Energetyka jądrowa

Liczba slajdów:
37
Autor:
Tadeusz Hilczer
Rozmiar:
3.57 MB
Ilość pobrań:
17
Ilość wyświetleń:
1973
Kategoria:
Energetyka jądrowa - Slajd 36
Energetyka jądrowa - Slajd 0
Energetyka jądrowa - Slajd 1
Energetyka jądrowa - Slajd 2
Energetyka jądrowa - Slajd 3
Energetyka jądrowa - Slajd 4
Energetyka jądrowa - Slajd 5
Energetyka jądrowa - Slajd 6
Energetyka jądrowa - Slajd 7
Energetyka jądrowa - Slajd 8
Energetyka jądrowa - Slajd 9
Energetyka jądrowa - Slajd 10
Energetyka jądrowa - Slajd 11
Energetyka jądrowa - Slajd 12
Energetyka jądrowa - Slajd 13
Energetyka jądrowa - Slajd 14
Energetyka jądrowa - Slajd 15
Energetyka jądrowa - Slajd 16
Energetyka jądrowa - Slajd 17
Energetyka jądrowa - Slajd 18
Energetyka jądrowa - Slajd 19
Energetyka jądrowa - Slajd 20
Energetyka jądrowa - Slajd 21
Energetyka jądrowa - Slajd 22
Energetyka jądrowa - Slajd 23
Energetyka jądrowa - Slajd 24
Energetyka jądrowa - Slajd 25
Energetyka jądrowa - Slajd 26
Energetyka jądrowa - Slajd 27
Energetyka jądrowa - Slajd 28
Energetyka jądrowa - Slajd 29
Energetyka jądrowa - Slajd 30
Energetyka jądrowa - Slajd 31
Energetyka jądrowa - Slajd 32
Energetyka jądrowa - Slajd 33
Energetyka jądrowa - Slajd 34
Energetyka jądrowa - Slajd 35
Energetyka jądrowa - Slajd 36
Energetyka jądrowa - Slajd 0

Treść prezentacji

1
ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER
2
Plan wykładu
3
Plan wykładu 1.Wstęp 2.Historia 3.Nukleosynteza 4.Rozszczepienie ciężkich jąder 5.Fuzja lekkich jąder 6.Energetyka jądrowa 7.Reaktory jądrowe 8.Reaktory jądrowe energetyczne 9.Bezpieczeństwo energetyki jądrowej 10.Reaktory jądrowe naturalne 11.Układy podkrytyczne 12.Odpady i ich utylizacja 13.Broń jądrowa Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 3
4
Wstęp
5
Energia jądra atomowego Jądro atomowe jest w warunkach ziemskich największą składnicą energii Energia jądra atomowego została wykorzystana do wzbogacenia ogólnego bilansu energetycznego świata ale niestety również do produkcji broni jądrowej Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 5
6
Energia jądra atomowego Jednostką energii jest dżul Energia na poziomie atomowym jest mała w porównaniu z energią 1 dżula stosuje się jednostkę energii (pozaukładową) elektronowolt (eV) 1 eV 1.610-19 J (160 aJ) Energia wybuchu bomby jądrowej jest olbrzymia w porównaniu z energią 1 dżula stosuje się jednostkę energii (pozaukładową) tona TNT (tTNT) (energia wydzielana przy wybuchu jednej tony materiału wybuchowego TNT) 1 tona TNT 4109 J (4 GJ) Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 6
7
Gęstość energii Gęstość energii jadra atomowego jest niewyobrażalnie wielka. Gęstość energii mechanicznej np. sprężystej, zawarta w najlepszej stali jest rzędu 103 Jm-3 1000 Jm-3 Gęstość energii wiązania wszystkich elektronów w ciężkim atomie jest rzędu 1016 Jm-3 10000000000000000 Jm-3 Gęstość energii wiązania wszystkich nukleonów w ciężkim jądrze atomowym jest rzędu 1032 Jm-3 100000000000000000000000000000000 Jm-3 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 7
8
Źródła energii Najdawniejszym źródłem energii, z której korzystał człowiek było ciepło ze Słońca. Odkrycie ognia pozwoliło na wyzwolenie energii cieplnej z roślin, głównie z drewna, które było podstawowym paliwem przez całe tysiąclecia. Praktyczne zastosowanie paliw kopalnych, takich jak węgiel i ropa naftowa, nastąpiło dopiero w XIX w a drewno straciło swoje znaczenie. Zapotrzebowanie na energię cieplną gwałtownie wzrosło, gdyż obok potrzeb grzewczych pojawiły się maszyny zamieniające ciepło na pracę. W XX wieku intensywny wzrost przemysłu i motoryzacji spowodował skokowe zapotrzebowanie na nośniki energii. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 8
9
Energia elektryczna Obok węgla i ropy naftowej coraz większe znaczenie zyskuje gaz, a maszyna parowa jest zastępowana przez silniki spalinowe i elektryczne. Zapotrzebowanie na energię elektryczną wszędzie rośnie. Obecnie produkcja energii elektrycznej (liczonej na głowę mieszkańca) jest jednym z podstawowych wskaźników określających poziom rozwoju społeczeństwa. Wzrost zużycia energii elektrycznej na świecie jest znacznie szybszy niż przyrost naturalny ludności. W krajach rozwiniętych udział energii elektrycznej w energii finalnej wzrasta coraz szybciej. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 9
10
Energia elektryczna Wzrost produkcji energii elektrycznej w latach 19801990 wynosił średnio rocznie we Francji 5.0, w Szwecji 4.3, w Japonii 4.0, w Norwegii 3.8, w USA 2.8, w Niemczech 1.6, w Wielkiej Brytanii 1.1. Średnio na świecie - 3.65, w latach 1980-1984 - 3.4 w latach 1985-1990 - 3.9. Przy ustabilizowanym wzroście (3.5 rocznie) wszystkie kraje świata w 2010 roku będą zużywały o 70 więcej energii elektrycznej niż obecnie. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 10
11
Energia elektryczna W roku 2000 zużycie energii elektrycznej było rzędu 40109 MWh, (dziesięciokrotnie więcej niż w roku 1970). Na wyprodukowanie takiej ilości energii potrzebne są olbrzymie ilości paliw kopalnych. Zapasy paliw kopalnych (trudne do oszacowania odkrywanie nowych złóż i stosowania nowych technologii) powinny zaspokoić ludzkość przez następne 100 lat. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 11
12
Naturalne nośniki energii Wykorzystanie innych naturalnych nośników energii jest stosunkowo trudne. Potencjał energii wodnej, równoważny mocy elektrycznej 3106MW, jest wykorzystywany zaledwie w kilkunastu procentach. Energia słoneczna, mimo swej ogromnej wielkości ma bardzo małą gęstość powierzchniową. Może być wykorzystywana jedynie z przerwami i nie jest atrakcyjna pod względem ekonomicznym w najbliższej przyszłości. Energia geotermiczna i pływowa jest stosunkowo mała i dostępna jedynie w niektórych rejonach świata. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 12
13
Energia jądra atomowego Potrzeby energetyczne świata może zabezpieczyć jedynie energia jądra atomowego. Obecnie w elektrowniach jądrowych wykorzystuje się niewielką część energii zawartą w nośniku. Przewiduje się, że postęp technologiczny pozwoli na wykorzystanie energii nośnika w ponad 50. Zmniejszy się zużycie nośnika przypadającą na jednostkę energetyczną a tym samym poprawi bilans energetyczny. Przy normalnej eksploatacji elektrownia jądrowa stanowi małe zagrożenie ekologiczne, które pod wielu względami jest mniejsze od zagrożenia ekologicznego elektrowni konwencjonalnych. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 13
14
Elektrownia konwencjonalna Wytwornica pary Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny Turbogenerator 14
15
Elektrownia jądrowa Wytwornica pary Turbogenerator Osłona Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 15
16
Plusy energetyki jądrowej Nie produkuje CO2 i SO2 (może stanowić rozwiązanie problemu cieplarnianego i kwaśnych deszczy) Mały koszt paliwa (około 10 całkowitego kosztu energii) w elektrowniach węglowych i olejowych koszt ten wynosi około 65 Możliwość częściowego odzysku paliwa przerabianie wypalonych prętów ekstrakcja uranu i plutonu. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 16
17
Minusy energetyki jądrowej Zasoby uranu wystarczą na około 100 lat Odpady radioaktywne w przypadku wtórnego odzysku około 3 pierwotnej masy paliwa promieniotwórcze przez tysiące lat, Produkcja plutonu możliwość zwiększenia liczby krajów mających dostęp do broni jądrowej Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 17
18
Energetyka jądrowa Reaktory jądrowe, budowane od ponad 30 lat, znalazły zastosowanie jako: źródła energii w elektrowniach jądrowych, źródła energii w siłowniach okrętowych, silne źródła neutronów, silne źródła promieniowania , urządzenia do produkcji izotopów promieniotwórczych, ... . Z 1 kg uranu można otrzymać energię około 8,21010 kJ (2,2 107kWh) Do uzyskania takiej ilości energii trzeba spalić około 3000 t węgla. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 18
19
Udział energetyki jądrowej W końcu XX wieku na świecie było czynnych 436 reaktorów jądrowych energetycznych o łącznej mocy około 350 GW(e). Udział elektrowni jądrowych w światowym bilansie energii elektrycznej wynosił około 17, W 19 krajach udział ten przekracza 20. W Europie Zachodniej pracowało 151 reaktorów, w Europie Środkowej i Wschodniej - 70 reaktorów. Udział energetyki jądrowej w produkcji energii elektrycznej: Francja, Litwa - około 75, Belgia - około 58, Szwecja, Ukraina, Słowacja - około 47, Słowenia - około 44, Szwajcaria, Bułgaria - około 41, Węgry - około 36. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 19
20
Udział energetyki jądrowej W Ameryce Północnej pracowało 118 reaktorów. Udział w zapotrzebowaniu na energię elektryczną był w USA ok. 19 i w Kanadzie ok. 12. Stale rośnie udział energetyki jądrowej w bilansie energetycznym na Dalekim Wschodzie, gdzie pracuje 90 reaktorów. Udział w produkcji energii elektrycznej w Republice Korei wynosi ok. 43 i w Japonii ok. 36. W całej Federacji Rosyjskiej 29 reaktorów jądrowych dostarczyło około 13 energii elektrycznej, w części europejskiej udział był powyżej 20. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 20
21
Elektrownie jądrowe w Europie Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 21
22
Elektrownie jądrowe na świecie GW(e) 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 rok Moc elektrowni jądrowych na świecie od roku 1950 Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 22
23
Energetyka jądrowa w Polsce W Polsce w latach 80 rozpoczęto budowę elektrowni jądrowej w Żarnowcu. Miały być zainstalowane cztery reaktory typu WWER440 o łącznej mocy około 1750 MW(e). Kolejna elektrownia jądrowa, z czterema reaktorami typu WWER-1000 o mocy 4000 MW(e), miała być zlokalizowana w Klempiczu w Wielkopolsce. W 1990 roku podjęto uchwałę o zaniechaniu polskiego programu energetyki jądrowej gdyż w Polsce jest nadprodukcja energii elektrycznej, której ponad 97 pochodzi ze spalania węgla. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 23
24
Elektrownie jądrowe wokół Polski W w promieniu do około 310 km od granic Polski pracuje 11 elektrowni jądrowych, łącznie 29 bloków energetycznych 22 bloki z wodnymi reaktorami ćiśnieniowymi WWER 6 bloków z wodnymi reaktorami wrzącymi BWR 1 blok z reaktorem kanałowym RBMK łączna zainstalowana moc elektryczna około 20 GW(e). Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 24
25
Elektrownie jądrowe wokół Polski Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 25
26
Energetyka jądrowa w Polsce Strategiczne programy rozwoju energetyki nie wykluczają w przyszłości włączenia energetyki jądrowej po roku 2020 . Do tego czasu prognozowany wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną ma wzrosnąć o 66 i ma być zaspokojony przez rozwój elektrowni węglowych. W roku 2007 podpisano umowę o znacznym udziale Polski w budowie nowej elektrowni jądrowej na Litwie w Igalinie W roku 2008 zapowiedziano budowę dwu elektrowni jądrowych w Polsce Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 26
27
Energetyka jądrowa a broń jądrowa Energetyka jądrowa oraz militarne zastosowania energii jądrowej wykorzystują jedynie ten sam fizyczny proces rozszczepienia ciężkich jąder. Społeczeństwo z energetyką jądrową kojarzy: bomby jądrowe, które zniszczyły Hiroszimę i Nagasaki, próbne wybuchy bomb jądrowych, poligony jądrowe. Społeczeństwo nie widzi różnicy między: paliwem jądrowym reaktorów energetycznych wzbogacenie w rozszczepialny U rzędu kilku procent, 235 materiałem bomb jądrowych wzbogacenie w rozszczepialny W naturalnym uranie Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 235 U powyżej 90, 235 U jest tylko 0.7. 27
28
Energetyka jądrowa a broń jądrowa Militarne zastosowanie energii jądrowej jest odpowiedzialne za promieniotwórcze skażenia środowiska: wywołane próbnymi wybuchami jądrowymi towarzyszące wydobywaniu plutonu z paliwa reaktorów wojskowych. W reaktorze jądrowym ze względu na małe wzbogacenie paliwa jądrowego w rozszczepialny nie może nastąpić wybuch jądrowy. łańcuchowa reakcja rozszczepienia nie może rozwinąć się jak w bombie jądrowej. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 235 U. 28
29
Awaria reaktora W reaktorze jądrowym wybuchu jądrowego nie może wywołać: żadna zmiany konfiguracji elementów paliwowych, żadna akcja terrorystyczna, żadna katastrofa naturalna (trzęsienie ziemi, huragan, ...) żadna katastrofa niszcząca rdzeń reaktora. Jest to sprzeczne z prawami fizyki. Zdarzają się jednak awarie reaktorów energetycznych, najgroźniejsza - uszkodzeniu rdzenie reaktora, może doprowadzić do wydostania się substancji promieniotwórczych do otoczenia. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 29
30
Awaria reaktora Do zniszczenia rdzenia reaktora w elektrowniach jądrowych doprowadziły awarie: w Three Mile Island w Pensylwanii w marcu 1979 roku reaktor wodny PWR z obudową bezpieczeństwa w Czarnobylu na Ukrainie w kwietniu 1986 roku reaktor grafitowy RBMK bez obudowy bezpieczeństwa był nie tylko reaktorem energetycznym, ale również miał wytwarzać pluton dla celów militarnych. W obu awariach na skutek uszkodzenia pierwotnego obiegu chłodzenia został stopiony rdzeń reaktora. Porównanie obu awarii pokazuje, że energetyka jądrowa z reaktorami wodnymi typu PWR jest bezpieczna. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 30
31
Awaria reaktora Three Mile Island W Three Mile Island pracował reaktor typu PWR, w którym spowalniaczem była woda, reaktor miał obudowę bezpieczeństwa. Pomimo, że rdzeń reaktora został całkowicie zniszczony: nie doszło do rozerwania obudowy przez parę wodną, nie nastąpił wybuch wodoru, wodór wydzielił się w wyniku reakcji z wodą cyrkonowych koszulek paliwa rozgrzanych do wysokiej temperatury. Trzech operatorów otrzymało dawki w 31-38 mSv, 12 osób obsługi podwyższone dawki nie przekraczające 10 mSv. Awaria nie zagroziła okolicznym mieszkańcom. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 31
32
Awaria reaktora Czarnobyl W Czarnobylu pracował reaktor typu RBMK, w którym spowalniaczem był grafit, reaktor nie miał obudowy bezpieczeństwa. Zniszczenie rdzenia reaktora spowodowało pożar 1500 t grafitu i wybuch chemiczny. Pożar i wybuch chemiczny spowodowały: wyrzucenie do atmosfery ponad 1.9 x 10 18 Bq substancji promieniotwórczych skażenie radioaktywne dużych terenów Ukrainy i Białorusi ewakuacja około 200 tys. mieszkańców, skażenie atmosfery wykrywalne we wszystkich krajach Europy. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 32
33
Czarnobyl elektrownia jądrowa Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 33
34
Czarnobyl Czwarty reaktor elektrowni w Czarnobylu eksplodował 26 kwietnia 1986 o godzinie 1:24 miejscowego czasu, Dwa dni później detektory w Ośrodku Atomistyki w Świerku pod Warszawą zarejestrowały podwyższoną radioaktywność, uruchomiły się systemy alarmowe, na ekranach spektrometrów do identyfikacji radioizotopów pojawiły się intensywne linie promieniotwórczych izotopów jodu i cezu, co jednoznacznie świadczyło o zaistnieniu dużej awarii reaktorowej, Sprawdzono urządzenia w Świerku - stwierdzono, że skażenie pochodzi z zewnątrz, Telefony były odcięte - podobno na polecenie sekretarza POP PZPR. Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 34
35
Czarnobyl reaktor 4 po awarii Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 35
36
Czarnobyl Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 36
37
Energetyka jądrowa Tadeusz Hilczer, wykład monograficzny 37

Mogą Cię zainteresować

Podstawowe jednostki długości w astronomii - Slajd 1

Podstawowe jednostki długości w astronomii

Podstawowe jednostki długości w astronomii
Siły w ruchu po okręgu - Slajd 1

Siły w ruchu po okręgu

Siły w ruchu po okręgu
Złudzenia optyczne - Slajd 1

Złudzenia optyczne

Złudzenia optyczne
Zjawiska optyczne - Slajd 1

Zjawiska optyczne

Zjawiska optyczne

O stronie

Świat prezentacji to vortal zawierający prezentacje multimedialne przeznaczone nie tylko dla uczniów, ale i nauczycieli. Tylko w naszym vortalu znajdziesz ogrom wiedzy przedstawiony na slajdach prezentacji. Dzięki nam łatwiej przygotujesz się do lekcji czy odrobisz zadanie domowe. Prezentacje podzielone są na kategorię aby łatwiej było Ci odnaleźć to czego szukasz. Nazwy kategorii odpowiadają nazwą przedmiotów szkolnych. Dzięki nam zapomnisz czym jest pracochłonne przygotowywanie prezentacji i ściągniesz "gotowca".

Ostanio dodane

2017 © Wszystkie prawa zastrzeżone

Używamy plików cookies, aby dostosować zawartość strony do Twoich preferencji i oczekiwań oraz zapewnić Ci wygodę podczas przeglądania strony www. Korzystając ze strony, wyrażasz zgodę na używanie cookies zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki. Co to są ciasteczka?