З   А            П   А   Р   Т   О   Й
Быть      умным      модно!
Главная Мой профиль Выход                      Вы вошли как Гость | Группа "Гости" | RSS
Четверг, 09.05.2024, 22:17
» ШКОЛЬНАЯ ЖИЗНЬ
» НАЧАЛЬНАЯ ШКОЛА
» Категории раздела
РУССКИЙ ЯЗЫК [5]
РУССКАЯ ЛИТЕРАТУРА [71]
ИСТОРИЯ [319]
БИОЛОГИЯ [13]
ХИМИЯ [15]
ГЕОГРАФИЯ [50]
ФИЗИКА [12]
МХК [19]
ИЗО [61]
ФИЗКУЛЬТУРА [23]
» Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
» Форма входа

Главная » Файлы » РЕФЕРАТЫ » ФИЗИКА

РЕФЕРАТ "АТОМНАЯ ЭНЕРГЕТИКА"
03.03.2014, 11:49

Атомная энергетика до катастрофы на Чернобыльской АЭС считалась надежным и перспективным   направлением развития энергетики. С 1970 года она развивалась все более интенсивными темпами и достигла наивысшего расцвета в период 1980- 1985 гг. Суммарная мощность действовавших тогда АЭС в Мире достигла 11ГВт. В последующие годы можно было ожидать сохранения того же темпа развития. Однако Чернобыльская катастрофа перечеркнула многие планы, и после 1986 г. начинается явный спад в атомной энергетике.

На рубеже 1990-х гг. количество закрываемых реакторов превысило количество вводимых в эксплуатацию. Во многих странах развернулись серьезные дискуссии об экономических и экологических проблемах атомной энергетики. Все настойчивее стали обсуждаться вопросы экологической безопасности атомной энергетики и проблемы обращения с радиоактивными отходами и отработавшим ядерным топливом, образующим в процессе работы АЭС Некоторые страны, такие, как Швеция, Италия, Австралия, кардинально пересмотрели свою политику по отношению к атомной энергетике. Германия стала снимать с эксплуатации энергоблоки, построенные в восточных землях по советским проектам.

В настоящее время ни в одной стране Западной Европы, кроме Франции, не ведется строительство новых реакторов. Однако потенциал действующих АЭС в Мире велик. По состоянию на начало 1991 г в 31 стране мира находились в эксплуатации 432 атомных энергоблока общей установленной мощностью 367,4 ГВт. Еще 53 энергоблока находится в стадии строительства. На долю атомной энергетики приходится 17% вырабатываемой электроэнергии в Мире. При этом  в  ряде стран АЭС являются, одним из основных ее источников. Впервые человек увидел возможность использования колоссального источника энергии, скрытого природой в атомном ядре. Эта возможность осуществляется в ядерном реакторе.

 Ядерным реактором называется устройство, в котором осуществляется и поддерживается управляемая цепная реакция деления некоторых тяжёлых ядер.     

    Ядерные реакторы в зависимости от размещения горючего и замедлителя подразделяются на гомогенные и гетерогенные. В гомогенном реакторе активная зона представляет собой однородную массу топлива, замедлителя и теплоносителя в виде раствора, смеси или расплава.
Гетерогенным называется реактор, в котором топливо в виде блоков или
тепловыделяющих сборок размещено в замедлителе, образуя в нём правильную геометрическую решетку.   

При работе реактора в тепловыводящих элементах (твэлах), а так же во всех его конструктивных элементах в различных количествах выделяется теплота. Особенность ядерного реактора состоит в том, что 94 % энергии деления превращается в теплоту практически мгновенно, т. е за время, в течение которого мощность реактора или плотность материалов в нём не успевает заметно измениться. Потому при изменении мощности реактора тепловыделения следует без опоздания за процессом деления топлива. Однако при выключении реактора, когда скорость деления уменьшается более чем в десятки раз, в нём остаются источники запаздывающего тепловыделения (гамма и бета — излучение продуктов деления), которые становятся преобладающими.

Мощность ядерного реактора пропорциональна плотности потока нейтронов в ней, потому теоретически достижима любая мощность. Практически же предельная мощность определяется скоростью отвода теплоты, выделяемой в реакторе. Удельный теплосъём, в современных энергетических реакторах, составляет 102- 103 МВт/м3, в вихревых - 104 - 105 МВт/м 3.  

      От реактора теплота отводится циркулирующим через него теплоносителем. Характерной особенностью реактора является остаточное тепловыделение после прекращения реакции деления, что требует отвода теплоты в течение длительного времени после остановки реактора. Хотя мощность остаточного тепловыделения значительно меньше номинальной, циркуляции теплоносителя через реактор должна обеспечиваться очень надёжно, так как остаточное тепловыделение регулировать нельзя. Удаление теплоносителя из работавшего некоторое время реактора категорически запрещено во -избежание перегрева и повреждения тепловыделяющих элементов.

        Реакторы классифицируют по уровню энергии нейтронов, участвующих в реакции деления, по принципу размещения топлива и замедлителя, целевому назначению, виду замедлителя и теплоносителя и их физическому состоянию.

По уровню энергетических нейтронов реакторы могут работать на быстрых нейтронах, на тепловых и на нейтронах промежуточных (резонансных) энергий и в соответствии с этим делятся на реакторы на тепловых, быстрых и промежуточных нейтронах.

В настоящее время наибольшее распространение получили реакторы на тепловых нейтронах. Для тепловых реакторов характерны концентрации ядерного топлива 235/92U в активной зоне от 1 до 100 кг/м3 и наличие больших масс  замедлителя.   Для  реактора  на  быстрых  нейтронах  характерны концентрации ядерного топлива 235/92U или 235/92U порядка 1000 кг/м 3 и отсутствие  замедлителя в активной зоне.

В реакторах на промежуточных нейтронах в активной зоне замедлителя очень мало, и концентрация ядерного топлива 235/92U в ней от 100 до 1000 кг/м3. В зависимости от способа размещения топлива в активной зоне реакторы делятся на гомогенные и гетерогенные. В гомогенном реакторе ядерное топливо, теплоноситель и замедлитель тщательно перемешаны и находятся в одном физическом состоянии, т. е активная зона полностью гомогенного реактора представляет жидкую, твёрдую или однородную газообразную смесь ядерного топлива, теплоносителя или замедлителя. Гомогенные реакторы могут быть как на тепловых, так и на быстрых нейтронах. Однако гомогенные реакторы имеют и серьёзные недостатки. Гомогенная смесь, циркулирующая по контуру, испускает сильное радиоактивное излучение, что требует дополнительной защиты и усложняет управление реактором. Только часть топлива находится в реакторе и служит для выработки энергии, а другая часть - во внешних трубопроводах, теплообменниках и насосах. Циркулирующая смесь вызывает сильную коррозию и эрозию систем и устройств реактора и контура. Образование в гомогенном реакторе в результате радиолиза воды взрывоопасной гремучей смеси требует устройств для её дожигания. Всё это привело к тому, что гомогенные реакторы не получили широкого распространения. В гетерогенном реакторе топливо в виде блоков размещено в замедлителе, т. е. топливо и замедлитель пространственно разделены. В настоящее время для энергетических целей проектируют только гетерогенные реакторы. Ядерное топливо в таком реакторе, может использоваться в газообразном, жидком и твёрдом состояниях. Однако сейчас гетерогенные реакторы работают только на твёрдом топливе.

В зависимости от замедляющего вещества гетерогенные реакторы делятся на графитовые, легководные, тяжеловодные и органические. По виду теплоносителя гетерогенные реакторы бывают легководные, тяжеловодные, газовые и жидкометаллические. Жидкие теплоносители внутри реактора могут быть в однофазном и двухфазном состояниях. В первом случае теплоноситель внутри реактора не кипит, а во втором - кипит. Реакторы, в активной зоне которых температура жидкого теплоносителя ниже температуры кипения, называется реакторами с водой под давлением, а реакторы, внутри которых происходит кипение теплоносителя, - кипящими. В зависимости от назначения, ядерные реакторы бывают энергетические, конверторы и размножители, исследовательские и многоцелевые транспортные и промышленные.


Ядерные энергетические реакторы используются для выработки электроэнергии на атомных электростанциях, в судовых энергетических установках, на атомных теплоэлектроцентралях (ТЭЦ), а так же на атомных станциях теплоснабжения (ACT).

Реакторы предназначены для производства вторичного ядерного топлива из природного урана и тория, называются конверторами или размножителями. В реакторе-конверторе вторичного ядерного топлива образуется меньше первоначально израсходованного.

В реакторе - размножителе осуществляется расширенное воспроизводство ядерного топлива, т. е. его получается больше, чем было затрачено. Исследовательские реакторы служат для исследования процессов взаимодействия нейтронов с веществом изучения поведения реакторных материалов в интенсивных полях нейтронного и гамма-излучения, радиохимических и биологических исследований, производство изотопов, экспериментального исследования физики ядерных реакторов. Реакторы имеют различную мощность стационарный или импульсный режим работы. Наибольшее распространение получили водо-водяные исследовательские реакторы на обогащенном уране. Тепловая мощность исследовательских реакторов колеблется в широком диапазоне и достигает нескольких тысяч киловатт.

Многоцелевыми называются реакторы, служащие для нескольких целей, например, для выработки энергии и получения ядерного топлива. получения ядерного топлива.

    Ядерный реактор состоит из: регулирующие стержни, ядерное горючее и замедлитель, теплоноситель, пар, турбина, генератор, конденсатор, вода, парогенератор, отражатель, защита от радиации.

Для течения цепной реакции нет необходимости, чтобы каждый нейтрон обязательно вызвал деление ядра. Необходимо лишь, чтобы среднее число освобождения нейтронов в данной массе урана не уменьшалось с течением времени. Это условие будет выполнено, если коэффициент размножения нейтронов к больше или равен единице. Коэффициентом размножения нейтронов называют отношение числа нейтронов, в каком либо «поколении» к числу нейтронов предшествующего «поколения». Под сменой поколений понимают деления ядер, при котором поглощаются нейтроны старого «поколения» и рождаются новые нейтроны. Если к > или = 1, то число нейтронов увеличивается с течением времени или остаётся постоянным и цепная реакция идёт. При к <1 число нейтронов убывает и цепная реакция невозможна. Коэффициент размножения определяется следующими четырьмя факторами:

Захватом медленных нейтронов ядрами 235/92U с последующим делением и захватом быстрых нейтронов ядрами 235/92U и  235/92U так последующим
делением;

Захватом нейтронов ядрами урана без последующего деления.

3)            Захватом нейтронов продуктами деления, замедлителем (о нём сказано
дальше) и конструктивными элементами установки;

4)            Вылетом нейтронов из делящегося вещества наружу.

Лишь первый процесс сопровождается увеличением числа нейтронов (в основном за счёт деления 235/92U). Все остальные приводят к их убыли. Цепная реакция в чистом изотопе 235/92U невозможна, так как в этом случае k<1. Для стационарного течения цепной реакции коэффициент размножения нейтронов должен быть равен 1. Это равенство необходимо поддерживать с большой точностью. Уже при k = 1,01 почти мгновенно произойдет взрыв.

       Энергетическая проблема - одна из важнейших проблем, которые сегодня приходится решать человечеству. Уже стали привычными такие достижения науки и техники, как средства мгновенной связи, быстрый транспорт, освоение космического пространства. Но всё это требует огромных затрат энергии. Резкий рост производства и потребления энергии выдвинул новую острую проблему загрязнения окружающей среды, которая представляет собой серьёзную опасность для человечества. Мировые энергетические потребности в ближайшие десятилетия будут интенсивно возрастать. Какой-либо один источник энергии не сможет их обеспечить, потому необходимо развивать все источники энергии и эффективно использовать энергетические ресурсы. На ближайшем этапе развития энергетики и первые десятилетия XXI века наиболее перспективными останутся угольная энергетика и ядерная энергетика с реакторами на тепловых и быстрых нейтронах. Сегодня масштаб потребления энергии цивилизаций даже второго класса выглядит фантастикой. Однако можно надеяться, что человечество не остановится на пути прогресса, связанного с потреблением энергии во всевозрастающих количествах.

Категория: ФИЗИКА | Добавил: admin | Теги: банк рефератов бесплатно, рефераты для школьников и студентов, реферат по физике скачать бесплатно, доклад по физике, творческая работа по физике
Просмотров: 1445 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 5.0/1
» Поиск


» Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Copyright MyCorp © 2024
    !-- Rating@Mail.ru logo --> Рейтинг@Mail.ru Каталог сайтов. Зарегистрировать сайт бесплатно в каталог сайтов Яндекс цитирования Каталог сайтов и статей iLinks.RU  Каталог сайтов Bi0