Zapraszamy na prezentacje której tematem jest Energia Jądrowa.

*Z wykorzystaniem energii jądrowej, zarówno w sensie użycia materiałów rozszczepialnych (uran), jak

reakcji syntezy termojądrowej, wiążą się problemy techniczne i społeczne. Problemy techniczne, to

zagwarantowanie bezawaryjnej pracy reaktorów i bezpiecznego składowania odpadów radioaktywnych, a

także rozwiązanie niebagatelnych problemów materiałowych wiążących się z konstrukcją reaktorów

termojądrowych (które pewnie w przyszłości zostaną zbudowane, choć jest to trudniejsze niż się początkowo

wydawało).

*Problemy społeczne, to z jednej strony pokonanie bariery strachu przed awariami o nieprzewidywalnych

skutkach, z drugiej zaś obawa przed dostarczeniem szaleńcom i terrorystom różnej maści sposobności do

dokonania niewyobrażalnych zniszczeń.

Skąd się bierze energia jądrowa?

Cała otaczająca nas materia składa się z cząsteczek, cząsteczki - z atomów, atomy z jąder –teoretycznie więc mamy bardzo dużo energii jądrowej. Dlaczego więc całe to nasze otoczenie nie wybucha? Odpowiedź jest dość prosta – Bo nie może!Większość atomów jest bardzo trudno zmusić do wyzwolenia energii jądrowej (a niektórych prawdopodobnie nie uda się zmusić do tego nigdy). Tylko niektóre pierwiastki (dokładniej jądra tych pierwiastków) posiadają nadmiar energii, który może wydzielić się samorzutnie. Są to głównie jądra pierwiastków promieniotwórczych - należą do nich m.in.: uran, pluton, rad oraz promieniotwórcze odmiany (izotopy) pospolitych pierwiastków – takich jak węgiel, czy tlen.Owa nadwyżka energii w jądrach powoduje, że w dużej ilości atomów, raz na jakiś czas, co któreś z nich nagle „wybucha” wystrzeliwując ze swojego wnętrza cząstkę (cząstkę alfa, beta,

gamma, lub neutron). Po wyrzuceniu cząstki, jądro ulega przemianie w inne jądro (jądro innego

pierwiastka).

Ludzkość wobec energetyki atomowej

Politycy, a także eksperci zgodni są co do tego, że energetyka jądrowa odegra znaczącą

rolę w przyszłości tylko wtedy, kiedy zaakceptuje ją społeczeństwo i kiedy uzyska

poparcie na poziomie politycznym. Oczywiście, aspekty techniczne i ekonomiczne też

są ważne: dojrzałość technologii, jakość urządzeń, bezpieczeństwo pracy,

konkurencyjność ekonomiczna to bardzo istotne kwestie, ale nawet najnowocześniejsza

i tania elektrownia nie zostanie zbudowana, jeśli nie będzie zgody społeczeństwa i woli

politycznej. Trzeba przy tym zauważyć, że wymienione kwestie są ze sobą powiązane.

Postawy społeczne zależą od tego, jak postrzegana jest jakość technologiczna reaktora, a

postawy polityków zależą od postaw społeczeństwa i jednocześnie na nie wpływają.

Dlatego należy przytoczyć zarówno korzyści jak i zagrożenia wynikające dla ludzkości

ze względu na wykorzystanie energii atomowej.

� Elektrownia

Jądrowa

Korzyści z czerpania energii jądrowej.

W zasadzie trudno jest dziś przecenić korzyści wypływające z taniego i wydajnego źródła energii, wszystko jedno

jakie ono jest. Jeżeli jeszcze do tego nie będzie ono zatruwało środowiska, to o sukces nietrudno. Dlatego wiele

ludzi, głównie naukowców i inżynierów uważa, że energetyka jądrowa jest najlepszym sposobem pozyskiwania

energii, spełnia bowiem większość wymagań. Po pierwsze, jest niezależna od surowców naturalnych (węgla, ropy

naftowej, gazu ziemnego itp.), elektrownie mogą więc pracować bez obawy szybkiego wyczerpania się zapasów

paliwa. Po drugie, z używanego paliwa można uzyskać więcej energii elektrycznej niż z jakiegokolwiek innego

źródła naturalnego:

- 1 kg węgla dostarcza 3 kWh energii

- 1 kg drewna - 1 kWh energii

- 1 kg nafty - 4 kWh

-1 kg uranu - 50 tys. kWh

Elektrownia konwencjonalna o mocy 1000 MWe zużywa 2,6 mln ton węgla (2 tys. wagonów kolejowych), 2 mln ton

ropy (10 supertankowców), zaś jądrowa - uranu zaledwie 30 ton. Po trzecie, mimo krążących przeświadczeń,

energetyka jądrowa jest prawie nieszkodliwa dla środowiska. Nie emituje żadnych trujących substancji do otoczenia,

przez co nie zanieczyszcza powietrza, gleby i nie wpływa na pogorszenie warunków zdrowotnych ludzi. Tymczasem

klasyczne elektrownie węglowe emitują duże stężenia dwutlenku siarki, dwutlenku węgla i innych trujących

substancji przyczyniając się do powstawania efektu cieplarnianego, wyniszczenia lokalnego ekosystemu i większej

zachorowalności wśród ludzi.

Oczywiście, jak każda inna forma nowej technologii, energetyka jądrowa stwarza też pewne

zagrożenia. Społeczeństwo najbardziej obawia się awarii reaktora, co zostało jeszcze bardziej

spotęgowane po katastrofie w Czarnobylu w 1986 r. Skutki tego wydarzenia (skażenie ziemi na

znacznym obszarze, wykraczającym nawet poza granice byłego ZSRR, wiele ofiar w ludziach),

choć mniejsze niż przewidywano, spowodowały znaczne spustoszenia w świadomości ludzkiej

dotyczące wszystkiego co jądrowe. Ludzie zaczęli obawiać się wszelkiego promieniowania nie

uświadamiając sobie, że promieniowanie istnieje od zawsze, a jego emisja przez elektrownie

jądrowe nie przekracza często nawet poziomu tła

Zagrożenia

Oczywiście ryzyko awarii istnieje zawsze, dlatego stosuje się specjalne systemy zabezpieczeń,

mające na celu niedopuścić do sytuacji kryzysowej. Często systemy te są podwojone lub nawet

potrojone. Innym zagrożeniem, być może nawet większym od hipotetycznej awarii reaktora, jest

składowanie odpadów radioaktywnych. Wiadomo, że w wyniku eksploatacji elektrowni

atomowej powstaje zużyte paliwo, które jeszcze przez długi czas pozostaje aktywne. Należy je

więc przechowywać w odpowiednio przygotowanym miejscu aż do czasu, kiedy przestanie być

szkodliwe dla środowiska. Ze względu na długi czas połowicznego rozpadu, proces ten jest

długotrwały i wymaga, aby składowisko było dobrze zabezpieczone

Budowa reaktora

W zdecydowanej większości elektrowni

jądrowych energia rozszczepienia wzbogaconego

uranu jest odbierana przez wodę, która w

zależności od reaktora: odparowuje (reaktory

wrzące BWR) lub nie (jeśli jest pod wysokim

ciśnieniem - reaktory ciśnieniowe PWR i

WWER).

Najczęściej czynnik podgrzany w reaktorze,

przekazuje ciepło wodzie w wytwornicy pary,

która dzieli cały układ na obieg pierwotny i

wtórny. Wytworzona w wytwornicy para

napędza turbinę parową, sprzężoną z

generatorem.

Blok reaktora nr 4 w Czarnobylu

Budowa reaktorów samo powielających (U-238, U-233, U-235) została zarzucona po 50 latach badań

przez Francję, Wielką Brytanię, Rosję i Japonię (ostania wycofała się Japonia po wypadku w reaktorze

Monju w 1995 roku).Większość reaktorów na świecie działa na ubogi uran (99,3% U-238, 0,7% U-233,

U-235); taki uran nadaje się do reaktorów lecz nie do broni masowego rażenia. Działanie reaktorów samo

powielających umożliwia przekształcenie U-238 w U-233 lub U-235 w dużych ilościach, nadających się

nie tylko do reaktorów wysokotemperaturowych, ale i bomb atomowych. Reaktory samo powielające

produkują też Pu-239 (kolejny materiał rozszczepialny do bomb atomowych).

Jest to problem nie tylko natury technicznej/fizycznej, ale również nierozprzestrzeniana broni jądrowej.

Muzeum - socjalistyczna kopalnia uranu w Bieszczadach

•energetyczne,

•reaktory wodne, ciśnieniowe (tzw. PWR i WWER) , w których

chłodziwem i moderatorem jest zwykła woda pod ciśnieniem (na tyle

wysokim by woda nie zaczęła odparowywać podczas normalnej pracy

reaktora).

•wyjątkowymi reaktorami wodnymi, ciśnieniowymi są reaktory RBMK

(tego typu reaktory są między innymi w Czarnobylu, nie ma natomiast

takich reaktorów poza terenem byłego ZSRR, gdyż nie spełniają i nigdy

nie spełniały podstawowych warunków bezpieczeństwa), chłodzone są

wodą, a moderowane grafitem.

•reaktory wodne, wrzące (BWR), w których chłodziwem i moderatorem

jest również zwykła woda, ale wrząca,

•reaktory ciężko wodne (PHWR, CANDU), chłodziwem i moderatorem

jest ciężka woda,

•reaktory gazowe (GCR, AGR, HTGR), w których chłodziwem jest gaz

(dwutlenek węgla lub hel), a moderatorem grafit,

•napędowe (głównie łodzi podwodnych i dużych okrętów wojennych),

•militarne (wytwarzające materiał rozszczepialny do broni jądrowej),

•badawcze.

Podział reaktorów ze względu na zastosowanie

NAJWIEKSZE KATASTROFY NUKLEARNE

Wyzwolone pyły są niebezpieczne zarówno dla terenów znajdujących się

w pobliżu miejsca katastrofy, jak również dla tych całkiem odległych od

centrum skażenia. Skutkiem tego jest napromieniowanie organizmów

żywych, co często prowadzi do ich wczesnego wymierania.

Nim zaczęto przeciwdziałać skażeniom, na świecie miało miejsce wiele

katastrof, których skutki dotknęły nasze środowisko czy tez ludzi

przebywających w pobliżu katastrofy. Tymi, o których warto wiedzieć,

są:

· Detroit (USA), 1951 r. - awaria reaktora powielającego typu EBR-1,

· Windscale (Wielka Brytania), 1957 r. - pożar powielającego reaktora

atomowego na skutek zapalenia się bloków grafitu,

· Chalk River (Kanada), 1958 r. - wyciek wody ciężkiej zanieczyszczonej

substancjami promieniotwórczymi,

· Idaho Falls (USA), 1961 r. - emisja substancji radioaktywnych,

· Lingen (Niemcy), 1969 r. - obfita emisja substancji radioaktywnych,

· Chalk River (Kanada), 1972 r. - wyciek wody radioaktywnej,

· Gundremmingen (Niemcy), 1975 r. - emisja pary radioaktywnej,

· Harrisburg (USA), 1979 r. - wyciek wody radioaktywnej, emisja gazów

promieniotwórczych,

· Tsuruga (Japonia), 1981 r. - wyciek wody radioaktywnej, zanieczyszczenie

akwenu,

· Sellafield (Wielka Brytania), 1986 r. - wydostanie się paliwa

radioaktywnego,

· Czarnobyl (Ukraina), 1986 r. - zniszczenie reaktora jądrowego,

zanieczyszczenie znacznego obszaru izotopami promieniotwórczymi.

Obecnie roczna produkcja energii elektrycznej w Polsce wynosi około 15 GWlat. Taką ilość

można uzyskać spalając:

•60 mln ton węgla kamiennego, przy 37% sprawności przetwarzania energii cieplnej w

energie elektryczną,

•180 mln ton węgla brunatnego (przy sprawności 30%),

•30 mln ton ropy naftowej (przy sprawności przetwarzania 40%)

•24 mld m3 gazu ziemnego (przy sprawności 50% w elektrowniach gazowo-parowych).

W przypadku energetyki jądrowej aby wytworzyć 15 GWlat energii elektrycznej, trzeba

zużyć 550 ton paliwa jądrowego (przy wzbogaceniu 4% i sprawności 30%).

DZIĘKUJEMY ZA OBEJZENIE PREZENTACJI

Prezentację przygotowali uczniowie klasy II bZi

- Rafał Majewski

- Dawid Kwiecień

- Dawid Maryniak