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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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Energia NUCLEARE (energia nucleare) - un ramo dell'energia 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 installata inizialmente in URSS. anni 90 St. ha lavorato in 27 paesi in tutto il mondo. 430 reattori nucleari con una capacità totale di ca. 340 GW. 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. I principi fondamentali di questo concetto sono una significativa modernizzazione dei moderni reattori nucleari, il rafforzamento delle misure per proteggere la popolazione e l'ambiente dagli impatti tecnogenici dannosi, la formazione di personale altamente qualificato per le centrali nucleari, lo sviluppo di strutture di stoccaggio affidabili per i rifiuti radioattivi, ecc.

Tipicamente, per ottenere energia nucleare, viene utilizzata una reazione nucleare a catena di fissione dei nuclei di uranio-235 o plutonio. Fissione dei nuclei quando un neutrone li colpisce, producendo nuovi neutroni e frammenti di fissione. I neutroni di fissione e i frammenti di fissione hanno un'elevata energia cinetica. Come risultato delle collisioni di frammenti con altri atomi, questa energia cinetica viene rapidamente convertita in calore. Sebbene in ogni campo energetico la fonte primaria sia l’energia nucleare (ad esempio, l’energia delle reazioni nucleari solari nelle centrali idroelettriche e a combustibili fossili, l’energia del decadimento radioattivo nelle centrali geotermiche), l’energia nucleare si riferisce solo all’uso di energia controllata Reazioni nei reattori nucleari.

Lo scopo principale delle centrali elettriche è fornire elettricità alle imprese industriali, alla produzione agricola, ai trasporti elettrificati e alla popolazione. L'inseparabilità della produzione e del consumo di energia pone requisiti molto elevati all'affidabilità delle centrali elettriche, poiché le interruzioni nella fornitura di elettricità e calore. influiscono non solo sugli indicatori economici della stazione stessa, ma anche sugli indicatori delle imprese industriali e dei trasporti che essa serve. Attualmente, le centrali nucleari funzionano come centrali a condensazione. A volte vengono anche chiamate centrali nucleari. Le centrali nucleari progettate per fornire non solo elettricità, ma anche calore, sono chiamate centrali nucleari combinate di calore ed elettricità (CHP). Per ora sono in fase di sviluppo solo i loro progetti.

A) Monocircuito B) Doppio circuito C) Parzialmente doppio circuito D) Tricircuito 1 - reattanza; 2 - turbina a vapore; 3 - generatore elettrico; 4 - condensatore; 5 - pompa di alimentazione; 6 - pompa di circolazione: 7 - generatore di vapore; 8 - compensatore di volume; 9 - separatore a tamburo; 10 - scambiatore di calore intermedio; 11 - pompa per metallo liquido

La classificazione delle centrali nucleari dipende dal numero di circuiti su di esse. Le centrali nucleari sono classificate come a circuito singolo, doppio circuito, parzialmente doppio circuito e triplo circuito. Se i contorni del liquido di raffreddamento e del fluido di lavoro coincidono, allora una tale centrale nucleare; chiamato monocircuito. La generazione del vapore avviene nel reattore, il vapore viene inviato alla turbina, dove, espandendosi, produce lavoro, che viene convertito in energia elettrica nel generatore. Dopo che tutto il vapore si è condensato nel condensatore, la condensa viene pompata nuovamente nel reattore. Pertanto, il circuito del fluido di lavoro è allo stesso tempo un circuito del refrigerante, e talvolta un circuito moderatore, e risulta essere chiuso. Il reattore può funzionare sia con circolazione naturale che forzata del liquido refrigerante attraverso un ulteriore circuito interno al reattore sul quale è installata la relativa pompa.

Armi NUCLEARI: un insieme di armi nucleari, mezzi per consegnarle al bersaglio e mezzi di controllo. Si riferisce alle armi di distruzione di massa; ha un enorme potere distruttivo. In base alla potenza delle cariche e alla portata, le armi nucleari si dividono in tattiche, tattiche-operative e strategiche. L’uso delle armi nucleari in guerra è disastroso per tutta l’umanità. Bomba atomica Bomba all'idrogeno

La prima bomba atomica fu utilizzata dall'esercito americano dopo la seconda guerra mondiale sul territorio giapponese. Effetto di una bomba atomica Nucleare, o atomica, è un tipo di arma in cui avviene un'esplosione sotto l'influenza dell'energia rilasciata durante la fissione dei nuclei atomici. Questo è il tipo di arma più pericolosa sul nostro pianeta. Se una bomba atomica esplodesse in un’area densamente popolata, il numero delle vittime umane supererebbe diversi milioni. Oltre all'effetto dell'onda d'urto generata durante l'esplosione, il suo impatto principale è la contaminazione radioattiva dell'area nell'area dell'esplosione, che persiste per molti anni. Attualmente possiedono ufficialmente armi nucleari: USA, Russia, Gran Bretagna (dal 1952), Francia (dal 1960), Cina (dal 1964), India (dal 1974), Pakistan (dal 1998) e RPDC (dal 2006). ). Un certo numero di paesi, come Israele e Iran, hanno piccole scorte di armi nucleari, ma non sono ancora ufficialmente considerate potenze nucleari.

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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 l’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: dalle "margherite" multipala alle eliche come quelle degli aerei con tre, due o anche una pala fino 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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Il mondo intero, che si estende dalla terra al cielo, dopo aver allarmato più di una generazione, il progresso scientifico si sta diffondendo in tutto il pianeta. Cosa c'è dietro questo fenomeno? L'uomo è andato nello spazio ed è stato sulla Luna. La natura ha sempre meno segreti. Ma ogni scoperta è un aiuto alla guerra: lo stesso atomo e gli stessi missili... Come utilizzare la conoscenza è la preoccupazione delle persone. Non è scienza: il responsabile è lo scienziato. Chi ha dato il fuoco alle persone: Prometeo aveva ragione Come andrà a finire il progresso per il pianeta?

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Scoperta di Antoine Becquerel Febbraio 1896 Esperimento di Parigi: una croce fu posta sotto un piattino di sali di uranio posto su una lastra fotografica avvolta in carta opaca. Ma la mostra dei sali è stata rinviata a causa del tempo nuvoloso. E mentre aspettavo il sole, ho riposto l'intera struttura in un cassetto della credenza. Domenica 1 marzo 1896, senza aspettare il bel tempo, decise, per ogni evenienza, di sviluppare una lastra fotografica e, con sua sorpresa, scoprì su di essa i contorni chiari di una croce emessa da sali di uranio che penetravano attraverso gli strati di carta opaca e lasciava un segno evidente sulla lastra fotografica senza “ricaricarsi” con la luce Premio Nobel 1903 per la scoperta della radioattività naturale

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Scoperta del radio Pierre Curie 1859 – 1906 Maria Sklodowska – Curie 1867 – 1934 I raggi scoperti da A. Becquerel interessarono Marie Curie Si scoprì che tali raggi non provengono solo dall'uranio. La parola "raggio" in latino significa "raggio". Pertanto, Maria ha proposto di chiamare radioattive tutte le sostanze che emettono raggi invisibili. Il lavoro di Maria interessò molto suo marito Pierre. Ben presto scoprirono i raggi inviati da un elemento sconosciuto! Chiamarono questo elemento polonio e qualche tempo dopo scoprirono il radio. E non solo scoprire, ma anche estrarre un minuscolo frammento di radio. Premiato con il Premio Nobel per la scoperta del fenomeno della radioattività

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Nel 1961 N.S. Krusciov dichiarò ad alta voce che l'URSS aveva una bomba contenente 100 milioni di tonnellate di TNT. "Ma", ha osservato, "non faremo esplodere una bomba del genere, perché se la facessimo esplodere anche nei luoghi più remoti, anche allora potremmo rompere le nostre finestre". Dalla storia

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Igor Vasilyevich Kurchatov è l'uomo che diede sicurezza al paese 02/01/1903 - 07/02/1960 1932. Kurchatov fu uno dei primi in Russia a studiare la fisica del nucleo atomico. Nel 1934 studiò la radioattività artificiale e scoprì l'isomerismo nucleare, il decadimento di atomi identici a velocità diverse. Nel 1940, Kurchatov, insieme a G.N. Flerov e K.A Petrzhak, scoprì che i nuclei atomici dell'uranio possono subire la fissione senza l'aiuto dell'irradiazione dei neutroni - spontaneamente. Nel 1943 iniziò a lavorare su un progetto per creare armi atomiche. 1946 - il primo reattore europeo sotto la guida di I.V. Kurchatov a Obninsk. La creazione della bomba atomica domestica fu completata nel 1949 e nel 1953 apparve la bomba all'idrogeno. Il nome di Kurchatov è anche associato alla costruzione della prima centrale nucleare al mondo, che produsse elettricità nel 1954. È interessante notare che fu Kurchatov a scrivere le parole "L'atomo dovrebbe essere un lavoratore, non un soldato".

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1 g. U - 75 MJ = 3 tonnellate di carbone 1 g. miscela di deuterio-trizio – 300 MJ =? tonnellate di carbone. Resa energetica delle reazioni

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La fusione termonucleare è una fonte di energia inesauribile ed ecologica. Conclusione:

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(Fusione termonucleare controllata) Progetto Tokamak (attuale camera-magnete) A temperature elevate (dell'ordine di centinaia di milioni di gradi), mantenere il plasma all'interno dell'impianto per 0,1 - 1 s. Problema del TCB

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Schema di una bomba nucleare 1-esplosivo convenzionale; 2-plutonio o uranio (la carica è divisa in 6 parti, la massa di ciascuna delle quali è inferiore alla massa critica, ma la loro massa totale è maggiore della massa critica). Se colleghi queste parti, inizierà una reazione a catena, che si verificherà in milionesimi di secondo: si verificherà un'esplosione atomica. Per fare ciò, le parti della carica vengono collegate utilizzando un esplosivo convenzionale. La connessione avviene “sparando” l'uno verso l'altro due blocchi di sostanza fissile di massa subcritica. Il secondo schema prevede l'ottenimento di uno stato supercritico comprimendo il materiale fissile con un'onda d'urto focalizzata creata dall'esplosione di un esplosivo chimico convenzionale, a cui viene data una forma molto complessa per la focalizzazione e la detonazione viene effettuata simultaneamente in più punti.

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Reazione nucleare a catena incontrollata. Arma nucleare. Proprietà di combattimento 1. Onda d'urto. Si forma a seguito di un forte ed eccezionalmente forte aumento della pressione nella zona di reazione nucleare. È un'onda di aria altamente compressa e riscaldata che si propaga rapidamente attorno al centro dell'esplosione (dal 40 al 60% dell'energia) 2. Radiazione luminosa (30-50% dell'energia) 3. Contaminazione radioattiva - 5-10% dell'energia) - la contaminazione dell'area nell'area dell'epicentro dell'esplosione aerea è causata principalmente dalla radioattività derivante nel suolo a seguito dell'esposizione ai neutroni. 4. Radiazioni penetranti. La radiazione penetrante è il flusso di raggi gamma e neutroni emessi al momento di un'esplosione atomica. La principale fonte di radiazione penetrante sono i frammenti di fissione della materia carica (5% dell'energia) 5. Impulso elettromagnetico (2-3% dell'energia)

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I primi test sulle armi nucleari furono effettuati il ​​16 luglio 1945 negli Stati Uniti (nella parte desertica del Nuovo Messico). Un ordigno nucleare al plutonio montato su una torre d'acciaio fu fatto esplodere con successo. L'energia dell'esplosione corrispondeva a circa 20 kt di TNT. L'esplosione creò un fungo atomico, trasformò la torre in vapore e sciolse il tipico terreno desertico sottostante in una sostanza vetrosa altamente radioattiva (16 anni dopo l'esplosione, il livello di radioattività in questo luogo era ancora superiore al normale). Nel 1945 lì. furono sganciate bombe sulle città di Hiroshima e Nagasaki

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La prima bomba atomica dell'URSS - "RDS-1" La carica nucleare fu testata per la prima volta il 29 agosto 1949 nel sito di test di Semipalatinsk. Potenza di carica fino a 20 kilotoni di TNT equivalente.

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Bomba nucleare per l'uso da parte di aerei supersonici Testata di un missile balistico intercontinentale

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1. 1953 - in URSS, 2. 1956 - negli Stati Uniti, 3. 1957 - in Inghilterra, 4. 1967 - in Cina, 5. 1968 - in Francia. Bomba all'idrogeno Negli arsenali di vari paesi sono state accumulate più di 50mila bombe all'idrogeno!

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Il BZHRK comprende: 1. Tre moduli di partenza minimi 2. Un modulo di comando composto da 7 vagoni 3. Un vagone cisterna con riserve di carburante e lubrificanti 4. Tre locomotive diesel DM62. Il modulo di lancio minimo comprende tre vagoni: 1. Centro di controllo del lanciatore 2. Lanciatore 3. Unità di supporto Sistema missilistico ferroviario da combattimento BZHRK 15P961 “Molodets” con un missile nucleare intercontinentale.

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L'esplosione di una carica termonucleare con una potenza di 20 Mt distruggerà tutta la vita a una distanza massima di 140 km dal suo epicentro.

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Aveva ragione Prometeo quando dava il fuoco alle persone? Il mondo si precipitò in avanti, il mondo emerse dalle sue sorgenti, Un drago crebbe da un bellissimo cigno, Un genio fu liberato da una bottiglia proibita “Era come se la luce fosse apparsa dalle profondità della Terra, la luce non di questo mondo, ma di tanti Soli riuniti. Questa enorme palla di fuoco si alzò, cambiando colore dal viola all'arancione, aumentando di dimensioni, il limo naturale entrò in azione, liberato dai legami che erano stati legati per miliardi di anni ". W. Lawrence Un piccolo gruppo di osservatori sbalorditi guardò l'inedito spettacolo che si svolgeva a dieci chilometri da loro. Uno stava con la mano tesa, il palmo rivolto verso l'alto. Sul palmo c'erano piccoli pezzi di carta. Raccolti dall’onda d’urto, i pezzi di carta sono volati via dalla mano dell’uomo e sono caduti a una distanza di circa un metro da lui.

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Un reattore nucleare è un impianto in cui viene effettuata una reazione a catena controllata di fissione di nuclei pesanti. Il primo reattore nucleare: USA, 1942, E. Fermi, fissione di nuclei di uranio. In Russia: 25 dicembre 1946, I.V. Kurchatov La prima centrale nucleare pilota al mondo con una capacità di 5 MW fu lanciata in URSS il 27 giugno 1954 a Obninsk. All'estero, la prima centrale nucleare industriale con una capacità di 46 MW fu messa in funzione nel 1956 a Calder Hall (Inghilterra).

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Chernobyl è sinonimo mondiale di disastro ambientale - 26 aprile 1986. Distrutta la 4a unità di potenza Sarcofago Il primo giorno dell'incidente morirono 31 persone, 15 anni dopo il disastro morirono 55mila liquidatori, altri 150mila divennero disabili, 300 migliaia di persone sono morte a causa di malattie da radiazioni, per un totale di 3 milioni e 200mila persone hanno ricevuto dosi maggiori di radiazioni

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Energia nucleare VVER – reattore ad acqua pressurizzata RBMK – reattore nucleare a canale ad alta potenza BN – reattore nucleare a neutroni veloci EGP – reattore nucleare in grafite con surriscaldamento del vapore

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Le sorgenti di radiazione esterna, i raggi cosmici (0,3 mSv/anno), forniscono poco meno della metà della radiazione esterna totale ricevuta dalla popolazione. Quando una persona si trova, più si innalza sopra il livello del mare, più forte diventa la radiazione, perché. Lo spessore dello strato d'aria e la sua densità diminuiscono man mano che si alza, e quindi diminuiscono le proprietà protettive. La radiazione terrestre proviene principalmente da quelle rocce minerali che contengono potassio - 40, rubidio - 87, uranio - 238, torio - 232.

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Esposizione interna della popolazione Entrata nel corpo con cibo, acqua, aria. Il gas radioattivo radon è un gas invisibile, insapore e inodore, 7,5 volte più pesante dell'aria. Allumina. Rifiuti industriali utilizzati nell'edilizia, ad esempio mattoni di argilla rossa, scorie di altoforno, ceneri volanti. Inoltre, non dobbiamo dimenticare che quando il carbone viene bruciato, una parte significativa dei suoi componenti viene sinterizzata in scorie o ceneri, dove si concentrano le sostanze radioattive.

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Esplosioni nucleari Le esplosioni nucleari contribuiscono anche ad aumentare la dose di radiazioni sugli esseri umani (come è successo a Chernobyl). Le ricadute radioattive derivanti dai test nell’atmosfera si diffondono in tutto il pianeta, aumentando il livello generale di inquinamento. In totale, i test nucleari nell'atmosfera sono stati effettuati da: Cina - 193, URSS - 142, Francia - 45, Stati Uniti - 22, Gran Bretagna - 21. Dopo il 1980, le esplosioni nell'atmosfera praticamente si fermarono. I test sotterranei sono ancora in corso.

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Esposizione alle radiazioni ionizzanti Qualsiasi tipo di radiazione ionizzante provoca cambiamenti biologici nel corpo, sia durante l'irradiazione esterna (la sorgente è all'esterno del corpo) che interna (le sostanze radioattive, cioè le particelle, entrano nel corpo con il cibo, attraverso il sistema respiratorio). Una singola esposizione alle radiazioni provoca un danno biologico che dipende dalla dose totale assorbita. Quindi con una dose fino a 0,25 Gy. Non ci sono violazioni visibili, ma già a 4 - 5 Gy. i decessi rappresentano il 50% del numero totale delle vittime, e pari a 6 Gy. e altro ancora: il 100% delle vittime. (Qui: Gr. - grigio). Il principale meccanismo d'azione è associato ai processi di ionizzazione degli atomi e delle molecole della materia vivente, in particolare delle molecole d'acqua contenute nelle cellule. Il grado di esposizione alle radiazioni ionizzanti su un organismo vivente dipende dalla dose di radiazioni, dalla durata di questa esposizione e dal tipo di radiazioni e radionuclidi entrati nel corpo. È stato introdotto il valore di dose equivalente, misurato in sievert (1 Sv. = 1 J/kg). Un sievert è un'unità di dose assorbita moltiplicata per un coefficiente che tiene conto del diverso pericolo radioattivo per il corpo dei diversi tipi di radiazioni ionizzanti.

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Dose di radiazione equivalente: N=D*K K - fattore di qualità D – dose di radiazione assorbita Dose di radiazione assorbita: D=E/m E – energia del corpo assorbito m – massa corporea

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Per quanto riguarda le conseguenze genetiche delle radiazioni, queste si manifestano sotto forma di aberrazioni cromosomiche (compresi cambiamenti nel numero o nella struttura dei cromosomi) e mutazioni genetiche. Le mutazioni genetiche compaiono immediatamente nella prima generazione (mutazioni dominanti) o solo se entrambi i genitori hanno lo stesso gene mutato (mutazioni recessive), il che è improbabile. Una dose di 1 Gy ricevuta con un basso livello di radiazione di fondo dai maschi (per le donne le stime sono meno certe) provoca la comparsa di 1.000-2.000 mutazioni con conseguenze gravi e da 30 a 1.000 aberrazioni cromosomiche per ogni milione di neonati viventi.

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Effetti genetici delle radiazioni

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Energia nucleare

Scuola n. 625 N.M. Turlakova

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§66. Fissione dei nuclei di uranio. §67. Reazione a catena. §68. Reattore nucleare. §69. Energia nucleare. §70. Effetti biologici delle radiazioni. §71. Produzione e utilizzo degli isotopi radioattivi. §72. Reazione termonucleare. §73. Particelle elementari. Antiparticelle.

Energia nucleare

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§66. Fissione nucleare dell'uranio

Chi e quando scoprì la fissione dei nuclei di uranio? Qual è il meccanismo della fissione nucleare? Quali forze agiscono nel nucleo? Cosa succede quando le fissioni del nucleo? Cosa succede all'energia quando un nucleo di uranio subisce la fissione? Come cambia la temperatura ambiente durante la fissione dei nuclei di uranio? Quanta energia viene rilasciata?

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A differenza del decadimento radioattivo dei nuclei, che è accompagnato dall'emissione di particelle α o β, le reazioni di fissione sono un processo in cui un nucleo instabile viene diviso in due grandi frammenti di masse comparabili. Nel 1939, gli scienziati tedeschi O. Hahn e F. Strassmann scoprirono la fissione dei nuclei di uranio. Continuando la ricerca iniziata da Fermi, stabilirono che quando l'uranio viene bombardato con neutroni, si formano elementi della parte centrale della tavola periodica: isotopi radioattivi del bario (Z = 56), del kripton (Z = 36), ecc. L'uranio si trova in natura sotto forma di due isotopi: uranio-238 e uranio-235 (99,3%) e (0,7%). Quando bombardati dai neutroni, i nuclei di entrambi gli isotopi possono dividersi in due frammenti. In questo caso, la reazione di fissione dell'uranio-235 avviene più intensamente con neutroni lenti (termici), mentre i nuclei di uranio-238 entrano in una reazione di fissione solo con neutroni veloci con un'energia di circa 1 MeV.

Fissione dei nuclei pesanti.

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L'interesse principale per l'energia nucleare è la reazione di fissione del nucleo di uranio-235. Attualmente sono noti circa 100 isotopi diversi con numero di massa da circa 90 a 145, risultanti dalla fissione di questo nucleo. Due tipiche reazioni di fissione di questo nucleo sono: Si noti che la fissione di un nucleo avviata da un neutrone produce nuovi neutroni che possono causare reazioni di fissione di altri nuclei. I prodotti di fissione dei nuclei di uranio-235 possono essere anche altri isotopi di bario, xeno, stronzio, rubidio, ecc.

Reazione a catena

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Nella figura è mostrato il diagramma dello sviluppo di una reazione a catena di fissione dei nuclei di uranio

Quando un nucleo di uranio-235 subisce una fissione, causata da una collisione con un neutrone, vengono rilasciati 2 o 3 neutroni. In condizioni favorevoli, questi neutroni possono colpire altri nuclei di uranio e provocarne la fissione. In questa fase appariranno da 4 a 9 neutroni, capaci di provocare nuovi decadimenti dei nuclei di uranio, ecc. Un tale processo simile a una valanga è chiamato reazione a catena

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Perché avvenga una reazione a catena è necessario che il cosiddetto fattore di moltiplicazione dei neutroni sia maggiore di uno. In altre parole, in ogni generazione successiva dovrebbero esserci più neutroni rispetto a quella precedente. Il coefficiente di moltiplicazione è determinato non solo dal numero di neutroni prodotti in ciascun atto elementare, ma anche dalle condizioni in cui avviene la reazione: alcuni neutroni possono essere assorbiti da altri nuclei o lasciare la zona di reazione. I neutroni rilasciati durante la fissione dei nuclei di uranio-235 sono in grado di provocare la fissione dei soli nuclei dello stesso uranio, che rappresenta solo lo 0,7% dell'uranio naturale.

Tasso di riproduzione

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La massa più piccola di uranio alla quale può verificarsi una reazione a catena è chiamata massa critica. Modi per ridurre la perdita di neutroni: Utilizzando un guscio riflettente (dal berillio), Riducendo la quantità di impurità, Utilizzando un moderatore di neutroni (grafite, acqua pesante), Per l'uranio-235 - M cr = 50 kg (r = 9 cm).

Massa critica

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Schema del reattore nucleare

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Nel nocciolo di un reattore nucleare avviene una reazione nucleare controllata che libera una grande quantità di energia.

Il primo reattore nucleare fu costruito nel 1942 negli Stati Uniti sotto la guida di E. Fermi. Nel nostro paese, il primo reattore fu costruito nel 1946 sotto la guida di I.V

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§66. Fissione dei nuclei di uranio. §67. Reazione a catena. §68. Reattore nucleare. Rispondere alle domande. Disegna uno schema del reattore. Quali sostanze e come vengono utilizzate in un reattore nucleare? (scritto)

Compiti a casa

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Le reazioni di fusione dei nuclei leggeri sono chiamate reazioni termonucleari, poiché possono verificarsi solo a temperature molto elevate.

Reazioni termonucleari.

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Il secondo modo per liberare energia nucleare è associato alle reazioni di fusione. Quando i nuclei leggeri si fondono e formano un nuovo nucleo, deve essere rilasciata una grande quantità di energia.

Di particolare grande importanza pratica è che durante una reazione termonucleare viene rilasciata molta più energia per nucleone che durante una reazione nucleare, ad esempio, durante la fusione di un nucleo di elio da nuclei di idrogeno, viene rilasciata un'energia pari a 6 MeV, e durante Nella fissione di un nucleo di uranio, un nucleone rappresenta " 0,9 MeV.

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Affinché due nuclei possano entrare in una reazione di fusione, devono avvicinarsi l'uno all'altro ad una distanza di forze nucleari dell'ordine di 2,10–15 m, superando la repulsione elettrica delle loro cariche positive. Per questo, l'energia cinetica media del movimento termico delle molecole deve superare l'energia potenziale dell'interazione di Coulomb. Dal calcolo della temperatura T necessaria a tale scopo risulta un valore dell'ordine di 108–109 K. Si tratta di una temperatura estremamente elevata. A questa temperatura, la sostanza si trova in uno stato completamente ionizzato chiamato plasma.

Condizioni per una reazione termonucleare

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Reazione energeticamente favorevole. Tuttavia, può verificarsi solo a temperature molto elevate (dell'ordine di diverse centinaia di milioni di gradi). Ad un'elevata densità della materia, tale temperatura può essere raggiunta creando potenti scariche elettroniche nel plasma. In questo caso sorge un problema: è difficile contenere il plasma.

Reazione termonucleare controllata

Nelle stelle si verificano reazioni termonucleari autosufficienti

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è diventata una vera minaccia per l’umanità. A questo proposito, gli scienziati hanno proposto di estrarre l'isotopo pesante dell'idrogeno, il deuterio, dall'acqua di mare e di sottoporlo a una reazione di fusione nucleare a temperature di circa 100 milioni di gradi Celsius. In una fusione nucleare, il deuterio ottenuto da un chilogrammo di acqua di mare sarà in grado di produrre la stessa quantità di energia rilasciata bruciando 300 litri di benzina ___

Crisi energetica

TOKAMAK (camera magnetica toroidale con corrente)

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Il TOKAMAK moderno più potente, che serve solo a scopi di ricerca, si trova nella città di Abingdon vicino a Oxford. Alto 10 metri, produce plasma e la mantiene in vita solo per circa 1 secondo.

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Si tratta di un dispositivo elettrofisico il cui scopo principale è la formazione del plasma. Il plasma non è trattenuto dalle pareti della camera, che non sono in grado di resistere alla sua temperatura, ma da un campo magnetico appositamente creato, possibile a temperature di circa 100 milioni di gradi, e dalla sua conservazione per un periodo piuttosto lungo in un ambiente dato volume. La possibilità di produrre plasma a temperature ultra elevate consente di effettuare una reazione termonucleare di fusione dei nuclei di elio da materie prime, isotopi di idrogeno (deuterio e trizio

TOKAMAK (CAMERA TOroidale con BOBINE MAGNETICHE)

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MA Leontovich vicino a Tokamak

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Le basi della teoria della fusione termonucleare controllata furono gettate nel 1950 da I. E. Tamm e A. D. Sakharov, che proposero di contenere il plasma caldo formato a seguito delle reazioni di un campo magnetico. Questa idea ha portato alla creazione di reattori termonucleari: i tokamak. Con un'elevata densità della materia, l'elevata temperatura richiesta di centinaia di milioni di gradi può essere raggiunta creando potenti scariche elettroniche nel plasma. Problema: il plasma è difficile da conservare. I moderni impianti tokamak non sono reattori termonucleari, ma impianti di ricerca in cui l'esistenza e la conservazione del plasma sono possibili solo per un certo periodo di tempo.

Reazioni termonucleari controllate

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I padri fondatori della fusione termonucleare pacifica sovietica furono gli accademici Andrei Sakharov (a sinistra), il creatore della bomba all'idrogeno, e Evgeniy Velikhov (a destra), uno degli sviluppatori del tokamak, il prototipo del reattore termonucleare

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Il tokamak sferico Globus-M è una nuova grande installazione fisica costruita presso l'Istituto fisico-tecnico da cui prende il nome. AF Ioffe dell'Accademia Russa delle Scienze nel 1999

"Globo"

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§72. Reazione termonucleare. Rispondere alle domande. §70. Effetti biologici delle radiazioni. §71. Produzione e utilizzo degli isotopi radioattivi. Rapporti.