqarish uchun kuch: yadroviy energiya haqidagi haqiqat. - Nyu-York: Knopf, 2007. - ISBN 0-307-26656-7
  • Elliott, Devid (2007). Yadroviy yoki yo'qmi? Yadro energetikasi barqaror energiya kelajagida o'z o'rniga egami?, Palgrave.
  • Folk, Jim (1982). Global bo'linish: yadroviy energiya uchun kurash, Oksford universiteti nashriyoti.
  • Ferguson, Charlz D., (2007). Yadro energiyasi: foyda va xavflarni muvozanatlash Tashqi aloqalar kengashi.
  • Herbst, Alan M. va Jorj V. Xopli (2007). Endi yadro energiyasi: Nima uchun dunyodagi eng noto'g'ri tushunilgan energiya manbai vaqti keldi, Wiley.
  • Shnayder, Mycle, Stiv Tomas, Entoni Froggatt, Dag Koplou (2009 yil avgust). Jahon yadro sanoati holati to'g'risidagi hisobot, Germaniya Federal atrof-muhit, tabiatni muhofaza qilish va reaktor xavfsizligi vazirligi.
  • Uoker, J. Samuel (1992). Atomni o'z ichiga olgan: o'zgaruvchan muhitda yadroviy tartibga solish, 1993-1971
  • Uoker, J. Samuel (2004). Uch mil oroli: tarixiy nuqtai nazardan yadroviy inqiroz, Berkli: Kaliforniya universiteti matbuoti.
  • Weart, Spenser R. Yadroviy qo'rquvning kuchayishi. Kembrij, MA: Garvard universiteti nashriyoti, 2012. ISBN 0-674-05233-1

Wikimedia fondi. 2010 yil.

  • Kosman, Bernxard
  • Zimmerman, Albert Karl Geynrix

Boshqa lug'atlarda "Atom energiyasi" nima ekanligini ko'ring:

    ATOM ENERGIYASI- (atom energiyasi) yadro transformatsiyalari (yadro reaktsiyalari) paytida ajralib chiqadigan atom yadrolarining ichki energiyasi. yadroviy bog'lanish energiyasi. massa nuqsoni Yadrodagi nuklonlar (proton va neytronlar) yadro kuchlari tomonidan mustahkam ushlab turiladi. Yadrodan nuklonni olib tashlash uchun ... ... Katta ensiklopedik lug'at

    ATOM ENERGIYASI- (yadro energiyasi), ichki energiya da. yadro, yadroviy transformatsiyalar paytida ajralib chiqadi. Yadroni tashkil etuvchi nuklonlarga bo'lish uchun sarflanishi kerak bo'lgan energiya deyiladi. yadroviy bog'lanish energiyasi? Bu maks. osmonga energiya chiqarilishi mumkin.…… Jismoniy ensiklopediya

    ATOM ENERGIYASI- YADRO ENERGIYASI, MASA ning energiyaga o‘tishi natijasida yadro reaksiyasi jarayonida ajralib chiqadigan ENERGIYA: E=ms2 (bu erda E - energiya, m - massa, c - yorug'lik tezligi); uni A. Eynshteyn o'zining NISBIYLIK NAZARIYASI.... ... asarida olgan. Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at

    ATOM ENERGIYASI- (yadro energiyasi) qarang () () ... Katta politexnika entsiklopediyasi

    ATOM ENERGIYASI- (atom energiyasi), ma'lum yadro reaktsiyalari paytida ajralib chiqadigan atom yadrolarining ichki energiyasi. Yadro energiyasidan foydalanish og'ir yadrolarning bo'linish zanjirli reaktsiyalarini va engil yadrolarning termoyadro termoyadroviy sintezini amalga oshirishga asoslangan (qarang... ... Zamonaviy ensiklopediya