Презентация на тему Ядерные энергетические установки

по дисциплине:

КР-1 контрольная работа 1; Вес раздела 0,25
КР-2

контрольная работа 2; Вес раздела 0,25
КМ-3 контрольная работа 3; Вес раздела 0,25
КМ-4 контрольная работа 4. Вес раздела 0,25

перспективы развития ЯЭ. Ядерные реакции. Нейтронно-физические процессы в ядерном

реакторе (ЯР). Управление реактором. Особенности реактора как источника энергии. 4 - неделя; СРС 6 часов
КР2: Топливный цикл ЯЭ. Классификация ЯЭУ. Функционирование АЭС, аварийные защиты, системы безопасности.
Нормы радиационной безопасности; примеры решения практических задач. Вывод из эксплуатации. 8 - неделя; СРС 6 часов
КР3: Сравнительный анализ АЭС с реакторами ВВЭР, РБМК, БН и БРЕСТ. Проекты АЭС с ВВЭР. Судовая, космическая и малая ЯЭ. 12 - неделя; СРС 6 часов
КР4: Актуальные проблемы ЯЭ:
продление срока службы,
обеспечение замкнутого топливного цикла;
повышение безопасности, cейсмостойкости;
совершенствование методов и систем диагностики; управления технологически ми процессами и тяжелыми авариями.
15 - неделя; СРС 4 часа

развития в мире
Обеспечение человечества энергией является одной из главнейших

проблем, решение которой определяет его устойчивое развитие, т.е. развитие без истощения природных, экономических, экологических и социальных ресурсов.
Энергетика, построенная на углеводородах, исторически себя исчерпала. Запасы ископаемого топлива сокращаются, а продолжение его использования в качестве энергоисточника ухудшает экологическую ситуацию.
Огромным преимуществом АЭС является ее относительная экологическая чистота

веществ ТЭС, работающих на различных органических топливах
Сравнительные данные по

топливу и отходам для АЭС мощностью 1000 МВт (тонн в год):топливо :27 (160 т. природного урана в год) , отходы: 27 высокоактивные; 310 среднеактивные; 460 низкоактивные
Подобные выбросы на АЭС просто отсутствуют. Если ТЭС мощностью 1000 МВт потребляет в год 8 млн. т. кислорода для окисления топлива, то АЭС не потребляет кислорода вообще.

различных органических топливах

и строительстве приведены в табл. 1.2
В 31 стране мира

действуют 442 ядерных реактора, общей электрической мощностью 365 ГВт.
Первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт построена в городе Обнинске и пущена в эксплуатацию 27 июня 1954 года.

в России
Наличие собственных эффективных ядерных технологий и атомного машиностроения

является одним из главных элементов обеспечения национальной энергетической безопасности.
Первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт построена в городе Обнинске и пущена в эксплуатацию 27 июня 1954 года, после чего в стране быстрыми темпами начала развиваться ядерная энергетика
В Таблице 1.3 представлена Структура АЭС России
дополнение НВАЭС в 2016г. 1Х1200;Ростовская АЭС1Х1000 в 2010г. и в 2014г. Калининская АЭС 1Х1000 в 2012г.
Энергоблоки АЭС, сооружаемые и планируемые в настоящее время представлены на рис.1.1.

предполагается сооружение:
Центральной АЭС;
Нижегородской АЭС;
Северской АЭС;
Южно-Уральской АЭС;
Тверской АЭС-2
Ростовская АЭС
энергоблок 2
Калининская

АЭС
энергоблок 4

НВАЭС-2
энергоблок 1

ЛАЭС-2
энергоблок 1

Ростовская АЭС
энергоблок 3

ЛАЭС-2
энергоблок 2

Ростовская АЭС
энергоблок 4

ЛАЭС-2
энергоблок 3

Балтийская АЭС
энергоблок 2

ЛАЭС-2
энергоблок 4

Белоярская АЭС
энергоблок 4
(БН-800)

НВАЭС-2
энергоблок 2

Балтийская АЭС
энергоблок 1

Рис.1.1 Энергоблоки АЭС, сооружаемые в настоящее время

Майл Айленд» (США) произошла авария с расплавлением активной зоны

реактора.
Принятые меры по увеличению безопасности АЭС привели к заметному удорожанию их электроэнергии.
Еще более серьезный удар развитию атомной энергетики нанесла авария на Чернобыльской АЭС в 1986 г. и ее катастрофические последствия.В ряде стран был принят мораторий на строительство новых АЭС.
Авария на АЭС Фукусима-1 — крупная радиационная авария, произошедшая 11 марта2011 года в результате сильнейшего землетрясения в Японии. Схема разрушений и повреждений на АЭС Фукусима-1 приведена на рис.1.3. Все это привело к мощному выбросу радиации, заразившей обширную зону вокруг станции. Агентство по атомной и промышленной безопасности относит аварию на АЭС "Фукусима-1" к высшему, седьмому, уровню опасности. Ранее он был присвоен только катастрофе на Чернобыльской АЭС.

ХХI века
Современная ядерная энергетика базируется на тепловых реакторах. Это

ограничивает возможности ядерной энергетики в будущем. При планируемой к 2030 г. суммарной мощности АЭС России 60 ГВт, они будут обеспечены дешевым ядерным топливом в течение 60 лет.
Оценка мировых запасов природного урана показывает, что на них нельзя базировать долговременное устойчивое развитие ядерной энергетики на тепловых реакторах.
Поэтому в будущем ядерная энергетика будет широко использовать технологию реакторов на быстрых нейтронах с замкнутым топливным циклом. В России имеется в эксплуатации энергоблоки БН-600 и БН-800.

реакторном отделении с его разгерметизацией и выбросом радиоактивных веществ

в атмосферу с заражением громадных пространств. Подобно тому, как ТЭС имеет отходы в виде золы и других выбросов, АЭС также имеет отходы, однако они особого вида. Это в первую очередь отработавшее ядерное топливо, а также другие радиоактивные остатки. Эти отходы утилизируют: сначала их выдерживают в специальных бассейнах для уменьшения радиоактивности, а потом направляют на переработку на радиохимические заводы, где из них извлекают ценные компоненты, в том числе и несгоревшее в реакторе топливо. Для обеспечения радиационной безопасности АЭС оборудуют специальной приточно-вытяжной системой вентиляции, сложность которой не идет ни в какое сравнение с вентиляционной системой ТЭС Серьезной проблемой для АЭС является их ликвидация после выработки ресурса, которая по оценкам может составлять до 20 % стоимости их строительства.

Московский Энергетический Институт Кафедра АЭС

ежегодно страны Европейского Союза вынуждены утилизировать 1 млрд. куб.

метров промышленных отходов и 50 тыс. куб. метров радиоактивных.
Проблема заключается в том, что радиоактивный мусор остается опасным на протяжении сотен и тысяч лет.
К примеру, период полураспада радиоактивного стронция-90 составляет 26 лет, америция-241 - 430 лет, плутония-239 - 24 тыс. лет.

океанском дне.
Недостаток этого предложения заключается в том, что

подобные могильники должны находиться на значительных глубинах, вдалеке от побережий.
Однако контейнеры с отходами могут быть легко повреждены, их также будет сложно обнаруживать (если, например, один из них "даст течь" или когда-либо появится технология, позволяющая утилизировать отходы иным способом).
Кроме того, следить за этими могильниками (например, чтобы их не могли использовать террористы или страны-изгои) достаточно проблематично.
В 1972 году была принята Международная Конвенция о Предупреждении Загрязнения Моря Отходами, которая запрещает подобные опыты. Срок действия Конвенции истекает в 2018 году.

ядерных отходов в космос- возможность вывода на околосолнечную орбиту

контейнеров. Эта идея имеет неоспоримое достоинство - подобным образом радиоактивный мусор удаляется с планеты Земля.
Однако одновременно возрастает риск - к примеру, никто не может гарантировать, что возможное попадание этого вещества на Солнце не приведет к каким-либо негативным последствиям или что космический мусоровоз не столкнется с метеоритом или космическим кораблем.
Главным аргументом противников этой идеи остается ее невероятно высокая стоимость: при нынешнем уровне развития космонавтики для того, чтобы избавить человечество от отходов, потребуется несколько десятков тысяч запусков космических аппаратов.

отходов на какой-либо удаленный и ненаселенный остров.
Здесь также

есть проблемы: ядерный могильник может быть создан только в твердых геологических породах, для него требуется значительная территория. Остров должен находиться вдалеке от густонаселенных мест. Участков суши, отвечающих подобным требованиям, крайне мало.
Обеспечивать безопасную океанскую транспортировку и охрану хранилища также сложно. Впрочем, Финляндия строит подобный могильник на небольшом гранитном островке.

предусматривает строительство могильников среди льдов Антарктиды или Гренландии.
Предполагается,

что в этом случае не потребуется дорогостоящее строительство - достаточно будет построить шахту, которая будет накрыта тем же льдом.
Достоинствами этой идее является незаселенность этих территорий и толщина материкового льда.
Недостатки также существенны: льды могут таять (с учетом глобального потепления это становится все более вероятным), благодаря чему радиоактивные воды могут попасть в мировой океан.
Доставка огромного количества подобных грузов в приполярные области, где нет коммуникаций, также является серьезнейшей проблемой.
И последнее, подписанный в 1959 году Антарктический Договор запрещает размещение радиоактивных отходов на территории Шестого Континента.

подземных хранилищ в скальных породах ныне считается наиболее удобным

и приемлемым.
К примеру, Национальный Исследовательский Совет США\National Research Council в 2001 году вынес следующий вердикт: "Подобный метод остается единственным научно и технически обоснованным долговременным решением проблемы радиоактивных отходов".
Многие страны на протяжении десятилетий проводят исследования, целью которых является проверка безопасности мест, реально используемых или предназначенных для использования в качестве подобных могильников. К примеру, в Германии одно хранилище (Ассе) исследуется с 1965 года, в Швейцарии (Гримсель) - с 1984-го.

избавления человечества от этого вида отходов на сегодняшний день

представляется глубокое захоронение таких отходов в могильниках на глубине не менее 300-500 м в глубоких геологических формациях с соблюдением принципа многобарьерной защиты и обязательным переводом жидких отходов в отвержденное состояние.
Наиболее подходящими по совокупности своих свойств геологическими формациями являются
массивы каменных солей,
глинисто-аргиллитовые формации,
кристаллические (скальные) массивы (в частности, гранито-гнейсы),
а также туфы .

что они содержат в своем составе,

с одной стороны,

относительно короткоживущие, но исключительно токсичные и тепловыделяющие элементы цезий-стронциевой группы,

а с другой стороны, долгоживущие элементы трансурановой группы.

тепловыделяющих - цезий-стронциевых и долгоживущих -трансурановых отходов.

Первые предлагается

размещать в глубоких скважинах в гранитах. Для этой цели исследователем проведены модельные эксперименты по расплавлению и последующей рекристаллизации гранитов, которые доказывают принципиальную возможность такого размещения тепловыделяющего компонента ОЯТ.

Существует мнение , что такое разделение могло бы существенно облегчить решение проблемы долговременного (до 10000 лет) глубокого геологического захоронения другой, трансурановой составляющей ВАО.