Оглавление

1. Введение  ------------------------------------------------------------------------------- 2
2. Основная часть

• устройство и работа атомной электростанции -------------------------- 5
• топливный цикл атомной электростанции ------------------------------- 6
• стоимость электрической энергии, вырабатываемой на АЭС ------- 7
• экологические проблемы АЭС -------------------------------------------- 10
• последствия развития атомной энергетики при нормальной работе и аварии на АЭС ---------------------------------------------------------------- 13
• будущее атомной энергетики  --------------------------------------------- 13
• атомная энергетика и этические нормы  -------------------------------- 17

3. Заключение   -------------------------------------------------------------------------  19

• Основные результаты работы --------------------------------------------  20

4. Список литературы  ----------------------------------------------------------------- 23
5. Приложение. Использование энергии Солнца на Земле -------------------- 24

Введение

      «Одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством, является проблема источников энергии, потребление энергии растёт столь быстро, что известные в настоящее время запасы топлива окажутся исчерпанными в сравнительно короткое время.

       Например, надёжно подтверждаемых запасов угля может хватить примерно на 350 лет, нефти – на 40 лет, природного газа – на 60 лет.

      Проблему «энергетического голода» не решает и использование энергии так называемых возобновляемых источников (энергии рек, ветра, солнца, морских волн, глубинного тепла Земли), так как они могут обеспечить в лучшем случае только 5 – 10 % наших потребностей. В связи с этим в середине XX века возникла необходимость поиска новых источников энергии» [10]

      Достижения в области физики атомного ядра открыли человечеству возможность использования энергии, освобождающейся в некоторых ядерных реакциях. Одна из таких реакций – цепная реакция деления ядер урана – сегодня широко используется в реакторах на атомных станциях.

      Но во время второй мировой войны лучшие умы Америки и Германии спешили создать мощнейшую бомбу, в которой использовалась бы энергия атома. И только потом человек узнал, как пользоваться ядерной энергией для получения электричества.

       При участии советского учёного, академика Курчатова Игоря Васильевича, в 1954 г. построена первая в мире атомная электростанция. Она работает и по сей день. Эта электростанция называется Обнинской АЭС и находится под Москвой.

       Однако о производстве атомной энергии существуют противоположные мнения до сих пор.  Поэтому основополагающий вопрос, на который отвечает моя работа: нужно ли развивать атомную энергетику? 

      Задачи исследования:

1. Изучить устройство и работу  атомной электростанции.
2. Выяснить, как производится переработка руды, изготовление и обогащение топлива.
3. Узнать, где хранят отходы ядерного горючего и можно ли его регенерировать.
4. Выяснить, сколько стоит электрическая энергия, вырабатываемая на АЭС.
5. Проанализировать существующие экологические проблемы АЭС.
6. Ответить на вопрос: каковы последствия развития атомной энергетики при нормальной работе и аварии на АЭС.
7. Сделать вывод о будущем атомной энергетики.

Методы

• Учебно – исследовательский
• Анализ и систематизация
• Сравнительный
• Беседа
• Трансляционно - оформительский

Этапы проведения исследования

1. Выбор темы.
2. Обсуждение с учителем данной проблемы и поиск её решения.
3. Выбор названия.
4. Обсуждение плана работы.
5. Поиск, отбор и анализ нужной информации из научной литературы и сети Internet.
6. Самостоятельная работа.
7. Подготовка презентации по отчёту о проделанной работе.
8. Презентация.
9. Обсуждение и подведение итогов.

       Чтобы разобраться в проблеме производства атомной энергии с точки зрения специалистов разного профиля, я использовал  литературу:

• различные учебники физики -  Пёрышкина А. В., Гутника Е. М. Физика – 9 класс; Мякишева Г. Я., Буховцева Б. Б. Физика – 11 класс;  Глазунова А. Т., Кабардина О. Ф. и др. -11 класс, углубленное изучение физики; Касьянова В. А. Физика – 11 класс;
• журналы «Физика в школе»;
• универсальный иллюстрированный справочник для всей семьи «Древо познания»;
• сообщения СМИ и данные периодической печати;
• информацию из сети Internet и др.

Причём я искал материал и «за», и «против» развития атомной энергетики.

       Реализуется исследовательская работа «Нужно ли развивать атомную энергетику?»  в рамках программы физики 11 класса по теме «Использование энергии атомных ядер». Она даёт разъяснение об основных проблемах атомной энергетики с экологических, экономических, этических  позиций и показывает необходимость такой отрасли как атомная энергетика. Исследовательская работа рассматривает основные преимущества АЭС перед ТЭС и основные проблемы современной атомной энергетики, а также пути их решения.

Основная часть

«Мирный атом – вот наша цель…» И. В. Курчатов

• Устройство и работа  атомной электростанции

          Ядерный реактор является основным элементом атомной электростанции

(АЭС). Для практического использования энергии, освобождающейся при осуществлении цепной реакции, необходимо преобразование кинетической энергии осколков ядер урана в другие виды энергии. Наиболее удобной для осуществления дальнейших преобразований является электрическая энергия.  Для её получения с помощью реактора служат АЭС,

             На атомной электростанции вывод энергии, выделяющейся в активной зоне реактора, осуществляется с помощью жидкого или газообразного вещества, называемого теплоносителем. Теплоноситель не должен сильно поглощать нейтроны, чтобы не препятствовать развитию цепной реакции. Наиболее часто в качестве теплоносителя используется обычная вода.

            Ядерное горючее в реакторе содержится в металлических трубках, называемых тепловыделяющими элементами (ТВЭЛ). Внутри ТВЭЛов пропускается теплоноситель. При делении ядер стенки трубок нагреваются. Вода, используемая в качестве теплоносителя, нагревается стенками ТВЭЛов до температуры 300°C под давлением 107 Па и с помощью насосов выводится из активной зоны реактора. Горячая вода вне активной зоны реактора протекает по тонким трубам внутри труб большего диаметра, куда накачивается холодная вода. Эта вода нагревается через стенки тонких труб горячей водой, выводимой из активной зоны реактора, и превращается в пар. Водяной пар с температурой около 230 °C под давлением 3∙106 Па направляется на лопатки паровой турбины. Паровая турбина вращает ротор электрогенератора.

Рис. 1

• Топливный цикл атомной электростанции

Топливный цикл атомной электростанции состоит из двух частей:

1. Переработка руды, изготовление и обогащение топлива;
2. Хранение отходов и регенерация ядерного горючего («Регенерация – это  совокупность радиохимических и химико-металлургических процессов переработки ядерного топлива, использованного в реакторе» [2]).

           Единственное природное ядерное топливо - уран; он представляет собой смесь двух изотопов: U – 238 (99, 3 %) и U - 235 (0, 7 %). U - 235 – основное ядерное горючее. Однако в виду низкого процентного содержания этого изотопа в природном уране, последний необходимо обогащать, доводя его содержание до 2 – 5 %. Килограммы ядерного топлива «требуют» тысячи тонн исходного сырья; кроме того нужна многоэтапная переработка, связанная со сложнейшим технологическим процессом и притом дорогостоящим и экологически опасным.

            Изотоп U – 238 может поглощать быстрые нейтроны. После цепочки β – распадов примерно через треть года он превращается в Рu – 239, который можно использовать как ядерное топливо и для производства ядерного оружия.

«Жидкие отходы ядерных реакторов, в частности воду первого контура, после выпаривания помещают в бетонные хранилища, расположенные, как правило, на территории АЭС.

             Содержание U – 235 в ТВЭЛах примерно через 3 года снижается до 1%, и они становятся неэффективными источниками тепла и требуют замены. Каждый год примерно треть ТВЭЛов  извлекают из активной зоны реактора и заменяют новыми (что означает ежегодное удаление ~ 36 т ТВЭЛов). Кассеты с отработанными ТВЭЛами заключают в стальные пеналы и в таком виде в течение длительного времени (от 0,5 до 3 лет, пока не распадутся наиболее опасные радионуклиды, в частности йод – 131) хранят в заполненных водой резервуарах тоже на территории атомной станции.

             По принятой в России технологии отработанное  ядерное топливо реакторов типа РБМК (Реактор Большой Мощности Кипения) остаётся в хранилищах на площадках АЭС навсегда; по данным Госатомнадзора в настоящее время такие хранилища заполнены на 80 – 90 %. Отработанное ядерное топливо реакторов других типов вывозят в хранилище Горно – химического комбината в Железногорске (Красноярский край) или отправляют на радиохимический завод по регенерации ядерного топлива в ПО «Маяк» (Челябинская область)» [2].

• Стоимость электрической энергии, вырабатываемой на АЭС.

         «К сожалению, у нас нет данных о том, во что обходится строительство АЭС (достаточно долговременное – порядка 10 лет, причём столько же времени уходит на подготовку к строительству), как велики эксплуатационные расходы (известно, что АЭС мощностью 1000 МВт обслуживает персонал в 1000 человек). Также неизвестно, сколько нужно для строительства соцкультбыта (поскольку около АЭС всегда возникает городская структура с населением порядка десятков тысяч человек) и сколько потребует неизбежный демонтаж станции.

            АЭС имеет ограниченный временной ресурс работы: ~ 25 – 30 лет. Такой короткий срок службы АЭС объясняется тем, что со временем, несмотря на все меры защиты, оборудование станции становится опасным в радиационном отношении» [2]. Под действием нейтронов металлические конструкции теряют прочность и становятся хрупкими.

           «Ядерная энергетика создавалась в обстановке холодной войны, противостояния двух мировых держав – США и СССР, гонки вооружений. В то время вопрос о стоимости ядерных объектов стоял на втором плане. Радиоактивной безопасности и уничтожению радиоактивных отходов должного внимания не уделялось. Утилизация  радиоактивных отходов – серьёзная технологическая и финансовая проблема, не имеющая до сих пор удовлетворительного решения» [2]  

            «Демонтаж АЭС – наука и одновременно сложнейшее производство, концепция которых не разработана до сих пор» [2]. «Крайне низкие темпы вывода из эксплуатации – одна из ключевых проблем российской атомной отрасли. Затраты на вывод сопоставимы со строительством нового объекта. Поэтому в стоимость производимой АЭС электроэнергии необходимо включать не только затраты на строительство станции, но и расходы на её демонтаж, стоимость которого, по экспертным оценкам, сравнима со стоимостью самого сооружения.

           Сегодня в России остановлено, но до конца не выведено из эксплуатации четыре объекта ядерной промышленности. Необходимо полностью ликвидировать их «наследие»: вывезти и захоронить отработанное топливо, утилизировать оборудование, восстановить экологию. Ликвидация ядерных и радиационно опасных объектов предполагает работу специалистов высокого класса и наличие современных технологий. Но пока у Росатома даже нет достоверной оценки объёма необходимых на эти цели средств» [8]

            Отходы ТЭС можно без особых затрат и с заметным экономическим  эффектом использовать (например, для производства строительных материалов), а радиоактивные отходы – нет.      

             «В настоящее время по далеко неполным и малонадёжным подсчётам стоимость 1кВт ∙ ч электроэнергии, вырабатываемой на АЭС, оказывается наибольшей по сравнению со стоимостью электроэнергии, произведённой на электростанциях других типов» [2]. Но есть и другое мнение: «себестоимость электроэнергии, вырабатываемой на крупных атомных электростанциях, ниже себестоимости электроэнергии, вырабатываемой на тепловых электростанциях» [3].  И ещё, например, «по данным Европейской Комиссии 1 кВт-ч ядерной энергии обходится в 0,05 евро (около 2 рублей),  энергия же, вырабатываемая солнечной панелью, составляет примерно 0,4 евро (порядка 15 рублей). Компании по производству солнечных батарей обещают серьезно снизить стоимость 1 кВт-ч благодаря новым разработкам, но факт остается фактом - на сегодняшний момент использовать солнечные батареи нерентабельно» [12].   

Рис. 2. Оценка стоимости составляющих ядерного топливного цикла.

          Прекращение строительства новых АЭС и закрытие действующих, как показывают данные статистики, не приведут к принципиальному решению проблемы безопасности людей, но уже сейчас вызывают дополнительные экономические трудности. Сегодня один блок АЭС в переводе на нефтяной эквивалент даёт прибыль 200 млн долларов в год, а для замены его тепловой электростанцией понадобится не только нефть, но и ещё большие затраты на строительство.

           А теперь сравним количество топлива, потребляемое обычными тепловыми станциями и АЭС. Первая  атомная электростанция в нашей стране имела мощность 5 МВт и КПД 16 %, потребляла в сутки 30 г ядерного топлива (на тепловой электростанции такой же мощности расходуется 100 m угля в сутки). То есть АЭС не требуют такого количества дефицитного ископаемого органического топлива, как ТЭС, и не вызывают загрузки перевозками угля железнодорожный транспорт (в нашей стране эти перевозки составляют 40 % грузооборота железных дорог).

Сопоставление энергетических характеристик наиболее распространённых источников энергии и энергетических установок [4]

Табл. 1

• Экологические проблемы АЭС.

       «Производство на АЭС не связано с процессом горения, следовательно, с потреблением атмосферного кислорода. Не сжигая ископаемое органическое топливо и, поэтому, не выбрасывая в атмосферу сотни миллионов тонн углекислого газа, оксидов серы и азота, АЭС стали единственным крупным производителем электрической энергии, которые не способствуют ни усилению парникового эффекта, ни выпадению кислотных осадков» [2]. А также не требуют создания крупных водохранилищ, занимающих большие площади плодородных земель.

  На тепловых станциях образуются сотни тысяч тонн зольных шлаков в год, тогда как твёрдые отходы АЭС составляют всего несколько тонн.

«Выгодно отличается атомная энергетика и от угольной промышленности. Особенно по параметру экологичности. Чтобы удовлетворять потребности общества в ближайшем будущем, необходимо будет сжечь около 2,3 млрд тонн угля, а это в свою очередь обернется экологической катастрофой. К тому же такое количество нужно еще и перевозить к месту переработки. Так, если Китай будет сохранять долю угля в своей экономике, то через несколько лет вся его железнодорожная и морская инфраструктура будет занята перевозкой угля» [13]. 

Выбросы СО2 различными источниками электроэнергии, способствующие усилению загрязнения  атмосферы

Рис. 3

Табл. 2

         «Тепловые потери АЭС в 1,5 раза больше, чем ТЭС аналогичной мощности.  КПД  атомных станций невелик – 20 - 25 % и их работа сопровождается «сбросом» огромного количества теплоты в воздух и воду. Тепловое загрязнение изменяет климат региона, где расположена АЭС» [2]

           Разработка урановых месторождений, как и любая другая отрасль горнодобывающего производства, ухудшает окружающую среду. Урановая руда добывается открытым способом. Отходы на стадии добычи и первичной переработки природного урана очень велики и составляют 99,8 %.

           На сегодня в России накоплено 14 тыс. тонн отработанного ядерного топлива АЭС с радиоактивностью в 900 раз больше радиоактивного выброса при взрыве четвёртого энергоблока Чернобыльской АЭС.

          «В конце 2009 года госкорпорация «Росатом» купила одно из ведущих в мире предприятий в области захоронения радиоактивных материалов и выведения из эксплуатации ядерных объектов – компанию Nukem Technologies GmbH, «дочку» немецкой Nukem GmbH. В советские времена именно она построила для Украины хранилище радиоактивных отходов на Чернобыльской АЭС. Таким образом, Росатом получил доступ к необходимым современным немецким технологиям, но эффективно их использовать всё ещё не научился» [8]. Я надеюсь, что здравый смысл восторжествует, так как соответствующее финансирование есть.

         Радиоактивные излучения (РИ) – самая главная опасность атомной энергетики. Механизм биологического действия РИ сложен и до конца не изучен. Облучение оказывает сильное влияние на генетический аппарат, приводя к появлению потомства с уродливыми отклонениями или врождёнными тяжёлыми заболеваниями организма.

          Специфическая особенность РИ: они не воспринимаются органами чувств человека и даже при смертельных дозах не вызывают болевых ощущений в момент облучения: в этом – их «коварство».

• Последствия развития атомной энергетики при нормальной работе и аварии на АЭС

       «Обсуждая возможные отрицательные последствия развития атомной энергетики, нужно разделить два случая:

1) нормальную работу АЭС;

2) аварии на АЭС.

           При нормальной работе любой АЭС в реакторе происходят ядерные процессы точно такие, как и при взрыве атомной бомбы» [5]. Отличие заключается в управлении процессами деления и в сохранении всех радиоактивных продуктов внутри реактора.  Только очень небольшая часть радиоактивных продуктов выносится из активной зоны теплоносителем. Специальные системы очистки позволяют собрать большинство радиоактивных частиц. Годовая доза облучения окрестностей станции составляет 1 % естественного радиационного фона.

          Какова радиоактивная опасность АЭС в случае аварии?  Как известно, самая крупная авария за всю историю развития ядерной энергетики произошла  на Чернобыльской АЭС  в 1986 г.  «В реакторе четвёртого энергоблока «избыточное (по сравнению с необходимым) число регулирующих стержней было удалено из активной зоны реактора. Мощность реактора при этом за 4 с выросла с 1 % от нормы в 100 раз по сравнению с нормальной. Взрыв пара разгерметизировал трубы системы охлаждения и повредил бетонную плиту радиационной  защиты» [6]. При взрыве «был полностью разрушен ядерный реактор и в атмосферу выброшено примерно 3, 5 % ядерного топлива. Полная загрузка такого реактора составляет 190 т урана, выброс содержал ~ 7 т топлива с продуктами деления в нём» [5].

• Будущее атомной энергетики

           «После аварий на некоторых АЭС, в частности на Три-Майл-Айленд (США) и на Чернобыльской АЭС, проблема безопасности ядерной энергетики встала с особенной остротой. Авария в Чернобыле 26 апреля 1986 г.  привела не только к гибели людей, но и к радиоактивному заражению обширных территорий Украины, Беларуси и России» [3].  Каково в связи с этим будущее атомной энергетики?

         Чернобыльская катастрофа – крупномасштабная радиационная авария. Она нанесла значительной части населения сильные травмы: экологическую и психологическую. Необходимо ликвидировать все последствия аварии, всеми средствами восстанавливать и поддерживать здоровье людей, подвергшихся радиации.  

            Однако надо жить дальше и думать о будущем. К сожалению, экономически выгодных и экологически чистых источников электроэнергии пока нет. Атомная энергетика способна наилучшим способом  на сегодня обеспечить человечество электричеством, но непременным условием её развития должно стать обеспечение её безопасности и максимальной надёжности эксплуатации АЭС. Поэтому в настоящее время прорабатывается идея создания реакторов с внутренне присущей им безопасностью, «например использование в качестве теплоносителей расплавленных солей или металлов – висмута или свинца. Это должно гарантировать реактор от взрыва» [3]. Наряду с этим проводятся интенсивные исследования с целью усиления средств защиты, в частности от ошибочных действий обслуживающего персонала.

      Вспоминать детали Чернобыльской трагедии заставила новая катастрофа на японской АЭС «Фукусима – 1» (в Японии 15 станций расположено на берегу океана).  «Ещё во времена СССР думали, как обойтись без опасной ядерной энергетики и бездумной выкачки нефти. Над программой «Энергия» работали 40 институтов. Альтернативу опасной атомной и затратной тепло – и гидроэнергетике учёные видят в «нетрадиционных» способах получения энергии – от ветра, воды, солнца, геотермальных источников, а также тепла, содержащегося в воде, воздухе и земле. Однако уникальный проект был погребён под руинами империи» [11]. Сравнивая же сегодня атомную энергетику с солнечной и ветряной, можно увидеть преимущества мирного атома. Например,  «ветряки имеют невысокую мощность, высокую стоимость и экологические ограничения. Они не могут быть расположены близ населенных пунктов, так как издают шумы в инфразвуковом диапазоне, опасные для людей и животных. Да и природный ландшафт будет сильно изменен» [13].

          Сейчас общественное мнение склонно к полному отказу от АЭС с прекращением строительства новых станций  закрытием действующих.  И всё же без ядерной энергетики человечеству, по-видимому, не обойтись. Препятствия на пути к полному отказу от ядерной энергетики:

• замена действующих АЭС тепловыми электростанциями предполагает дополнительные капитальные вложения на протяжении многих лет (более 1 млрд. долларов на 1000 МВт);
• переход от АЭС к традиционным ТЭЦ не снизит число возможных жертв среди населения;
•  замена АЭС на ТЭЦ вызовет увеличение загрязнения окружающей среды.

           Доля атомной энергетики в мировом производстве электрической энергии составляет ~ 16 % (около 2000 млрд. кВт ∙ ч). По данным за 2011 г. Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) мировую атомную энергетику представляют 442 атомных реактора, работающих в 31 стране. В ближайшее время планируется построить ещё 60 энергоблоков. Три страны мира, в которых доля атомных электростанций в общей выработке электроэнергии наибольшая – это Франция (76 %), Япония (60 %), Бельгия (56 %).

Рис. 4

       «На территории России расположены 9 наиболее крупных атомных электростанций из числа построенных в своё время в СССР. Их них 8 – в Европейской части России: Курская, Тверская, Нововоронежская, Ленинградская, Балаковская, Белоярская, Кольская АЭС и Билибинская АСТ (атомная станция теплоснабжения, аналогичная по принципу ТЭЦ). Самая крупная АЭС России – Курская – имеет мощность 4000 МВт. На этих станциях установлено 32 энергоблока (27 исчерпали свои ресурсы – по последним сообщениям СМИ)  с реакторами различного типа РБМК – 1000, таких, как на Чернобыльской АЭС». [2]        

       « К 2025 году согласно решению российского правительства, доля электроэнергии, выработанной на отечественных АЭС, должна увеличиться с нынешних 16 до 25 %. Росатом предполагает построить новые мощности, в основном на месте уже существующих станций либо там, где их должны были возвести  ещё в эпоху СССР. Сегодня ведётся реальное строительство и определён срок сдачи в эксплуатацию 12 энергоблоков, также выбраны строительные площадки. Подготовлены проекты. Определены источники финансирования и получены лицензии для возведения ещё четырёх АЭС» [8].    

         «По оценкам ЦНИИАТОМИНФОРМ до конца 2030 года в мире будет введено в строй около 570 ГВт АЭС. В настоящий момент лидером по строительству новых блоков является Китай, который строит 6 энергоблоков. За ним идет Индия с 5 новыми блоками. Намерения строить новые энергоблоки высказывают также и другие страны, в том числе из бывшего СССР и социалистического блока: Украина, Польша, Белоруссия. Оно и понятно, ведь один ядерный энергоблок сэкономит за год такое количество газа, стоимость которого эквивалентна 350 млн долларов США. Прежде всего, это важно для стран с малыми запасами невозобновляемых ресурсов. По данным Всемирной ядерной организации (WNA), рост мирового потребления нефти (с учетом падения добычи на действующих месторождениях планеты) потребует ввода новых источников с суммарным объёмом более 100 млн. баррелей в сутки. Это количество нефти должно будет располагаться на новых месторождениях размером в десять Саудовских Аравий. Таких месторождений на планете просто не существует» [13].

•  Атомная энергетика и этические нормы

          Атомная энергетика вступает в противоречие  с этическими нормами.  Люди задают вопрос, не безнравственно ли завещать свои радиоактивные отходы, которые не перестанут быть опасными и в далёком будущем, грядущим поколениям.

          Кроме того, люди боятся катастроф и катаклизмов, даже если они случаются очень редко, больше, чем мелких опасностей, как бы ни были они распространены. Отношение людей к той или иной опасности определяется тем, насколько она хорошо им знакома.

          Атомная энергетика представляет собой один из наименее знакомых широкой публике и одновременно один из самых опасных, по её мнению, источников риска. Любопытно, что атомная энергетика внушала гораздо больше опасностей, чем, например какая – либо серьёзная болезнь.  Засекреченность, а особенно полусекретность, питает страхи, а в прошлом всего этого было в избытке. Это и привело к кризису доверия.

         Чтобы этого не происходило, нужна всесторонняя, достоверная и объективная информация. Как говорил английский поэт Александр Поп, полузнание – опасная штука.

          В одном недавнем исследовании было показано, что такие хорошо известные  источники риска, как езда на мотоцикле, горнолыжный спорт, альпинизм, курение и даже…грабители и героин, мало кого пугают. Сравните такие факты. Человек, «выкуривающий за день 20 сигарет, получает такое же облучение, как будто ему сделали 200 рентгеновских снимков, т. е. 1, 52 Гр (152 рад).  Курение – опасный источник внутреннего радиоактивного облучения!» [1].

          Нельзя не отметить также, что статические данные, приводимые различными органами государственной власти и общественными объединениями о последствиях аварий на АЭС, разнятся. Что говорит в первую очередь о несовершенном мониторинге.

Заключение

«Человек … пока он составляет часть природы, должен следовать её законом».

                                                                  Б. Спиноза

        Отвечая на вопрос «Нужно ли развивать атомную энергетику?», я нашёл и положительные, и отрицательные результаты использования ядерной энергии (Табл.3).  И  убедился, что проблемы, связанные с развитием новой отрасли, осознаются во всей глубине человечеством не сразу. Увидев положительное в применении атомной энергии, человек начал пропагандировать её, потерял бдительность и не до конца отработал системы контроля и безопасности.

Но, сравнивая атомную энергетику с другими альтернативными энерготехнологиями, я пришёл к выводу:  сегодня нужно развивать атомную энергетику. Энергия мирного атома выгодно отличается от угольной промышленности по параметру экологичности. А затраты на производство солнечной батареи превышают все доходы от получаемой таким способом энергии…

          «Перечислять все преимущества атомной энергетики, ровно, как и спорить о них, можно долго, но политика большинства стран четко показывает, что долгосрочные энергетические программы больше не могут основываться на углеводородном топливе. Причины тому разные: и ограниченность ресурсов, и стоимость добычи, транспортировки, и несоответствие современным экологическим требованиям» [13].  

           Но, используя энергию атома или другие виды энергии,  мы должны всегда помнить, что Природа мудра, и, вторгаясь в её тайны, нельзя нарушать её законы. Кроме того, в своих действиях нужно руководствоваться правилом: «Не навреди!», быть осмотрительным, внимательным, просчитывать десятки связей и ходов наперёд, а главное – всегда помнить о других людях, ценности жизни, уникальности нашей планеты.

Основные результаты работы

Конструкция и работа АЭС

Табл. 3

Литература.

1. Атаманченко А. К. Цикл мини-информаций для уроков на тему «Физика, здоровье, окружающая среда и мы». Физика в школе, № 2, 1995 – с. 24
2. Боровский Е. Э. Материал к уроку-лекции «Атомная энергетика: проблемы экологии». Физика в школе, № 2, 2003 – с. 20, 22, 23 – 24, 25
3. Глазунов А. Т., Кабардин О. Ф. и др. Учебник для 11 кл. школ и классов с углубленным изучением физики/ Под ред. А. А. Пинского,  М.: Просвещение, 2002 – с.373, 374
4. Зиятдинов Ш. Г. Экологические проблемы ядерной энергетики в задачах. Физика в школе, № 2, 1996 – с. 29
5. Кабардин О. Ф. Ядерные излучения и жизнь. Физика в школе, № 3, 1993 – с.68
6. Касьянов В. А. Физика, 11 класс, М: Дрофа, 2003 – с.377
7. Лытка Н. Д. Урок «Поглощённая доза излучения и её биологическое действие». Физика в школе.  № 2, 1996 – С. 31 – 36.
8. Мусорина В. Ядерное испытание на прочность. Прямые инвестиции, № 7, 2011 – с. 66 – 67
9. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика – 11 – М.: Просвещение, 2010.
10. Пёрышкин А. В., Гутник Е. М. Физика, 9 класс, М.: Дрофа, 2008 г., с.255, 256
11. Рассмехина С. Реквием по альтернативной энергетике. ИД «Провинция», «Десница», № 18, 2011 – С. 9.

12.  Чазова Н. В. Мифы и легенды атомного строительства. «Строительство АЭС», №3, 2010

http://kapital-rus.ru/index.php/articles/article/177878 

13. http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,51421/Itemid,343/

Приложение

Использование энергии Солнца на Земле

(Слайд 1) Энергия Солнца является источником жизни на нашей планете. Солнечная энергия может быть преобразована в теплоту или холод, движущую силу и электричество.

 (Слайд 2) Один квадратный метр Солнца излучает 62 900 кВт  энергии. Это примерно соответствует мощности работы 1 миллиона электрических ламп. Впечатляет такая цифра — Солнце дает Земле ежесекундно 80 тысяч миллиардов кВт, то есть в несколько раз больше, чем все электростанции мира. Мировые запасы открытых месторождений угля и газа должны истощиться в ближайшие 100 лет. Огромный потенциал имеет атомная энергия. Однако, общественность всего мира признала, что использование атомной энергии в мирных целях экономически оправдано, но следует соблюдать строжайшие меры безопасности при ее использовании. Следовательно, наиболее чистый, безопасный источник энергии — Солнце!

(Слайд 3) Солнечная энергия может быть преобразована в полезную энергию посредством использования активных и пассивных солнечных энергетических систем.

Современные строительные конструкции учитывают географическое положение зданий. Так, большое количество окон, выходящих на южную сторону, предусматривают в северных регионах,  чтобы поступало больше солнечного света и тепла.

(Слайд 4) Фасад этого здания сконструирован из стекла, железа, алюминия с встроенными аккумуляторами солнечной энергии. Производимой энергии достаточно, чтобы не только обеспечить жителей дома автономным горячим водоснабжением и электричеством,  но и освещать улицу 2,5 км в течение года.

(Слайд 5) В основе  активных систем использования солнечной энергии применяются солнечные коллекторы. Коллектор, поглощая солнечную энергию, преобразует ее в тепло, которое через теплоноситель обогревает здания, нагревает воду, может преобразовать его в электрическую энергию.

(Слайд 6) Солнечные батареи способны генерировать электрическую энергию постоянно или аккумулировать ее для дальнейшего использования. 

Достоинство солнечных батарей — максимальная простота конструкции, простой монтаж, минимальные требования к облуживанию, большой срок эксплуатации. Современные солнечные батареи способны сохранять работоспособность в течение десятилетий! Трудно найти систему настолько безопасную, эффективную и с таким длительным сроком действия! Они вырабатывают энергию в течение всего светового дня, даже в пасмурную погоду.

(Слайд 7) Успешное использование солнечных печей отмечалось в Европе и Индии уже в 18-м веке. Солнечные плиты и духовые шкафы поглощают солнечную энергию, превращая ее в тепло, которое накапливается внутри замкнутого пространства. Поглощенное тепло используется для варки, жарки и выпечки. Температура в солнечной печи может достигать 200 градусов Цельсия.

(Слайд 8) В дополнение к прямому использованию солнечного тепла, в регионах с высоким уровнем солнечной радиации ее можно использовать для получения пара, который вращает турбину и вырабатывает электроэнергию.  Например, в настоящее время энергокомпаниями США уже установлено более 400 мегаватт солнечных тепловых электростанций, которые обеспечивают электричеством 350 000 человек. Индия, Египет, Марокко и Мексика разрабатывают соответствующие программы.       

       В средней полосе гелиосистема позволяет частично обеспечить потребности отопления. Опыт эксплуатации показывает, что сезонная экономия топлива за счет использования солнечной энергии достигает 60%

       Солнечные установки практически не требуют эксплуатационных расходов, не нуждаются в ремонте и требуют затрат лишь на их сооружение и поддержание в чистоте. Работать они могут бесконечно.