Атомная энергетика. плюсы и минусы. Тема проекта Атомная энергетика. Плюсы и минусы
 Скачать 359.61 Kb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Косиновская основная общеобразовательная школа» Тема проекта: «Атомная энергетика. Плюсы и минусы» Руководитель проекта: Тараторкина Елена Алексеевна, учитель физики Автор проекта: Михайлов Кирилл Андреевич, 9 класс 2022 год СодержаниеВведение ……………………………………………………………………….3 Основная часть Глава 1. Атомная энергетика в мире………………………………………….4 Глава 2. Атомная энергетика в России……………………………………….6 Глава 3. Атомная энергетика в Курской области……………………………9 Глава 4. Факторы, влияющие на жизнь, здоровье и деятельность человека при использовании атомной энергетики…………………………………….11 Заключение …………………………………………………………………...15 Список используемых источников и литературы…………………………..16 ВведениеТема проекта «Атомная энергетика. Плюсы и минусы» была выбрана мною не случайно. Дело в том, что после окончания школы я планирую поступить в Курчатовский филиал Курского политехнического института на специальность « Атомные электрические станции и установки» и в дальнейшем связать свою жизнь с атомной энергетикой. Эта отрасль российской энергетики имеет огромное значение для современного общества и для человека. Наблюдая за новостями, происходящими в мире, особенно в свете последних событий на Украине, я задумался: если так опасно ядерное оружие, стоило ли приручать атом. Может быть, и не нужны атомные станции… Да и от людей часто можно услышать, как они опасаются радиации. Слова «атомная станция, радиация» в большинстве случаев вызывают только опасение и страх. Что на самом деле мы знаем об атомной энергетике, и стоит ли ее так бояться? Пытаясь найти для себя ответ на этот вопрос, я изучил эту тему подробнее. Актуальность проекта: В данном проекте я попытаюсь показать важность развития атомной энергетики для улучшения качества жизни населения, описать последствия влияния атомной энергии на жизнь и здоровье людей. Цель проекта: изучить преимущества и недостатки атомной энергетики, выяснить основные факторы, влияющие на жизнь, здоровье и деятельность человека. Задачи проекта: изучить историю развития атомной энергетики в мире, в Российской Федерации и в Курской области; рассмотреть факторы, влияющие на жизнь, здоровье и деятельность человека; представить в виде таблицы плюсы и минусы атомной энергетики. Продукт: Буклет, в котором будет размещена главная информация, полученная в результате работы Методы: поиск информации; систематизация полученных данных; картографический. Тип проекта – информационный. Основная частьГлава 1. Атомная энергетика в миреВся история человечества неразрывно связана с добыванием энергии: тепловой (чтобы приготовить пищу, либо согреться) и электрической. Потребность современного человека в энергии возрастает с каждым днем, а ресурсов, необходимых для её производства все меньше, значит, на человеке лежит огромная ответственность за сохранение трудновосстанавливаемых ресурсов – угля, нефти, газа и т.д. Именно поэтому человечество пришло к новому виду добывания энергии – атомной энергетике. Двадцатый век прошел под знаком освоения энергии нового вида, заключенной в ядрах атомов, и стал веком ядерной физики. Эта энергия многократно превышает энергию топлива, применявшуюся человечеством в течение всей его истории. Уже к середине 1939 года ученые мира располагали важными теоретическими и экспериментальными открытиями в области ядерной физики. Оказалось, что атом урана можно расщепить на две части. При этом освобождается огромное количество энергии. Кроме того, в процессе расщепления выделяются нейтроны, которые в свою очередь могут расщепить другие атомы урана и вызвать цепную ядерную реакцию. Эти открытия произвели в научном мире сенсацию: в истории человечества не было научного события, более значительного по своим последствиям, чем проникновение в мир атома и овладение его энергией. С вводом в эксплуатацию в СССР в 1954 г. первой в мире промышленной атомной электростанции мощностью 5 МВт в г. Обнинске началась эра атомной энергетики. Источником производства электроэнергии стало расщепление ядер урана. С этого времени началось стремительное развитие атомной энергетики, которая, стала новой многообещающей энергетической альтернативой. Начался бум заказов на строительство АЭС в США, позднее в Западной Европе, Японии, СССР. Темпы роста атомной энергетики достигли около 30% в год. Уже к 1986 г. в мире работали на АЭС 365 энергоблоков суммарной установленной мощностью 253 млн.кВт. Практически за 20 лет мощность АЭС увеличилась в 50 раз. Строительство АЭС велось в 30 странах мира. Высокие темпы развития атомной энергетики не соответствовали уровню ее безопасности. Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Серьезный удар развитию атомной энергетики был нанесен тяжелой аварией на АЭС в США в 1979 г., а также на ряде других объектов, что привело к радикальному пересмотру требований безопасности, ужесточению действующих нормативов и пересмотру программ развития АЭС во всем мире, что причинило огромный моральный и материальный ущерб атомной энергетике. В США, которые являлись лидером в атомной энергетике, с 1979 г. прекратились заказы на строительство АЭС, также сократилось их строительство в других странах. Тяжелейшая авария на Чернобыльской АЭС в Украине в 1986 г., квалифицируемая по международной шкале ядерных инцидентов как авария самого высокого седьмого уровня и вызвавшая экологическую катастрофу на огромной территории, гибель людей, переселение сотен тысяч людей, подорвала доверие мирового сообщества к атомной энергетике. Во многих странах были приостановлены программы развития атомной энергетики, а в ряде стран вообще отказались от намеченных ранее планов по ее развитию. Несмотря на это, к 2000 г. на АЭС, работающих в 37 странах мира, вырабатывалось 16% мирового производства электроэнергии. Предпринятые усилия по обеспечению безопасности эксплуатируемых АЭС позволили в начале XXI в. восстановить доверие общества к атомной энергетике. В условиях экологического кризиса, с которым мировое сообщество вошло в ХХI век, атомная энергетика может внести значительный вклад в обеспечение надежного электроснабжения, снижение выбросов в окружающую среду парниковых газов и загрязняющих веществ. За многие десятилетия ядерная энергетика доказала свою эффективность и стала неотъемлемой частью мирового энергетического баланса. Сегодня в мире насчитывается 440 действующих энергоблоков. Тридцать две страны в настоящее время эксплуатируют атомные реакторы для выработки электроэнергии. Странами, обладающими значительными ядерными энергетическими мощностями, являются: США, Франция, Китай, Япония, Россия и Южная Корея. Некоторые страны выводят из эксплуатации старые АЭС и не строят новых мощностей, а некоторые из них активно отказываются от атомной генерации и переходят на возобновляемые источники энергии. Глава 2. Атомная энергетика в РоссииВ современных условиях атомная энергетика — один из важнейших секторов экономики России, который активно развивается. Страна занимает второе место среди стран Европы после Франции по мощности атомной генерации. Первая в мире атомная электростанция была построена в нашей стране – Обнинская АЭС. Она имела один ядерный реактор, который в 2002 году был заглушен. Россия обладает полным спектром технологий атомной энергетики, от добычи урановых руд до выработки электроэнергии: обладает значительными разведанными запасами урановых руд и промышленностью по их добыче и переработке; является мировым лидером по обогащению урана; владеет технологиями проектирования и фабрикации ядерного топлива; осуществляет проектирование, строительство и вывод из эксплуатации атомных энергоблоков; ведет переработку и утилизацию отработанного ядерного топлива. Сегодня существует более 200 предприятий, специалисты которых не покладая рук трудятся над совершенством атомной энергетики России. Поэтому мы уверенно двигаемся вперед в этом направлении: разрабатываем новые модели реакторов и постепенно расширяем производство. В настоящее время существует 10 действующих АЭС: Балаковская АЭС Белоярская АЭС Билибинская АЭС Калининская АЭС Кольская АЭС Курская АЭС Ленинградская АЭС Нововоронежская АЭС Ростовская (Волгодонская) АЭС Смоленская АЭС По итогам 2021 года атомными станциями России было выработано 222,436 млрд кВт·ч, что намного больше, чем в предыдущие годы. Это стало возможным благодаря вводу новых мощностей, а также оптимизации ремонтных работ, повышению мощности действующих энергоблоков и другим мероприятиям. Доля «атомного» электричества в общей выработке электроэнергии в стране достигла 19,7%. Оценивая перспективы атомной энергетики, необходимо иметь в виду, что к настоящему времени в России сложилась благоприятная ситуация со складскими запасами урана, достаточными для работы атомных электростанций общей электрической мощностью 70-75 ГВт в течение нескольких десятилетий. Однако при наличии положительных сдвигов в работе атомной энергетики, прослеживаются проблемы, связанные с массовым старением энергоблоков АЭС первого поколения, с необходимостью проведения модернизации атомного энергетического комплекса, строительства новых объектов атомной энергетики, замещающих выходящие из эксплуатации. На момент распада СССР в стадии окончательно остановленных числились два блока Нововоронежской и два блока Белоярской АЭС. В 2002 году был заглушен единственный реактор первой мире Обнинской АЭС. В 2008 году были остановлены промышленные реакторы Сибирской АЭС, попутно вырабатывавшие электроэнергию. В 2016 году выведен из эксплуатации третий энергоблок Нововоронежской АЭС. В 2018 году выведен из эксплуатации первый энергоблок Ленинградской АЭС. В 2019 году выведен из эксплуатации первый энергоблок Билибинской АЭС. В 2020 году выведен из эксплуатации второй энергоблок Ленинградской АЭС. В 2021 году выведен из эксплуатации первый энергоблок Курской АЭС. Таблица 1. Атомные станции, планируемые для размещения
Также основные проблемы и риски развития российской атомной энергетики связаны со сравнительно высокими затратами на обеспечение ядерной и радиационной безопасности и необходимостью обращения с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами с учетом требований экологической безопасности. Глава 3. Атомная энергетика в Курской областиВ нашем регионе с 1976 года начала действовать Курская АЭС, которая находится в городе Курчатове. В Центральном Черноземье сейчас нет другого источника энергии, способного нести нагрузку, равную той, которую имеет Курчатовская АЭС. Она генерирует энергию для региона, где добывается около 48% российской железной руды, производится 13,5% стали, 19% проката чёрных металлов, 9,6% мясопродуктов, 19,5% сахара. Без электричества, вырабатываемого Курской атомной станцией, затруднено дальнейшее экономическое развитие региона. Деятельность Курской атомной станции - основа социальной стабильности. Благодаря ее работе в регионе расположения обеспечены занятость населения, благоприятная общественно-политическая обстановка, финансирование (посредством крупных налоговых отчислений) социальных программ. Уровню жизни и коммунальным удобствам в городе-спутнике могут позавидовать жители многих российских городов. В 1965 году в связи с дефицитом твёрдого топлива в европейской части СССР была принята широкая программа по строительству атомных электростанций, в том числе Курской АЭС. Таблица 2. Информация об энергоблоках
Курская АЭС выдаёт электроэнергию по 9 линиям электропередачи: 6 линий (330 кВ): 4 линии для электроснабжения области, 2 для севера Украины; 3 линии (750 кВ): 1 линия для Белгородской области , 1 линия для северо-востока Украины, 1 линия для Брянской области; одна линия 110 кВ используется для резервного электроснабжения собственных нужд. Для сохранения и развития производства электрической и тепловой энергии начато сооружение станции замещения – Курской АЭС-2 с новыми реакторами. Проект Курская АЭС-2 отвечает как требованиям РФ, так и всем современным международным требованиям в области безопасности ядерной энергетики. После окончания строительства и ввода в эксплуатацию каждый энергоблок Курской АЭС-2 будет работать в режиме нормальной эксплуатации с ежегодной выработкой электроэнергии и отпуском тепла потребителям в течение 60 лет. Глава 4. Факторы, влияющие на жизнь, здоровье и деятельность человека при использовании атомной энергетикиАтомная энергетика, как и любая другая современная технология, используемая человеком, связана с определенным риском для отдельной личности, общества и окружающей среды. В нынешних условиях, когда атомная энергетика находится на подъеме, и активно сооружаются новые ядерные энергоблоки, вопрос о воздействии атомных электростанций на окружающую среду приобретает первостепенную важность. Получение атомной энергии возможно благодаря работе предприятий, которые образуют сложную комплексную систему – ядерный топливный цикл, каждая составляющая которого оказывает воздействие на окружающую природную среду, жизнь и здоровье людей. Рассматривая ядерный топливный цикл на современном уровне развития атомной энергетики, можно выделить следующие технологические составляющие: добыча и переработка урановой руды, извлечение из нее урана, переработка этого сырья на ядерное топливо (обогащение руды), использование топлива в ядерных реакторах, химическая регенерация отработанного топлива, обработка и захоронение радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. В качестве ядерного топлива в ядерных реакторах используется уран. Основное количество урановой руды добывается традиционно – в открытых или подземных шахтах, где рабочие не защищены от радиоактивной пыли и газа радона, повышающих риск заболевания раком легких. Вентиляция шахт, снижающая опасность для здоровья шахтеров, выпускает в атмосферу радиоактивную пыль и газ радон, влияющую на здоровье людей, проживающих поблизости. При разработке шахт образуются отвалы, содержащие повышенные концентрации радионуклидов, которые представляют собой угрозу для людей и окружающей среды. Далее урановая руда обогащается на фабрике, обычно расположенной неподалеку. Урановый концентрат, поступающий с обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработке и очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В результате такой переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные отходы, однако дозы облучения от них намного меньше, чем на других стадиях топливного цикла. Теперь ядерное топливо готово к использованию в ядерном реакторе и к сжиганию. Любая работающая АЭС оказывает влияние на окружающую среду по трем направлениям: газообразные (в том числе радиоактивные) выбросы в атмосферу; выбросы большого количества тепла; распространение вокруг АЭС жидких радиоактивных отходов. Суммарная расчетная активность выброса из вентиляционных труб атомных электростанций в режиме нормальной эксплуатации значительно ниже значений, регламентируемых санитарными правилами. Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. В зависимости от характера аварии на атомной электростанции, радиоактивные вещества, выброшенные в атмосферу в результате взрыва или внештатной ситуации, попадают в окружающую среду и переносятся воздушными потоками, в зависимости от погодных условий, на различные расстояния от эпицентра аварии. Вся среда обитания, флора, фауна, находящаяся в зоне взрыва, подвергается облучению. Концентрация и качественный состав радионуклидов, находящихся в радиоактивном облаке, зависят от характера взрыва. Если выброс радиоактивных элементов произошел в результате взрыва активной зоны реактора, то радиоактивные вещества поднимаются достаточно высоко в атмосферу и возможно их перемещение с воздушными массами воздуха на большие расстояния. В результате радиоактивных излучений на органы человека возникают тяжелейшие заболевания: лучевая болезнь, злокачественные опухоли, приводящие нередко к смертельному исходу. Облучение оказывает сильное влияние на генетический аппарат, приводя к появлению потомств с уродливыми отклонениями и врожденными тяжелыми заболеваниями организма. Степень биологического воздействия зависит от вида излучения, его интенсивности и продолжительности облучения организма. Специфическая особенность радиоактивных излучений: они не воспринимаются органами чувств человека и даже при смертельных дозах не вызывают болевых ощущений в момент облучения. Однако, исключая воздействие на окружающую среду и человека, связанное с авариями, проведенные исследования показали, что годовая доза дополнительного для живущих вблизи АЭС излучения сравнима с дозой однократного рентгеновского снимка зубов, почти в 10 раз меньше дозы облучения телезрителя, и в 20 раз меньше среднего естественного фона на поверхности Земли. В работе станций используется очень большое количество пресной воды для расхолаживания атомных реакторов. Прошедшие систему охлаждения воды содержат в себе жидкие сбросы – это вредные примеси в виде растворов и мелкодисперсных смесей. Они проходят практически полную очистку (от 98,7 до 99%) и сбрасываются в водоемы. Максимальные приземные концентрации вредных химических веществ – в пределах санитарно-защитной зоны составляют от 0,1 до 0,3 предельно допустимой концентрации. В результате работы АЭС образуются следующие виды отходов: отработавшее ядерное топливо, твердые отходы, возникающие после отвержения жидких радиоактивных отходов, части и детали оборудования и приборов, вышедших из строя, использованный инструмент, израсходованные материалы (бумага, ветошь и т.п.). Твердые отходы после сбора и переработки помещают в хранилища твердых отходов на территории АЭС. Отходы средней и высокой удельной активности после хранения в течение достаточно длительного времени на АЭС для снижения тепловыделения и уровня радиоактивности, как правило, отправляют на захоронение. Захоронение высокоактивных РАО предполагает их размещение в хранилище без последующего изъятия при условии полной изоляции от биосферы. Концепция захоронения основана на сочетании природных и искусственных защитных барьеров. Необходимо отметить положительное свойство радиоактивных отходов – они распадаются, то есть исходящая от них опасность снижается с течением времени. В противоположность радиоактивным отходам АЭС отходы угольных станций (то есть зола) сбрасываются на площадку под открытым небом. Атмосферные осадки, проникая в золу, способны вымывать соединения тяжелых металлов, которые попадают в почву и грунтовые воды. Также зола – источник пыли, которая может разноситься ветром на большие расстояния. Имеющиеся данные в разных странах свидетельствуют: по вредному воздействию на человека атомная промышленность находится на 20 месте – впереди угольная, нефтяная, топливная электроэнергетика. Предполагается, что воздействие АЭС в виде всех перечисленных выше факторов должно контролироваться на каждом этапе проектирования и эксплуатации станции. Для минимизации воздействия АЭС на окружающую среду, природные ресурсы и людей проводится комплексный радиологический мониторинг. Чтобы предотвратить ошибочные действия работников электростанции, осуществляется многоуровневая подготовка, занятия на учебных тренажерах и другие мероприятия. Современные атомные станции создаются с высокими показателями защищенности и безопасности. Вместе с тем, атомная энергетика положительно решает многие экологические проблемы, не потребляет ценного природного сырья и атмосферного кислорода, не выбрасывает в атмосферу парниковые газы, и стабильно обеспечивает получение самой дешевой энергии. Энергия атома, помимо снабжения населения и промышленности электрической энергией, используется в настоящее время и в иных целях. Нельзя переоценить плюсы атомной энергетики для подводного флота и атомных ледоколов. Использование атомных двигателей позволяет им долгое время существовать автономно, перемещаться на любые расстояния, а подводным лодкам – месяцами находится под водой. Атомная энергия таит в себе большую опасность. Человечество смогло убедиться в этом на примере Хиросимы, Нагасаки и Чернобыля, но при должном подходе атомная энергия будет приносить только благо. Не стоит забывать, что «неопасные» источники энергии (нефть, газ, уголь) привели к загрязнению в глобальном масштабе. Увеличения в атмосфере количества углекислого газа и пыли, нефтяная пленка на поверхности морей и океанов - это результат действия не атомной энергетики. Радиационное же загрязнение АЭС не превышает естественной фоновой радиации. Мрачную перспективу рисуют не АЭС. Подводя итог выше сказанному, можно в виде таблицы представить данные о плюсах и минусах атомной энергетики. Таблица 3. Атомная энергетика: за и против
ЗаключениеБез атомной энергии уже невозможно развитие современного мира в условиях увеличивающихся энергетических потребностей населения. Однако дальнейшее развитие атомной энергетики без доверия к ней населения невозможно. Для этого нужно на базе открытости отрасли формировать позитивное общественное мнение и обеспечивать возможность безопасного функционирования АЭС. Я полагаю, что данная работа дает представление о развитии атомной энергетики, о ее влиянии на нашу жизнь и экологию. Цель работы достигнута, все сопутствующие ей задачи выполнены. В ходе работы я узнал много интересного об атомной энергетике и хочу поделиться этим с друзьями, одноклассниками. Для этого мною подготовлены буклеты, где кратко отображается информация, собранная во время написания проекта. Благодаря своей работе над проектом я многому научился: выполнять сбор и анализ информации; работать с электронными ресурсами; составлять таблицы; создавать информационные продукты: буклеты, презентации. Список используемых источников и литературыАкатов А.А., Коряковский Ю.С. Атомные электростанции и биосфера. - М.: из-во «Центр содействия социально-экономическим инициативам атомной отрасли», 2010- с. 20 Антонова А.М. Экологические проблемы АЭС и их решения /Промышленные вести №10-12 октябрь, декабрь 2010 Петросьянц А.М. Ядерная индустрия России -М.: Энергоатомиздат, 1999.-с.518 Родионов В. Г. Проблемы традиционной энергетики // Энергетика: проблемы настоящего и возможности будущего. — М.: ЭНАС, 2010.-с.6 Интернет – ресурсы https://habr.com/ru/company/itsoft/blog/645793/ https://ru.wikipedia.org/wiki/Ядерная_энергетика_по_странам https://ru.wikipedia.org/wiki/Атомная_энергетика_России https://ru.wikipedia.org/wiki/Курская_АЭС https://habr.com/ru/company/itsoft/blog/649235/ https://studwood.net/553270/ekologiya/vozdeystvie_cheloveka | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||