проект на тему «Влияние атомных электростанций на окружающую среду»

Нижегородская область

Шатковский район

 р. п. Шатки

МОУ Шатковская ООШ

Проект

Номинация: « Физика и экология»

Тема проекта: «Влияние атомных электростанций на окружающую среду»

Автор: Байрамова Сабина, 13 лет, 7 класс;

Руководитель: Крюкова Елена Борисовна, учитель физики.

2013 год.

Оглавление:

1. Введение. Постановка проблемы.
2. Цели, задачи.
3. Сбор и анализ информации.
4. Список литературы.
5. Приложение.

Введение.

Рывок в развитии науки и технологий, вызванный созданием ядерного оружия, позволил существенно расширить сферы энергетического применения. Были созданы атомные электростанции, ядерно-энергетические установки для подводных и надводных кораблей, космоса...

Ядерная физика, как и любая другая современная сложная технология, воплощенная в технику, используемую человеком, связана с определенным риском для отдельной личности, общества и окружающей среды. На ряде объектов ядерной энергетики и ядерно-топливного цикла, произошли тяжелые аварии, которые явились следствием переоценки «зрелости» технологии на этапе ее ускоренного развития. Тем не менее, ядерная физика смогла продемонстрировать свою жизнеспособность, экологическую привлекательность и возможность безопасного и конкурентоспособного обеспечения энергопотребностей общества. Поэтому дальнейшее её развитие возможно лишь при условии создания высокобезопасных, экологически чистых и высокоэкономичных атомных электростанций. В данной работе мы рассмотрим влияние атомной энергетики на окружающую среду и выясним как она влияет.

Цели

- выявить влияние работы атомных станций на окружающую природную среду.

- формирование научного мировоззрения через восприятие целостной картины мира,
- формирование целостного представления о проблемах экологии на глобальном, региональном и локальном уровнях, а так же нахождение возможных путей их решения. 

- выработать умения и навыки экологически грамотного поведения в окружающей среде.

- раскрыть причины и основные источники загрязнения воды, воздуха с точки зрения физических понятий, законов.

Задачи 

1. Углубление знаний об окружающем материальном мире и методах научного познания природы;
2.  Формирование физико-экологического мышления: умение выдвигать гипотезы, проводить моделирование ситуаций, строить умозаключения для их объяснения, проводить эксперименты;
3.  Осознание возможности сохранения устойчивости окружающей среды, обеспечивающей безопасное развитие жизни на планете Земля с использованием физических знаний;
4.  Воспитание убеждённости в необходимости познания законов природы, разумного использования достижений науки для дальнейшего развития человеческого общества;
5. Формирование понимания того, что человек является частью природы, и изменяя её, человек меняется и сам;
6. Рассмотреть общие сведения об атомных станциях, включая историю развития, классификацию, принцип работы;
7. Определить воздействие атомных станций на окружающую среду;
8. Изучить проблему радиоактивных отходов атомных станций и методы обращения с ними.

Сбор и анализ информации.                

Экологическое состояние многих районов нашей страны вызывает законную тревогу общественности. В многочисленных публикациях показано, что во многих регионах нашей страны наблюдается стойкая тенденция к многократному, в десятки и более раз превышению санитарно-гигиенических норм по содержанию в атмосфере вредных веществ. Имеются серьезные проблемы с бесконтрольным применением в сельском хозяйстве минеральных удобрений, избыточным использованием пестицидов, гербицидов. Происходит загрязнение стоковыми водами промышленных и коммунальных предприятий больших и малых год, озер, прибрежных морских вод.

Через постоянное загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, растительности происходит деградация экосистем, сокращения производительных возможностей биосферы.

Загрязнение среды проживания вредно отражается на здоровье людей, приносит значительные убытки народному хозяйству. Выбросы углекислого газа, серистых соединений в атмосферу в результате промышленной деятельности, функционирования энергетических, металлургических предприятий ведут к возникновению парникового эффекта и связанному с ним потеплению климата.

Другая опасность связана с дефицитом чистой пресной воды. Известно, что промышленность потребляет 3000 куб. км. пресной воды в год, с каких приблизительно 40% возвращается в цикл, но с жидкими отходами, которые содержат продукты коррозии, частицы золы, смол, технологические отходы, в том числе вредные компоненты типа тяжелых металлов и радиоактивных веществ.

Среди других экологических проблем, связанных с антропогенным влиянием на биосферу, стоит вспомнить риск нарушения озонового слоя, загрязнения Мирового океана, деградацию грунтов и опустошение зерновых районов, окисления естественных сред, изменение электрических свойств атмосферы.

Характерные антропогенные радиационные влияния на окружающую среду:

- загрязнение атмосферы и территорий продуктами ядерных взрывов при экзаменах ядерного оружия.

- отравление воздушного бассейна выбросами пыли, загрязнения. территорий шлаками, которые содержат радиоактивные вещества при сжигании ископаемых топлив в казанах электростанций

Энергетические объекты (топливно-энергетический комплекс вообще и объекты энергетики в частности) по степени влияния на окружающую среду принадлежат к числу наиболее интенсивно воздействующих на биосферу.

Значительную опасность для живых существ, для популяций организмов в экосистемах представляют аварии на предприятиях химической, атомной промышленности, при транспортировке опасных и вредных веществ. Известны аварии на химическом заводе в Бхопале (Индия), на Чернобыльской АЭС, аварии с нефтеналивными судами. Говорят о том, что необходим радикальный пересмотр наших отношений с природой, усиление мероприятий влияния нормативных рычагов на хозяйственную практику. Совсем недопустимо, чтобы установленные нормативами предельные концентрации вредных веществ в воздухе, воде реально превышались в сотни раз.

Нужно сделать невыгодным или даже разрушительным пренебрежение к охране окружающей среды. Право людей на чистый воздух, чистые реки и озера должно не только декларироваться, но и реально обеспечиваться всеми доступными для государства средствами.

Развитие энергетического производства, по-видимому, следует рассматривать как один из аспектов современного этапа развития техно сферы вообще (и энергетики в частности) и учитывать при разработке методов оценки и средств обеспечения надежности и экологической безопасности наиболее потенциально опасных технологий.

Одно из важнейших направлений решения проблемы – принятие комплекса технических и организационных решений на основе концепций теории риска.

Объекты энергетики, как и многие предприятия других отраслей промышленности, представляют источники неизбежного, потенциального, до настоящего времени практически количественно не учитываемого риска для населения и окружающей среды. Под надежностью объекта понимается его способность выполнять свои функции (в данном случае – выработка электро- и тепловой энергии) в заданных условиях эксплуатации в течение срока службы.

Под экологической безопасностью понимается сохранение в регламентируемых пределах возможных отрицательных последствий воздействия объектов энергетики на природную среду. Регламентация этих негативных последствий связана с тем, что нельзя добиться полного исключения экологического ущерба.

С конца 1960-х годов начинается бум ядерной энергетики. В это время возникло, по крайней мере, две иллюзии, связанных с ядерной энергетикой. Считалось, что энергетические ядерные реакторы достаточно безопасны, а системы слежения и контроля, защитные экраны и обученный персонал гарантируют их безаварийную работу, а также считалось, что ядерная энергетика является «экологически чистой», т.к. обеспечивает снижение выброса парниковых газов при замещении энергетических установок, работающих на ископаемом топливе.

Иллюзия о безопасности ядерной энергетики была разрушена после нескольких больших аварий в Великобритании, США и СССР, апофеозом которых стала катастрофа на чернобыльской АЭС. Катастрофа в Чернобыле показала, что потери при аварии на ядерном энергетическом реакторе на несколько порядков превышают потери при аварии на энергетической установке такой же мощности, использующей ископаемое топливо. В эпицентре аварии уровень загрязнения был настолько высок, что население ряда районов пришлось эвакуировать, а почвы, поверхностные воды, растительный покров оказались радиоактивно зараженными на многие десятилетия. При этом в отношении чернобыльского выброса многое остается неизвестным, и риск здоровью населения от аварийных выбросов этой АЭС существенно занижен, т.к. в большинстве стран СНГ отсутствует хорошая медицинская статистика. Рядом исследователей США было установлено, что с мая по август 1986 года, наблюдался значительный рост общего числа смертей среди населения, высокая младенческая смертность, а также пониженная рождаемость, связанные не исключено, что с высокой концентрацией радиоактивного йода-131 из чернобыльского облака, накрывшего США.

За четыре летних месяца возросло количество смертей от пневмонии, разных видов инфекционных заболеваний по сравнению со средним числом смертей за этот период в   1983-85 годах. Все это с высокой статистически достоверной вероятностью связано с поражением иммунной системы чернобыльскими выбросами.

Однако опасность ядерной энергетики лежит не только в сфере аварий и катастроф. Даже без них около 250 радиоактивных изотопов попадают в окружающую среду в результате работы ядерных реакторов. Эти радиоактивные частицы вместе с водой, пылью, пищей и воздухом попадают в организмы людей, животных, вызывая раковые заболевания, дефекты при рождении, снижение уровня иммунной системы и увеличивают общую заболеваемость населения, проживающего вокруг ядерных установок.

Департамент общественного здравоохранения с 1990 года установил, что у людей, живущих и работающих в зоне АЭС  в 4 раза выше заболеваемость, чем у обычных,  работающих в безопасных местах людей.

Даже когда АЭС работает нормально, она обязательно выбрасывает изрядное количество радиоактивных изотопов инертных газов. Также как радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, вызывая ее поражение, радиоизотопы инертных газов, в 70-е годы считавшиеся абсолютно безвредными для всего живого, накапливаются в некоторых клеточных структурах растений хлоропластах, митохондриях и клеточных мембранах. После установления этого факта, остается слово «инертные» всегда употреблять в кавычках, поскольку, конечно же, они оказывают серьезное влияние на процессы жизнедеятельности растений.

Одним из основных выбрасываемых инертных газов является криптон-85 бета-излучатель. Уже сейчас ясна его роль в изменении электропроводности атмосферы. Количество криптона-85 в атмосфере (в основном за счет работы АЭС) увеличивается на 5 % в год. Уже сейчас количество криптона-85 в атмосфере в миллионы раз (!) выше, чем до начала атомной эры. Этот газ в атмосфере ведет себя как тепличный газ, внося тем самым вклад в антропогенное изменение климата Земли.

Еще один радиоактивный газ, не улавливаемый никакими фильтрами и в больших количествах производимый всякой АЭС, углерод-14. Есть основания предполагать, что накопление углерода-14 в атмосфере ведет к резкому замедлению роста деревьев. Такое необъяснимое замедление роста деревьев, по заключению ряда лесоводов, наблюдается, чуть ли не повсеместно на Земле. Сейчас в составе атмосферы количество углерода-14 увеличено на 25% по сравнению с доатомной эрой.

Но главная опасность от работающих АЭС - загрязнение биосферы плутонием. На Земле было не более 50 кг этого сверхтоксичного элемента до начала его производства человеком в 1941 году. Сейчас глобальное загрязнение плутонием принимает катастрофические размеры: атомные реакторы мира произвели уже много сотен тонн плутония – количество более чем достаточное для смертельного отравления всех живущих на планете людей. Плутоний крайне летуч: стоит пронести образец через комнату, как допустимое содержание плутония в воздухе будет превышено. У него низкая температура плавления – всего 640 градусов по Цельсию. Он способен к самовозгоранию при наличии кислорода.

Важнейшей причиной экологической опасности ядерной энергетики и ядерной промышленности в целом является проблема радиоактивных отходов, которая так и остается нерешенной. На 424 гражданских ядерных энергетических реакторах, работающих во всем мире, ежегодно образуется большое количество низко, средне и высокорадиоактивных отходов. К этой проблеме отходов прямо примыкает проблема вывода выработавших свой ресурс реакторов.

Радиоактивное загрязнение сопровождает все звенья сложного хозяйства ядерной энергетики: добычу и переработку урана, работу АЭС, хранение и регенерацию топлива. Это делает атомную энергетику экологически безнадежно грязной. С каждым десятилетием открываются все новые опасности, связанные с работой АЭС. Есть все основания считать, что и далее будут выявляться новые данные об опасностях, исходящих от АЭС.

Выводы.

Несовершенная, малоразвитая технология многих производств оторвала нас от природы. И я не случайно выбрала темупроекта, связанную с экологическими проблемами, т.к., с моей точки зрения, это наиболее важный вопрос, который должен непосредственно волновать всё человечество. Уничтожая природу, или нанося ей ущерб, мы уничтожаем и себя. Но, я надеюсь, что появится новая, развитая технология, которая позволит нам вернуться к природе. Это будет создание подлинной гармонии человека и природы. В воздухе не будет вредной пыли, в воде – ядовитых отходов, Земля полностью сохранит все свои угодья и свою прекрасную добрую силу.

Сейчас, в начале XXI века, начинается новый, значительный этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая», построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит, заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы.  Энергетика связана буквально со всем, и всё тянется к энергетике и зависит от неё. Поэтому энерго химия, водородная энергетика, космические электростанции, энергия, находящаяся в кварках, «чёрных дырах», вакууме – это всё лишь наиболее яркие вехи, штрихи того сценария, который пишется на наших глазах и который можно назвать Завтрашним Днём Энергетики.

Литература:

Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы.

Самойлов О. Б. и др. Безопасность ядерных энергетических установок

Синев Н. М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии экономики ядерного топлива. Экономика АЭС. М., 1987.
Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М., 1985.

«Надежность и экологическая безопасность гидроэнергетических установок»,  Львов Л.В.; Федоров М.П.; Шульман С.Г., Санкт-Петербург, 1999г. 
«Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении», Лозановская И.Н.;

Орлов Д.С.; Садовникова Л.К., Москва, 1998г. 
Статья «Ядерная мифология конца 20 века», А.В.Яблоков, «Новый мир», 1995г. 
«Экономическая и социальная география мира», Ю.Н. Гладкий; С.Б. Лавров, Москва «Просвещение», 2001 год. 
Газеты «Ленинский путь», «Энергетик», «Экстра».

«Читаэнергострой: Реальность и перспективы», Чита. 
http://www.rosatom.ru/concern/reports/prospects/prospects.htm