воскресенье, 17 апреля 2011 г.

Последствия радиации для человека

    Техногенные ядерные катастрофы (как в принципе и ядерное оружие) чрезвычайно опасны для всего человечества. Ядерные реакции сопровождаются выделением огромного количества энергии, способствующей разрушениям и радиационным излучениям, что, в свою очередь, приводит к радиационному заражению местности.

воскресенье, 10 апреля 2011 г.

ФУКУСИМА 1 или апокалипсис в ЯПОНИИ

    Если попробовать одним предложением описать процесс получения электроэнергии на АЭС, то получится следующее: при расщеплении атомов выделяется огромное количество тепла, которое, в свою очередь, нагревая воду и превращая ее в пар, крутит турбину — так теплооэнергия превращается в механическую, а затем и в электрическую с помощью генератора.

    Территория Японии сравнительно небольшая по отношению с территорией Росcии, но при этом электроэнергии вырабатаевается ни чуть не меньше, чем  по всей Роcсии. Это объясняется большим количеством населения и высокоразвитым научно-техническим прогрессом в Японии. Следует также отметить, что  30% всей электроэнергии вырабатывается, как раньше считалось, наиболее безопасным для окружающей среды методом - на атомных электростанциях.

    Что же все-таки произошло на Фукусиме до аварии?

    Природные кататаклизмы и произошедшие вскоре толчки землятресений вынудили в целях безопасности 11 марта 2011 года японских атомщиков автоматически заглушить ядерные  реакторы на АЭС «Фукусима-1». Цепная ядерная реакция прекратилась. Чтобы охладить активную зону, включили аварийное охлаждение, и все бы было как и раньше в таких случаях, но опять вмешались стихии природы - цунами от землетрясения через некоторое время уничтожили генераторы охлаждения.

    Чем же грозит отсутствие системы охлаждения?

    Прежде всего тем, что, активная зона начинает разогреваться, а это, в свою очередь, может привести к плавлению ядерного топлива. Одновременно вода, используемая в качестве теплоносителя, может выкипеть и, превратившись в пар, при взаимодействии с оболочками тепловыделяющих элементов спровоцировать выделение водорода, который при определенных условиях крайне взрывоопасен. Некоторые стадии этого процесса происходили и на АЭС «Фукусима-1».


    Что же все-таки произошло на Фукусиме после аварии? 

    12 марта 2011 года, чтобы устранить избыток давления в атомных реакторах, радиактивный пар скидывался в реакторные гермоотделения. Но вскоре давление значительно повысилось и там, и как следствие, радиацию выбросили в атмосферу...

    Во время сброса в первом блоке на АЭС «Фукусима-1» произошел взрыв — взрыв водорода разрушил перекрытия здания, а уровень радиации из-за пара значительно повысился. В дальнейшем взрывы повторились, а японские атомщики до сих пор продолжают охлаждать атомные реакторы холодной морской водой.

    На данный момент оболочки ядерных реакторов целы и невредимы, а выброс радиационного пара не столь значителен, как посчитали сразу, но не смотря на это, три реактора на АЭС «Фукусима-1» скорей всего использоваться больше не будут.

четверг, 7 апреля 2011 г.

Ядерный реактор или Как работает АЭС?

    В основе работы атомных электростанций (АЭС) используется энергия деления ядер урана.

    Управляемая цепная ядерная реакция поддерживается в устройстве, которое называется ядерным (или атомным) реактором, при этом происходит выделение энергии. Процесс деления ядер урана очень и очень опасен. Для безопасности процесса ядерные реакторы окружены плотными защитными оболочками.  Самым распространенным  видом реактора является реактор с водой под давлением.


    Под очень большим давлением холодная вода поступает в атомный реактор, что препятствует ее закипанию. Вода при этом является хорошим теплоносителем.

    Также, проходя активную зону ядерного реактора, холодная вода действует и как замедлитель: замедляет скорость быстрых нейтронов, которые в свою очередь, ударяясь бы об ядра урана, вызывали цепную ядерную реакцию.

    В активной зоне в виде стержней тепловыделяющей сборки находится уран - ядерное топливо. Эти топливные стержни, чередуясь в сборке с управляющими стержнями, регулируют скорость ядерного деления путем поглощения быстрых нейтронов.

    Таким образом, активная зона реактора, где протекает ядерная реакция, заполнена замедлителем и пронизана топливными стержнями, содержащими обогащенную смесь изотопов урана с повышенным содержанием урана-235. Управление цепной ядерной реакцией происходит при помощи управляющих стержней, которые изготовлены из бора или кадмия.

    Управляющие стержни, как и топливные, располагаются в активной зоне реактора и, подобно губке, поглощающей воду, действуют на нейтроны, поглощая их. Оператор АЭС, регулируя количество управляющих стержней в активной зоне реактора, управляет скоростью ядерного процесса и соответственно скоростью цепной реакции: замедляет его, опуская управляющие стержни в активную зону реактора; либо ускоряет - поднимая стержни.


    При делении ядер урана высвобождается огромное количество тепла. Вода нагревается и покидает активную зону под высоким давлением с температурой 300 градусов Цельсия и переходит в энергоустановку, где находятся генераторы и турбины.

    Из реактора поступающая горячая вода нагревает до кипения воду второго контура. Образующийся пар идет к лопастям турбины и,  вращая ее вал, передает энергию на генератор,  в котором механическая энергия превращается в электрическую. Затем пар охлаждается и в виде воды поступает обратно в атомный реактор.

    Таким образом, АЭС вырабатывает электрический ток.

понедельник, 4 апреля 2011 г.

Ядерная реакция

    Процесс, при котором атомное ядро взаимодействует с другим атомным ядром или элементарной частицей, называется Ядерная реакция, при этом происходит изменение состава и структуры атомного ядра, а также выделение вторичных частиц. В результате таких реакций образовываются новые радиоактивные и не существующие на Земле в естественных условиях изотопы. Изотопы – это состояния атомов одного химического элемента с различным количеством нейтронов в ядре.

    Цепная ядерная реакция представляет собой самоподдерживающуюся реакцию, при которой возникает последовательная цепочка ядерных реакций, при этом один из продуктов ядерной реакции вступает в реакцию с другим ядром, продукт второй реакции реагирует со следующим ядром и т.д. Одним из самых известных примеров такой реакции является ядерная реакция деления, вызываемая проникновением нейтрона в атомное ядро.






    Нейтроны беспрепятственно проникают в атомные ядра, так как лишены заряда, при этом они вызывают ядерные превращения. Ядерные реакции сопровождаются огромными выделениями энергии.

    Например, кинетическая энергия  при делении одного ядра урана составляет около 200 МэВ, из которой более 80 % – это кинетическая энергия осколков деления.

    Следовательно, каждый новый цикл ядерной реакции порождает следующий цикл и реакция становится самоподдерживающейся. Если количество ядер нарастает при каждом последующем цикле, то количество ядер  лавинообразно увеличивается в цепной реакции. Так происходит ядерный взрыв. Если же количество ядер возможно  поддерживать на определенном и неизменном уровне (например, ядра графитов не поглощают нейтронов и являются замедлителями нейтронов до тепловых скоростей), то происходит управляемая цепная ядерная реакция.

пятница, 1 апреля 2011 г.

История создания “мирного” атома


    В 1932 году физик из Англии Дж. Чедвиг открыл нейтрон, который вместе с протоном являются основными составляющими атомных ядер. Нейтрон – это элементарная частица, которая не имеет электрозаряда.

    В 1932 году физики Э. Уолтон и Дж. Кокрофт в Англии построили первый ускоритель протонов, с помощью которого стало возможным расщепление ядра.