Проститутки москвы читать далее.
Физика примеры решения задач Электротехника Задачи и лабораторные работы Математика примеры решения задач Вычислить интеграл Информатика Компьютерные сети Компьютерная математика
Значение развития ядерной технологии и атомной энергетики Эволюция ядерных арсеналов Перспективы развития атомной энергетики Физические основы ядерной индустрии Радиация проникающая Гидроэлектростанции

Ядерная индустрия, ядерный топливно-энергетический комплекс и атомная энергетика

За сто лет развития, наука о радиоактивности породила новую отрасль производства – ядерную индустрию.

Ядерная индустрия (ЯИ), отрасль промышленности, связанная с использованием ядерной энергии; совокупность технологий и технических средств, предназначенных для целесообразного использования ядерной энергии.

Ядерная энергия, внутренняя энергия атомных ядер, выделяющаяся при некоторых ядерных превращениях. Ядерная энергия по своим масштабам в миллионы раз превосходит энергию, выделяющуюся при химических реакциях, что отражает огромную величину ядерных сил по сравнению с электромагнитным взаимодействием, которое играет основную роль в атомах и молекулах.

Естественная радиоактивность демонстрирует наличие больших энергетических ресурсов, запасенных в атомных ядрах (например, при полном превращении 1 кг радия выделяется 3,5*105 квт-ч энергии). Однако малая скорость распада делает полезную мощность практически ничтожной. Бета-радиоактивные элементы (например, 90Sr) нашли применение в атомных батареях – источниках электрического тока, в которых ядерная энергия преобразуется в электричество.

Широкое применение ядерной энергии стало возможным благодаря открытию самоподдерживающихся ядерных реакций: цепных реакций деления и термоядерных реакций синтеза. При делении ядер 1 кг урана выделяется 2*107 квт-ч энергии, что эквивалентно сжиганию 2500 тонн каменного угля. Один 1 см3 урана имеет энергетическое содержание, эквивалентное 60000 л бензина, 110-160 т угля или около 60000 м3 природного газа. При использовании рецикла ресурсы ядерных материалов смогут обеспечивать прогнозируемые энергетические потребности мира на протяжении 1000 лет. Мир никак не может игнорировать этот факт. Переход к серийному сооружению АЭС с БН осложнен многими неотработанными в промышленном масштабе технологическими процессами и нерешенными вопросами оптимальной организации ядерного топливного цикла, который должен базироваться на плутонии и может быть только замкнутым с очень коротким (до 1 года) временем внешнего цикла (химическая переработка отработавшего топлива и дистанционно управляемое изготовление свежего топлива).

В настоящее время осуществлены как неуправляемые цепные реакции взрывного типа (атомная бомба), так и управляемые реакции с регулируемым уровнем выделения энергии (атомные реакторы). Ядерная энергия, получаемая в ядерных цепных реакциях, используется на атомных электростанциях, кораблях, подводных лодках, космических аппаратах и т.п. Реакции термического синтеза, легких ядер, т.е. термоядерные реакции, благодаря их большому тепловому эффекту способны стать самоподдерживающимися. Ядерная энергия, выделяющаяся при термоядерных реакциях, играет огромную роль в природе, т.к. является основным источником энергии Солнца и звезд. В настоящее время удалось осуществить неуправляемые термоядерные реакции взрывного типа (водородная бомба). Управляемую термоядерную энергию осуществить достаточно просто (например, облучая дейтерид лития тепловыми нейтронами), но добиться превышения энергетического выхода над затратами пока не удалось. Ведутся поиски путей осуществления управляемой термоядерной реакции, способной стать мощным энергетическим источником. Есть еще один, потенциально более мощный, чем термояд, источник ядерной энергии – аннигиляция частиц и античастиц. В этом случае изменение массы покоя близко к 100%, поскольку конечными продуктами процесса аннигиляции являются самые легкие из заряженных частиц – электроны, и лишенные массы покоя нейтрино. Реализовать этот способ получения энергии тоже пока не удалось.

По состоянию на 2000 семь государств мира обладают ядерным оружием. К их числу относятся США, Россия, Великобритания, Франция, Китай, Индия и Пакистан. По неофициальным данным, атомным оружием в количестве 100-200 боезарядов располагает Израиль. Избыточность наработанных ядерных оружейных материалов проявилась после подписания Президентом СССР М.Горбачевым и Президентом США Р.Рейнаном Договора о ликвидации ракет средней и меньшей дальности 8 декабря 1987 года.

Важным направлением ядерной индустрии является ядерная энергетика. Ядерная энергетика (атомная энергетика), отрасль энергетики, использующая ядерную энергию для электрификации и теплофикации. Одновременно это область науки и техники, разрабатывающая методы и средства преобразования ядерной энергии в электрическую и тепловую.

Оборудование для демонтажа ядерного оружия и утилизации его компонентов (обратные технологии) В истории развития ядерной энергетики можно выделить два этапа:

Крупные аварии на АЭС TMI (Трехмильный остров, США) и в Чернобыле (СССР) указали на неприемлемый уровень безопасности АЭС первых поколений Атомная энергетика, как и любая технология, требует совершенствования Новая энергетическая революция и ядерный ренессанс Газ, нефть и уголь относятся к невозобновляемым источникам энергии Поэтому одной из срочных мер является уменьшение на 60% эмиссии диоксида углерода, чтобы хотя бы удержать концентрацию СО2 на современном уровне.

Современные и будущие технологии ядерного топливного цикла имеют значительный потенциал развития в плане повышения экологичности производства, в том числе:

совершенствование технологий в отношении обращения с РАО и ОЯТ;

совершенствование системы государственного учета и контроля РАО;

снижения техногенных рисков существующих атомных реакторов.

Альтернативные технологии

Одна из основных проблем, связанных с захоронением радиоактивных отходов в породах земной коры, заключается в поиске новых, более пригодных модификаций кристаллических матричных материалов.

Традиционно в странах с развитой ядерной энергетикой (США, Франция, Германия) для иммобилизации радионуклидов применяли стекольные матрицы (боросиликатные и алюмофосфатные по составу). Эти стекла по своим свойствам близки к алюмосиликатным, только в первом случае алюминий заменен бором, а во втором – кремний фосфором. Эти замены вызваны необходимостью снижения температуры плавления расплавов и уменьшения энергоемкости технологии. В стекольных матрицах достаточно надежно удерживается 10-13 мас.% элементов радиоактивных отходов. В связи со спецификой стекла как метастабильной фазы, эти способы остекловывания радиоактивных отходов не отвечают требованиям их длительного безопасного хранения. Как показали исследования, даже наиболее устойчивые к процессам физико-химического выветривания алюмофосфатные стекла, оказываются малостабильными при условиях захоронения в земной коре. Что же касается боросиликатных стекол, то согласно экспериментальным исследованиям, в гидротермальных условиях при 350оС и 1 кбар они полностью кристаллизуются с выносом элементов радиоактивных отходов в раствор. Поэтому для захоронения в условиях земной коры требуется создание дополнительных защитных барьеров.

В конце 70-х годов прошлого века были разработаны первые кристаллические матричные материалы - синтетические горные породы (синрок). Эти материалы состоят из смеси минералов – твердых растворов на основе титанатов и цирконатов и гораздо более устойчивы к процессам выщелачивания, чем стекольные матрицы.

Тем не менее, стеклование радиоактивных отходов с последующим хранением стекольных матриц в специальных хранилищах является пока единственным методом промышленного обезвреживания радионуклидов. Матричных материалов, удовлетворяющих всем требованиям, нет. Стекла и кристаллические матрицы (синрок и, возможно, насикон) являются наиболее приемлемыми по комплексу физико-химических и механических свойств, однако, высокая стоимость как производства, так и исходных материалов, относительная сложность технологической схемы ограничивают возможности широкого применения синрока для фиксации радионуклидов.


Атомная энергетика в России