Реферат Атомна енергія

Страница 1 из 7 | Следующая страница

управління освіти Кушвинского міського округу.

МОУ СОШ №1

ПРОЕКТНАЯ РОБОТА ПО ПРЕДМЕТУ:

ФІЗИКА

Автор:xxx,

Педагог: xxx

р. Кушва, 2007 р.


Оглавление

1. Атомна енергія

2. Перетворення енергії

3. Види і джерела

4. Потужність

5. Перетворення енергії

6. Історія розвитку атомної енергетики

7. Безпека атомних станцій з реакторами ВВЕР, РБМК, ЭГП і БН.

8. Радіаційна безпеку атомних станцій

9. Белоярская АЕС

10. Билибинская АЕС

11. Волгодонская атомна станція

12. Калінінська атомна станція

13. Кольская атомна станція

14. Курська атомна станція

15. Ленінградська атомна станція

16. Нововоронезька атомна станція

17. Смоленська атомна станція

18. Модернізація і продовження термінів експлуатації енергоблоків АЕС


Атомна енергія.

Ми нерідко вживаємо слово «енергія». Про сорт шоколаду кажуть, що він добре компенсує витрати енергії, про повну сил людині - «згусток енергії», а учителів і вихователів закликають енергійніше вживати заходів.
Вчені займаються фізикою високих енергій, політики і економісти обговорюють використання енергії сонця, вітру і атомного ядра. Але й фахівцям важко, що це таке - енергія!
Дуже близькими до істині було б визначення енергії як запасеної роботи, чи здібності здійснювати роботу. Отже, енергія необхідна у тому, щоб почати будь-який рух, прискорити переміщення, щось підняти, нагріти і висвітлити. Без енергетичної підживлення неможливо будь-яка життєдіяльність, не рухаються автомобілі, спрацьовує опалення. Енергія неспроможна ні виникнути з нічого, не зникнути безвісти. Але може бути отримана з природних ресурсів, як-от вугілля, природного газу чи уран, і перетворено на зручні нам форми, наприклад, у тепло чи світло. У навколишньому світі ми бачимо різноманітні форми накопичення енергії: вода у Кременчуцьке водосховище має потенційної енергією, рухомий автомобіль - енергією руху, натягнутий цибулю - енергією натягу, грозові хмари - електричної енергією, стане сонячне проміння - світловий, нафту - хімічної, а урані накопичили ядерна енергія.

Перетворення енергії на АЕС (початкові інформацію про реакторної установці РВПК-1000)


Перетворення енергії.

Основні поняття. Механічна енергія

Визначення: Енергія це міра можливості зробити роботу. Наприклад: Сжатая пружина в механічних годиннику має енергією достатньої до роботи годин на перебігу діб або як. Батарейки як у дитячій іграшці дозволяють їй працювати у перебігу кількох годин. Раскрутив дитячий дзига, можна повідомити йому енергію достатню для обертання протягом певного часу.

Енергія і пов'язані між собою поняття, одиницею їхнього виміру служить Джоуль [Дж]. Один із визначень роботи з курсу фізики:

Визначення:Роботою сили F на прямолінійному шляху s, коли напрям сили та собі напрямок руху збігаються, називається твір сили на шлях.

Опускаючи вантаж масою 1 кг на висоту s=1 м ми чинимо роботу поза рахунок сили тяжкості. Сила тяжкості G діюча на вантаж масою 1 кг вираховується за формулою:

де, прискорення вільного падіння:

маса вантажу:

отже робота при опусканні вантажу:

Піднявши вантаж масою 1 кг на висоту 1 м ми зробили роботу A=9.8 Дж. Якщо вантаж відпустити, то під впливом сили тяжкості опустившись на 1 м вантаж може зробити роботу. Інакше кажучи тіло масою 1 підняте на висоту 1 м має енергією (можливістю зробити роботу) рівної 9.8 Дж. У разі йдеться про потенційної енергії на полі сили тяжкості.

Движущиеся тіло може у зв'язку іншими тілами викликати їх рух (зробити роботу). І тут йдеться про кінетичною енергії. Сжимая (деформуючи) пружину, ми повідомляємо їй потенційну енергію деформації (можливість зробити роботу при розпрямленні). У повсякденному житті ми бачимо безупинне перетікання енергії вже з виду до інших. Подбросив м'яч ми повідомляємо йому кінетичну енергію, піднявшись на висоту h він одержує потенційну енергію, в останній момент удару про землю м'яч подібно пружині стискається набуваючи потенційну енергію деформації, тощо. Усі перелічені види енергії ставляться до механічної енергії.


Види і джерела

Теплова енергія

Другим, після механічної, виглядом енергії, яким людина користується протягом усім своїм історії є теплова енергії. Наочне уявлення про теплової енергії людина має з пелюшок: це гаряча їжа, тепло систем опалення у сучасній квартирі (якщо їх відключили), чи тепло грубки в сільському домі. Що ж являє собою цю енергію з погляду фізики? Кожне фізичне тіло складається з атомів чи молекул, в рідинах і газах вони хаотично рухаються, що стоїть швидкість руху, тим більшої тепловою енергією має тіло. У твердому тілі рухливість молекул чи атомів значно нижчі від ніж у рідини, а тим більше газі, молекули твердого тіла лише коливаються щодо деякого середнього становища, чим сильніший ці коливання тим більшої тепловою енергією має тіло. Нагревая тіло (повідомляючи його теплову енергію), ніби розгойдуємо молекули його і атоми, за досить сильному "розгойдуванні" можна вибити молекули з його місця та змусити хаотично рухатися. Цей процес відбувається плавлення спостерігав кожен, нагріваючи в руці шматок льоду. Продовжуючи нагрівання ніби розганяємо рухомі молекули, при достатньому розгоні молекула може вийти за переділи тіла. Чим більший нагрівання, то більше вписувалося молекул можуть залишити тіло, зрештою, передавши тілу достатньо теплової енергії можна перетворити їх у газ. Такий процес випаровування протікає киплячому чайнику.

Електрична енергія

Мельчайшей електрично зарядженої часткою є електрон, що у ходить у склад будь-якого атома. Для нейтрального атома сумарний негативний заряд електронів дорівнює позитивному заряду ядра, а заряд всього атома нульовий. Якщо видалити кілька електронів, то сума зарядів електронів і ядра стане більше нуля. Якщо додати зайвих то атом придбає негативний заряд. З фізики відомо що дві протилежно заряджених тіла притягуються. Коли одному тілі зосередити позитивного заряду (видалити з атомів електрони) але в іншому негативний (додати електрони), то з-поміж них виникнуть сили тяжіння, але великих відстанях ці сили дуже малі. Поєднавши ці дві тіла провідником (наприклад металевої дротом у якій електрони дуже рухливі) ми викличемо рух електронів від негативно зарядженого тіла до позитивно зарядженому тілу. Движущиеся електрони можуть учинити роботу (наприклад загострити нитку електролампи) отже заряджені тіла мають енергією. У джерелі електричної енергії відбувається поділ позитивних і негативних зарядів замикаючи електричну ланцюг ми, хіба що дозволяємо розділеним зарядам з'єднається та заодно змушуємо їх не виконати необхідну нам роботу.

Хімічні джерела.

Найпершим джерелом енергії, який людина поставив собі на службу, були звичайні дрова для печерного багаття. При горінні відбуваються хімічні реакції окислення. Найпоширенішою і дуже використовуваної, віддавна і по нашого часу, є реакція окислення вуглецю:

Углерод в ходящий у складі будь-якого органічного палива (вугілля, дерево, нафту, газ), взаємодіючи з киснем атмосфери утворює вуглекислий на газ і виділяється теплова енергія.

Хімічні реакції можуть відбуватися і з поглинанням і із енергії, сама енергія може бути як теплової і електричної. У автомобільному акумуляторі під час роботи відбувається виділення електричної енергії, при зарядку відбувається поглинання електричної енергії.

Ядерний генератор

Ейнштейн встановив зв'язок між енергією та величезною кількістю у своїй рівнянні:

де з = 300 000 000 м/с - швидкість світла;

в такий спосіб тіло людина масою 70 кг містить у собі енергію

стільки енергії реакторная установка РВПК-1000 виробить лише дві тисячі років. Головною проблемою навчиться перетворювати масу в корисну енергію. Перший крок на вирішення цієї проблеми людство зробило освоївши військове і мирне використання енергії розподілу ядер. У першому наближенні процеси, які у ядерному реакторі, можна описати як безупинне розподіл ядер. У цьому маса цілого ядра до розподілу більше маси одержані осколків. Різниця становить приблизно 0.1 маси разделившегося ядра. Зрозуміло до перетворення маси енергію ще далеко, але вже настав таке, не обнаруживаемое звичайними вагами, зміна маси палива на реакторі дає змогу отримувати гігантська кількість енергії. Зміна маси палива протягом року безперервної роботи в реакторі РВПК-1000 становить приблизно 0.3 р, але выделившаяся у своїй енергія така сама, як із спалюванні 3000000 (мільйони) тон вугілля.


Потужність.

 

У практиці, коли ми говоримо про джерелі енергії нас, зазвичай, цікавить його потужність. Підняти тисячу цеглин на п'ятий поверх новобудови, можна краном, а можна з допомогою двох працівників з ношами. І те, в іншому разі досконала роботу і витрачена енергія однакова, відрізняються лише потужності джерел енергії. Визначення: Потужність джерела енергії (машини), на цю кількість отриманої енергії (досконалої роботи) в одиницю часу.

потужність= энергия(работа)/время

розмірність [Дж/сек = Вт]

Закон збереження енергії

Як зазначалося вище в навколишньому світі відбувається безупинне перетворення енергії вже з виду до іншої. Подбросив м'ячик ми викликали ланцюжок перетворень механічної енергії вже з виду на другий. Прыгающий м'ячик наочно ілюструє закон збереження енергії:

Енергія неспроможна зникати на вітер, чи з'являтися з нізвідки, вона лише переходить вже з виду на другий.

М'яч, зробивши кілька подскоков, зрештою залишиться нерухомим лежить на поверхні. Оскільки спочатку передана йому механічна енергія витрачається:

а) подолання опору повітря на якому рухається м'яч (перетворюється на теплову енергію повітря)

б) нагрівання м'яча і поверхні співудару. (зміна форми завжди супроводжується нагріванням, пригадаємо як нагрівається алюмінієва дріт при багатократних перегини)


Перетворення енергії

 

Можливості з перетворення та використання енергії є показником технічного розвитку людства. Першим, що використовуються людиною, перетворювачем енергії вважатимуться вітрило - використання енергії вітру для пересування воді, подальші розвиненіша, це використання вітру та води в вітряних і водяних млинах. Винахід та впровадження паровий машини справило справжню революцію у техніці. Паровые машини на фабриках і заводах різко збільшили продуктивності праці. Паровозы і теплоходи зробили перевезення суші і морю швидшими і дешевими. На початковому етапі знають парова машина служила для перетворення теплової енергії в механічну енергію обертового колеса, від якої з допомогою різноманітних передач (вали, шківи, ремені, ланцюга), енергія передавалася на машини та механізми.

Широке впровадження електричних машин, двигунів перетворюють електричну енергію в механічну і генераторів для електроенергії з механічної енергії, ознаменувало новий скачёк у розвитку техніки. З'явилась би можливість передавати енергію великі відстані як електроенергії, народилася ціла галузь промисловості енергетика.

Нині створено дуже багато приладів призначених, як перетворення електроенергії у будь-який вид енергії необхідний життєдіяльності людини: електромотори, електронагрівачі, лампи висвітлення, і використовують безпосередньо електроенергію: телевізори, приймачі тощо.


Можливі схеми перетворення

Безпосереднє використання природних джерел енергії .

Перетворення з допомогою паровий машини

Перетворення з допомогою електроенергії

 Перетворення енергії у промисловій енергетиці
Як було вказано вище виробництво електроенергії є окремої галуззю промисловості. Нині найбільшу частку електроенергії виробляють на три види електростанцій:

1. ГЕС (гідроелектростанція)

2. ТЕС (теплоелектростанція)

3. AЭС (атомна електростанція)

Розглянемо перетворення енергії цих видах електростанцій:

РЕС

ТЕЦ

При використання теплової енергії пара в ланцюжка перетворення з'являється можливість вільно використовувати частина теплової енергії для обігріву (показано пунктиром) або заради потреб виробництва.

АЕС (з одноконтурным реактором)

 


Історія розвитку Атомной енергетики

 

Перша у світі АЕС опытно-промышленного призначення потужністю 5 Мвт була у СРСР 27 червня 1954 р. м. Обнінську. Доти енергія атомного ядра використовувалася переважно у військових цілях. Пуск першої АЕС ознаменував відкриття нового напрями у енергетиці, який отримав визнання на 1-ї Міжнародної науково-технічної конференції по мирного використання атомної енергії (серпень 1955, Женева).

У 1958 було запроваджено експлуатацію перша черга Сибірській АЕС потужністю 100 Мвт (повна проектна потужність 600 Мвт). У тому ж року розгорнулося будівництво Белоярской промислової АЕС, а 26 квітня 1964 генератор 1-ї черги (блок потужністю 100 Мвт) видав струм в Свердловську енергосистему, 2-ї блок потужністю 200 Мвт здано в дію у жовтні 1967. Особливість Белоярской АЕС — перегрів пара (до отримання потрібних параметрів) у ядерному реакторі, що дозволило застосувати у ньому звичайні сучасні турбіни майже без будь-яких переробок.

У вересні 1964 пустили 1-ї блок Нововоронезької АЕС потужністю 210 Мвт. Собівартість 1 квт-ч електроенергії (найважливіший економічний показник роботи будь-якої електростанції) в цій АЕС систематично знижувалася: вона була 1,24 коп. в 1965, 1,22 коп. в 1966, 1,18 коп. в 1967, 0,94 коп. 1968-го. Перший блок Нововоронізької АЕС побудували як для промислового користування, а й як демонстраційний об'єкт для показу можливостей та переваг атомної енергетики, надёжности та безпеки роботи АЕС. У листопаді 1965 м. Мелекессе Ульяновської області вступив у дію АЕС з водо-водяным реактором «киплячого» типу потужністю 50 Мвт, реактор зібрано по одноконтурной схемою, більше полегшує компонування станції. У грудні 1969 пустили другий блок Нововоронізької АЕС (350 Мвт).

У світі перша АЕС промислового призначення потужністю 46 Мвт було запроваджено дію у 1956 в Колдер-Холле (Англия).Через рік вступив у дію АЕС потужністю 60 Мвт в Шиппингпорте (США).

Принципова схема АЕС з ядерною реактором, у яких водне охолодження, приведено на рис. 2. Тепло, яке вирізняється в активної зоні реактора 1, відбирається водою (теплоносієм) 1-го контуру, яка прокачивается через реактор циркуляционным насосом 2. Нагретая воду з реактора вступає у теплообмінник (парогенератор) 3, де передає тепло, здобуту у реакторі, воді 2-го контуру. Вода 2-го контуру випаровується в парогенераторе, і утворений пар вступає у турбіну 4.

Найчастіше на АЕС застосовуються 4 типу реакторів на теплових нейтронах: 1) водо-водяные зі звичайною водою як уповільнювача і теплоносія; 2) графито-водные з водяникам теплоносієм і графітовим замедлителем; 3) тяжеловодные з водяникам теплоносієм і важкій водою як уповільнювача; 4) графито-газовые з газовим теплоносієм

Страница 1 из 7 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація