Проектная работа : " Атомная энергетика и ее экологические проблемы"

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………….3 стр

2. Основная часть………………………………………………………..4 стр

2.1 Что такое радиация и как её обнаружить? ………………...............4 стр

2.2 Радиация в медицине.....................................................………........ 4 стр

2.3 Атомная энергетика………………………………………………....5 стр

2.4 Влияние атомной энергетики на жителей планеты Земля………..6 стр

2.5 Радиация: добро или зло……………………………………….……7 стр

2.6 Крупные катастрофы на АЭС…………………………………….....7 стр

2.7 Авария на Чернобыльской АЭС…………………………………….9 стр

2.8 Чернобыль…………………………………………………………....11стр

3. Заключение……………………………………………………………12стр 4. Список литературы……………………………………………………13стр

5. Интернет ресурсы……………………………………………………..13стр

1. Введение

Актуальность: 26 апреля 2021 года исполняется 35 лет со дня аварии на Чернобыльской АЭС и начала ликвидации ее последствий, ставшей трагической вехой в истории Советского Союза, затронувшей миллионы людей, изменившей судьбы более 600 тысяч ликвидаторов катастрофы. В связи с этими событиями я задался вопросом: Являются ли АЭС безопасными для людей и природы? И так ли перспективна атомная Энергетика?

В настоящее время энергетические потребности обеспечиваются за счёт трёх энергоресурсов: органического топлива, воды и атомного ядра. Ядерная энергетика до недавнего времени рассматривалась как наиболее перспективная. Это связано как с относительно большими запасами ядерного топлива, так и с щадящим воздействием на среду. К преимуществам относится также возможность строительства АЭС, не привязываясь к месторождениям ресурсов, поскольку их транспортировка не требует существенных затрат в связи с малыми объемами. Достаточно отметить, что 0,5 кг ядерного топлива позволяет получать столько же энергии, сколько сжигание 1000 тонн каменного угля. И в своей работе я хочу выяснить следующие моменты:

Цели проекта:

1. Рассмотреть понятие «радиация»;

2. Узнать, как определить наличие радиации;

3. Изучить историю возникновения атомной энергетики;

4. Узнать больше о влиянии атомной энергетики на жителей планеты Земля;

5. Выяснить какую пользу или вред может принести радиация;

6. Узнать про крупные катастрофы, связанные с атомными электростанциями;

7. Узнать подробности трагедии на Чернобыльской АЭС

2.Основная часть

2.1 Что такое радиация и как её обнаружить?

Ионизирующее излучение (неточный синоним с более широким значением — радиа́ция) — потоки фотонов, элементарных частиц или атомных ядер, способные ионизировать вещество. О существовании ионизирующего излучения стало известно в результате открытия в 1860-х годах катодных лучей (потоков электронов, ускоряемых в вакуумной трубке высоким напряжением).

Термин «проникающая радиация» следует понимать, как поражающий фактор ионизирующих излучений, возникающих, например, при распаде радиоактивных веществ.

В качестве датчиков ионизирующего излучения в быту и промышленности наибольшее распространение получили дозиметры на базе счётчиков Гейгера. Счётчик Гейгера — газоразрядный прибор, в котором ионизация газа излучением превращается в электрический ток между электродами. Как правило, такие приборы корректно регистрируют только гамма-излучение.

В Международной системе единиц (СИ) единицей поглощённой дозы является грэй, численно равный поглощённой энергии в 1 Дж на 1 кг массы вещества.

2.2 Радиация в медицине

Для диагностики в ядерной медицине используют вещества-органогены — речь идет о химических элементах, которые составляют 98% массы любой живой клетки, то есть это самые распространенные элементы. Если взять короткоживущий изотоп такого элемента, то при помощи устройства под названием сцинтиллятор можно отслеживать его перемещение по всему организму благодаря испускаемым им гамма-квантам. А если взять серию сцинтиграмм и обработать их на компьютере, то можно получить объемное изображение органа — чем и занимаются однофотонные эмиссионные компьютерные томографы.

Для разных органов используются разные изотопы. Более того, при различных патологиях также можно применять разные радионуклиды: воспаленные участки миокарда определяют при помощи галлия-67, а костный мозг можно рассмотреть при помощи технеция-99m, что используется при острых лейкозах, лимфогранулематозе и др. Щитовидная железа традиционно обследуется при помощи йода-131 или того же технеция, и т. д.

Наконец, следует сказать о позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) — одном из самых современных методов диагностики. Суть метода — та же: вводится радиофармпрепарат с активными изотопами, чей период полураспада измеряется минутами, и с очень коротким пробегом испускаемых позитронов. При их аннигиляции образуются гамма-кванты — и происходит это, можно сказать, там же, где находился изотоп. С разных сторон пациента специальным образом расположены датчики, которые после регистрации достаточно большого числа моментов аннигиляции позволяют визуализировать исследуемый орган во всех подробностях.

Например, при помощи ПЭТ исследуют работу мозга в режиме реального времени. Чем активнее участки мозга, тем больше глюкозы они потребляют. Ученые цепляют на глюкозу фтор-18, кислород-15, азот-13 или углерод-11 и отправляют ее в мозг. И это позволяет определять, какой участок мозга активен при выполнении, например, разных видов деятельности.

2.3 Атомная энергетика

Ядерная энергетика (Атомная энергетика) — отрасль энергетики, занимающаяся производством электрической и тепловой энергии путём преобразования ядерной энергии.

Обычно для получения ядерной энергии используют цепную ядерную реакцию деления ядер плутония-239 или урана-235. Ядра делятся при попадании в них нейтрона, при этом получаются новые нейтроны и осколки деления. Нейтроны деления и осколки деления обладают большой кинетической энергией. В результате столкновений осколков с другими атомами эта кинетическая энергия быстро преобразуется в тепло.

А́томная электроста́нция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используется ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками.

2.4 Влияние атомной энергетики на жителей планеты Земля

В 2010 году ядерная энергия обеспечивала 12,9 % от производства электроэнергии и 5,7 % от всей потребляемой человечеством энергии, по данным Международного энергетического агентства. Ядерный сектор энергетики наиболее значителен в промышленно развитых странах, где недостаточно природных энергоресурсов — во Франции, Украине, в Бельгии, Финляндии, Швеции, Болгарии и Швейцарии. Эти страны производят от 20 до 76 % (во Франции) электроэнергии на АЭС.

Абсолютным лидером по использованию ядерной энергии являлась Литва. Единственная Игналинская АЭС, расположенная на её территории, вырабатывала электрической энергии больше, чем потребляла вся республика (например, в 2003 году в Литве всего было выработано 19,2 млрд кВт⋅ч, из них — 15,5 Игналинской АЭС). Обладая её избытком (а в Литве есть и другие электростанции), «лишнюю» энергию отправляли на экспорт.

2.5 Радиация: польза или вред?

Польза:

1. Получение энергии с помощью АЭС;

2. Применение в радиохимии;

3. Применение в медицине.

Вред:

1. Воздействие радиации на человека;

2. Техногенные катастрофы;

3. Проблема захоронения ядерных отходов;

4. Ядерное оружие.

2.6 Крупные катастрофы на АЭС

1. Токаймура, 30 сентября 1999 года. Трое рабочих пытались смешать азотную кислоту и уран для получения нитрат уранила. Однако, по незнанию, рабочие взяли в семь раз больше разрешенного количества урана, и реактор не удержал раствор от достижения критической массы. Трое рабочих получили сильное гамма и нейтронное облучение, от чего, впоследствии, два из них скончались. Высокие дозы радиации также получили 70 других рабочих.

2. Кыштымская авария (или Кыштымская катастрофа) — первая в СССР радиационная чрезвычайная ситуация техногенного характера, возникшая 29 сентября 1957 года на химкомбинате «Маяк», расположенном в закрытом городе Челябинск-40 (ныне Озёрск). Авария относится к тяжёлой по последствиям, по современной международной классификации относится к 6 уровню из 7 возможных, уступая лишь авариям на ЧАЭС и Фукусима-1, произошедшим значительно позднее

На химкомбинате «Маяк» около города Кыштым хранились ёмкости для радиоактивных отходов и в результате сбоя в охладительной системе, произошел взрыв. 10 тысяч человек были эвакуированы из местности, где уже начали проявляться симптомы лучевой болезни.

3. Авария в Уиндскейле  — крупная радиационная авария, произошедшая 10 октября 1957 года на одном из двух реакторов атомного комплекса «Селлафилд», в графстве Камбрия на северо-западе Англии.

В результате пожара в графитовом реакторе с воздушным охлаждением для производства оружейного плутония произошёл крупный (550-750 TБк) выброс радиоактивных веществ. Авария соответствует 5-му уровню по международной шкале ядерных событий (INES) и является крупнейшей в истории ядерной индустрии Великобритании.

4. Стационарный реактор малой мощности номер 1, или SL‑1, находился в пустыне в 65 км от городка Айдахо-Фоллз, штат Айдахо. 3 января 1961 года на реакторе при выполнении работ был по неустановленным причинам извлечен управляющий стержень, началась неуправляемая цепная реакция, топливо разогрелось до 2000 K, что привело к тепловому взрыву, убившему 3 сотрудников, а также к расплавлению реактора и выбросу в атмосферу 3 ТБк радиоактивного йода. По Международной шкале ядерных событий аварии был впоследствии присвоен уровень 5 - Авария с широкими последствиями.

5. Ава́рия на АЭС Фукуси́ма-1 — радиационная авария максимального, 7-го уровня по Международной шкале ядерных событий (INES), начавшаяся в пятницу 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами. Затопление подвальных помещений, где располагались распределительные устройства, резервные генераторы и батареи, привело к полному обесточиванию станции и отказу систем аварийного охлаждения. Произошли расплавление ядерного топлива в реакторах энергоблоков № 1—3, накопление водорода в результате пароциркониевой реакции и взрывы гремучей смеси на энергоблоках № 1, № 3 и № 4. В окружающую среду попали в основном летучие радиоактивные элементы, такие как изотопы йода и цезия, объём выброса которых составил до 20 % от выбросов при Чернобыльской аварии.

С загрязнённых территорий было эвакуировано около 164 тысяч человек. При этом в ходе эвакуации из больниц вследствие недостатка ухода погибло 50 тяжелобольных пациентов. В течение нескольких лет после эвакуации из-за физического и психологического стрессов и плохого медицинского обслуживания, и ухода наступили 2304 преждевременные смерти, в основном среди эвакуированных людей пожилого возраста. В декабре 2013 года АЭС была официально закрыта. На территории станции продолжаются работы по ликвидации последствий аварии.

Фото из зоны отчуждения в Фукусиме

2.7 Авария на Чернобыльской АЭС

Строительство первой очереди Чернобыльской АЭС началось в 1970 году, для обслуживающего персонала рядом был возведен город Припять. 27 сентября 1977 года первый энергоблок станции с реактором РБМК-1000 мощностью в 1 тыс. МВт был подключен к энергосистеме Советского Союза. Позднее вступили в строй еще три энергоблока, ежегодная выработка энергии станции составляла 29 млрд киловатт-часов.

9 сентября 1982 года на ЧАЭС произошла первая авария – во время пробного пуска 1-го энергоблока разрушился один из технологических каналов реактора, была деформирована графитовая кладка активной зоны. Пострадавших не было, ликвидация последствий ЧП заняла около трех месяцев.

В ночь на 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке ЧАЭС проводились испытания турбогенератора. Планировалось остановить реактор (при этом планово была отключена система аварийного охлаждения) и замерить генераторные показатели. 

Безопасно заглушить реактор не удалось. В 1 час 23 минуты на энергоблоке произошел взрыв и пожар. В атмосферу попало радиационное облако в 400 раз больше, чем при бомбардировке Хиросимы. Облако прошло над западной частью Советского Союза, а также затронуло Восточную, Северную и Западную Европу.

Одними из первых, кто принял участие в ликвидации аварии, были работники пожарной охраны. Сигнал о пожаре на АЭС был принят 26 апреля 1986 года в 1 ч. 28 мин. Уже к утру в зоне аварии находилось 240 человек личного состава Киевского областного управления пожарной охраны. Интенсивный пожар продолжался 10 суток, за это время суммарный выброс радиоактивных материалов в окружающую среду составил около 14 эксабеккерелей (порядка 380 млн кюри). После первого, наиболее острого, этапа все усилия по локализации аварии были сосредоточены на создании специального защитного сооружения, называемого саркофагом (объект "Укрытие"). В период с июля по ноябрь 1986 года был сооружен бетонный саркофаг высотой более 50 м и внешними размерами 200 на 200 м, накрывший 4-й энергоблок ЧАЭС, после чего выбросы радиоактивных элементов прекратились.

27 апреля был эвакуирован город Припять (47 тыс. 500 человек), а в последующие дни – население 10-километровой зоны вокруг ЧАЭС. Всего в течение мая 1986 года из 188 населенных пунктов в 30-километровой зоне отчуждения вокруг станции были отселены около 116 тыс. человек.

Радиоактивному загрязнению подверглось более 200 тыс. кв. км, из них 70% – на территории Украины, Белоруссии и России.

Наиболее загрязнены были северные районы Киевской и Житомирской обл. Украинской ССР, Гомельская обл. Белорусской ССР и Брянская обл. РСФСР. Радиоактивные осадки выпали в Ленинградской обл., Мордовии и Чувашии.

В результате аварии произошло замедление развития атомной энергетики в Советском союзе и др. странах.

Всё дальше и дальше отделяет нас время от страшной трагедии 1986 года. Безжалостно стираются в памяти многие детали произошедшего, исчезают события того времени, забываются лица тех, кто ценой своих жизней и здоровья спасал жизни других людей. Ежегодно, 26 апреля с 2016 года отмечается Международный день памяти о чернобыльской катастрофе, учреждённый Генеральной Ассамблеей ООН. Чернобыльская катастрофа вошла в дома миллионов людей всей планеты как предупреждение о смертельной угрозе ядерной стихии. Это общая беда человечества, которую забыть невозможно.

Рванувший в апреле 1986 года атомный реактор Чернобыльской атомной электростанции стал не простой производственной аварией, а самой большой техногенной катастрофой, которая, когда - либо случалась в мире. Её последствия устраняли четыре года с 1986 по 1990 г. Для её ликвидации было привлечено более 800 тысяч человек со всего Советского Союза.

   Всё цивилизованное человечество в этот день вспоминает о событиях на Чернобыльской атомной электростанции, о тех, кто не жалея жизни и здоровья, встал на борьбу с радиационной стихией… 

2.9 Чернобыль

Черно́быль — город Вышгородского района Киевской области Украины. Расположен на реке Припять, недалеко от её впадения в Киевское водохранилище.

Известен из-за аварии на Чернобыльской АЭС. До аварии в городе проживало около 48 тысяч человек. Согласно данным Всеукраинской переписи 2001 года Чернобыль наравне с Припятью отнесён к городам «без населения». В настоящее время в городе проживает порядка полутора тысяч человек: работники учреждений и предприятий Зоны отчуждения и безусловного гарантированного отселения Чернобыльской АЭС, работающие на вахтовой основе, и самосёлы (84 человека по данным ГП «ЦОТИЗ» на февраль 2017 года). Расстояние до Киева по прямой — 83 км, по автодорогам — 115 км. Расположен в 12 км юго-восточнее Чернобыльской АЭС.

В центре г. Чернобыль в 2010—2011 гг. сооружён мемориальный комплекс к 25-летию аварии на Чернобыльской АЭС. Автор проекта — народный художник Украины, заслуженный деятель искусств Анатолий Гайдамака. На открытие комплекса в апреле 2011 года приезжали президенты России и Украины.

3.Заключение

На протяжении многих лет ядерная энергетика считалась самой перспективной, поскольку запасы соответствующих ресурсов очень велики, а их потребление и воздействие на окружающую среду в процессе производства энергии при этом минимальны. Нет необходимости зависеть от ресурсов того или иного региона: транспортировка топлива достаточна простая и не требует больших финансовых затрат.

Но влияние на природу отходов ядерного топлива на сегодняшний день доказано тысячами научных трудов и печальными показателями: захоронения отработанного топлива и тепловое загрязнение вод. В процессе деятельности атомная электростанция потребляет огромные массы воды для охлаждения агрегатов. Еще одной экологической проблемой ядерной энергетики является вывод качественных земель под строительство станций, при котором отчуждаются огромные территории.

Но всего за пару десятилетий доля ядерной энергии достигла небывалых показателей в мировой энергетике, что делало ее очень привлекательной для инвестиций и планомерного развития. Некоторые страны полностью перешли на энергию, получаемую из ядерного топлива. Против экологов были заключения экспертов, что стабильно работающая атомная электростанция выбрасывает в атмосферу очень небольшое количество радиационных загрязнений, причем это количество в несколько раз меньше по степени воздействия, чем выбросы тепловой электростанции аналогичной мощности. Атомные электростанции заслужили репутацию безопасных: повышенные меры осторожности гарантировали безаварийную и качественную работу.

Естественно, что после названных выше событий, экологические проблемы ядерной энергетики вновь оказались во главе угла в вопросах развития мирового энергетического комплекса.

Нужно уравновесить решение экологических проблем ядерной энергетики и работу атомных электростанций: как уже было сказано, для многих стран — это единственная возможность получать недорогую энергию и при этом не зависеть от условий и политических предпочтений других государств.

Но нужно помнить: что с момента начала эксплуатации атомных станций в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Т.е. крупная авария происходит примерно раз в 20 лет

4.Список литературы

1. Бадев В.В., Егоров Ю.А., Казаков С.В. «Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС», М.: Энергоатомиздат, 1990.

2. Голуб А.А. «Экология окружающей среды и природопользования». М.: ГУ ВШЭ, 2003.

3. Ефимова Н. Ядерная безопасность: У кого искать защиты? / «Экономика и время». № 11 от 20 марта 1999 г.

4. Пивоваров Ю.П., Михаилов В.П. Радиационная экология: Учебное пособие. М.:Академия, 2004. 240 с.

5. Чуянов В.А., Ядерная и термоядерная энергетика будущего. М.: Энергоатомиздат, 1987. 192 с.

5. Интернет ресурсы

https://ria.ru/20120426/635637376.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Авария_на_Чернобыльской_АЭС

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_энергия

https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_энергетика

https://ru.wikipedia.org/wiki/SL-1

https://tass.ru/spec/chernobyl

https://www.youtube.com/user/GalileoRU

1