Проектная работа: Большая энергия маленькой частицы.

Слайд 1

Большая энергия маленькой частицы. АВТОР: Пипляева Ксения, ученица 11а класса МБОУ гимназия г.Советский РУКОВОДИТЕЛЬ: Николаенко Гульфира Рафаиловна, Учитель физики МБОУ гимназия г.Советский

Слайд 2

Цель работы: Попытаться привлечь людей к грамотному использованию ядерной энергии и внимательному к ней отношению

Слайд 3

Поставленные задачи: Познакомиться с литературой по данной теме Соотнести теоретические данные с практическим применением Рассмотреть влияние ядерной энергии на окружающую среду и человека

Слайд 4

Гипотеза: Если человечество перестанет использовать ядерную энергию, то сократится угроза экологии, но в то же время значительно замедлятся темпы развития промышленности и других отраслей хозяйства. Актуальность: Широкое использование в промышленности Влияние на человека и окружающую среду Использование в ВПК

Слайд 6

Историческая справка Уже давно ученые указали, что в глубине атомов -мельчайших частичек вещества - скрыты поистине сказочные запасы энергии, которую можно освободить. Оказалось, что ядра наиболее тяжелых элементов - урана и тория - под воздействием нейтронов делятся. Разлетаясь с огромной скоростью, эти частицы (осколки) могут передавать веществу, в котором движутся, часть своей энергии. Кроме того, при делении появляются новые нейтроны, они в свою очередь вызывают распад других атомов. Т.о., может возникнуть цепная реакция, в которой число делений будет расти подобно снежной лавине.

Слайд 7

Антуан Анри Беккерель В 1896 году французский физик Антуан Беккерель обнаружил, что урановая соль, лежащая рядом с упакованной фотопластинкой, вызвала ее почернение. Исследование этого проникающего уранового излучения совместно с Пьером и Марией Кюри привело к открытию радиоактивности. Так началась атомная эра в истории человечества.

Слайд 8

Эрнест Резерфорд Со времен Демокрита и Эпикура и до конца 19 века атом считался неделимой частицей материи. Однако после открытия радиации и электрона миф о неделимости атома был разрушен. В попытке объяснить экспериментальные данные по рассеянию альфа-частиц Резерфорд отказался от господствовавшей тогда модели атома Томсона и в 1911 году разработал свою, так называемую планетарную модель. До сих пор модель атома Резерфорда объясняет практически все экспериментальные данные, полученные во время экспериментов по атомной физике.

Слайд 9

Нильс Бор Бор объяснил не только спектр простейшего из атомов — водорода, но и гелия, в том числе, и ионизованного, показал, как учесть влияние содвижения ядра, предугадал структуру заполнения электронных оболочек, что позволило понять физически природу периодичности химических свойств элементов — периодическую таблицу Менделеева. За эти работы Бор в 1922 был удостоен Нобелевской премии.

Слайд 10

Цепная ядерная реакция K - Коэффициент размножения, число нейтронов в в одном поколении к числу нейтронов в предыдущем поколении. Условия протекания ядерной реакции в уране – 235 Скорость нейтронов должна быть достаточной, чтобы вызвать ядерные деления ядер; Должны отсутствовать примеси, поглощающие нейтрон; Необходимо иметь минимальное количество вещества, нужное для осуществления цепной ядерной реакции, называемое критической массой. При K = 1 – постоянно; При K < 1 – затухает; При K > 1 – возрастает ==> взрыв.

Слайд 11

Ядерный реактор 2 декабря 1942 года началась эра ядерной энергии: в Чикаго в 15 часов 30 минут по местному времени эмигрировавший в 1938 году в США великий итальянский физик лауреат Нобелевской премии 1938 года Энрико Ферми (1901-1954) ввел в действие первый в истории человечества ядерный реактор, сооруженный на площадке для игры в сквош под трибунами футбольного стадиона Чикагского университета. Реактор был построен в рамках сверхсекретного Манхэттенского проекта, конечной целью которого являлось создание атомной бомбы.

Слайд 12

Управляемая ядерная реакция Осуществляется в устройстве называемом – ядерный реактор. Основные элементы ядерного реактора: 1.Ядерное горючее ( 235 92 U , 23 8 92 U , 239 94 Pu ). 2. Замедлитель нейтронов (тяжелая вода, графит). 3. Теплоносители (вода, жидкий натрий) 4. Устройство для регулировки реакций (кадмий, бор). 5. Защита (оболочка из бетона, железа) АЭС

Слайд 13

Факторы опасности ядерных реакторов « - » « + » Возможность аварии с разгоном реактора. При этом вследствие сильнейшего тепловыделения может произойти расплавление активной зоны реактора и попадание радиоактивных веществ в окружающую среду. Радиоактивные выбросы в окружающую среду. Их количество и характер зависит от конструкции реактора и качества его сборки и эксплуатации. У РБМК они наибольшие, у реактора с шаровой засыпкой наименьшие. Необходимость захоронения отработавшего реактора. Радиоактивное облучение персонала. Аварии с разгоном реактора можно предотвратить, применив специальные технологии конструкции реакторов, систем защиты, подготовки персонала. Очистные сооружения могут уменьшить их.Впрочем, у атомной станции, работающей в нормальном режиме, эти выбросы меньше, чем, скажем, у угольной станции, так как в угле тоже содержатся радиоактивные вещества, и при его сгорании они выходят в атмосферу. На сегодняшний день эта проблема не решена, хотя есть много разработок в этой области. Можно предотвратить или уменьшить применением соответствующих мер радиационной безопасности в процессе эксплуатации атомной станции.

Слайд 14

НЕУПРАВЛЯЕМАЯ ЯДЕРНАЯ РЕАКЦИЯ При K > 1 – возрастает → взрыв. Атомный взрыв

Слайд 15

Первая атомная бомба ХИРОСИМА, город в Японии, на юго-западе о. Хонсю, административный центр преф. Хиросима, порт на Внутреннем Японском м. 1,1 млн. жителей (1985). Машиностроительная, текстильная, химическая, военная и др. промышленность. Университет. Город вырос вокруг феодального замка (16 в.). 6 августа 1945 США сбросили на Хиросиму первую атомную бомбу. Значительная часть Хиросимы была разрушена, убито и ранено св. 140 тыс. человек. Архитектурно-парковый символический ансамбль Парк Мира (1951-52, К. Тангэ и др.; памятник жертвам Хиросимы, мемориальный музей).

Слайд 16

Аварии ядерных реакторов Место аварии Дата Причина Выброс радиоактивности, кюри Площадь загрязнения, км Число пострадавших эвакуант погибших Кыштым, Южный Урал 1957 Взрыв хранилища 2*10, в т.ч. 5,4*10 кюри стронция 15000 100*10 - Виндскэйл, Англия 1957 Горение графита 3*10, в т.ч. 2*10 кюри 500 - - Три Майл Айленд, шт. Пенсильвания, США 28 марта 1979 Расплавление активной зоны 20 кюри иода-131 - - - Чернобыль, СССР 26 аплреля 1986 Разгон реактора 100.10 в т.ч. ~15 10 кюри иода-131 20000 120.10 30

Слайд 17

Авария на 4-м блоке Чернобыльской АС Авария на 4-ом блоке Чернобыльской АЭС существенно повлияла на темпы развития атомной энергетики в нашей стране, вызвала острые приступы радиофобии и атомной идиосинкразии практически во всех странах мира. Тщательное расследование причин аварии, произведенное специалистами, показало, что корни аварии лежат глубоко в сфере проблем взаимодействия человека и машины, что основным "движущим" фактором аварии были действия операторов, грубо нарушивших эксплуатационные инструкции и правила управления энергоблоком. Подобно другим "рукотворным" катастрофам, авария произошла из-за того, что оперативный персонал, желая выполнить план экспериментальных работ любой ценой, грубо нарушил регламент эксплуатации , инструкции и правила управления энергоблоком. Сказались, конечно, и некоторые особенности физики активной зоны, конструктивные недостатки системы управления и защиты реактора, которые привели к тому, что защита реактора не смогла предотвратить разгон на мгновенных нейтронах.

Слайд 18

Секретная записка редактора газеты «Правда» В. Губарева в ЦК КПСС о аварии на Чернобыльской АЭС от 16 мая 1986 года. С 4 по 9 мая я был в районе Чернобыльской АЭС. Некоторыми своими наблюдениями считаю обязанным поделиться. 1. Эвакуация Припяти. Уже через час радиационная обстановка в городе была ясна. Никаких мер на случай аварийной ситуации там не было предусмотрено: люди не знали, что делать. По всем инструкциям и приказам, которые существуют 25 лет, решение о выводе населения из опасной зоны должны были принимать местные руководители... Никто не взял на себя ответственность (шведы сначала вывезли людей из зоны своей станции, а только потом начали выяснять, что выброс произошел не у них). 2. На работах в опасных зонах (в том числе в 800 метрах от реактора) находились солдаты без индивидуальных средств защиты. 3. В Киеве панические настроения возникали по многим причинам, но в первую очередь из-за отсутствия информации... Необходимо категорически ужесточить безопасность людей, работающих в зоне...

Слайд 19

Характер действия на организм человека разных доз радиактивного излучения Действие на человека Доза, Р Отсутствие явных признаков Возможное изменение состава крови Изменение состава крови Возможна потеря трудоспособности Нетрудоспособность. Возможна смерть Смертность 50% Смертельная доза 0—25 25—50 50—100 100—200 200—400 400—600 600

Слайд 20

Уровень радиационного облучения Источник облучения Эквивалентная доза МкЗв/год Мбэр/год Природные источники (естествен- ный радиационный фон): внешние, 620 62 внутренние 380 38 Строительные материалы мине- 1050 105 рального происхождения (об- лучение за счет пребывания в зданиях) Медицинская рентгенодиагности- 1400 140 ка (рентгенография, флюоро- графия и др.) Радиоактивные продукты ядер- 23 2,3 ных взрывов Теплоэлектростанция на угле 6—60 0,6—6 мощностью 1000 МВт (на расстоянии до 20 км) Атомная электростанция мощ­ностью 1000 МВт (на расстоя­нии до 20 км) Телевидение (4 ч в день) Полет на самолете (на расстоя­ние 2000 км) 0,1—1 10 5 0,01—0,1 1 0,5

Слайд 21

Это вредно окружающей среде! ТЭЦ и ГРЭС При сжигании топлива образуются шлаки, летучая зола, сернистый газ, окись азота (1996год-объемы выброса в атмосферу = 10млн. тон ГЭС Доля по замещаемому топливу – 3% Экологами доказано негативное влияние на биоценоз местности

Слайд 22

Атомная энергетика оказалась вне конкуренции.

Слайд 23

235 92 U + 1 0 n → 145 56 Ba + 88 36 Kr + 3 1 0 n 239 94 U → 239 93 Np + 0 - 1 e 238 93 Np → 239 94 Pu + 0 - 1 e

Слайд 27

Пути решения проблемы В результате работы я пришла к выводу, о том что необходимо, чтобы люди владели информацией по данной теме, для чего я:

Слайд 28

население Дети школьного возраста (с 12 лет) Взрослое население В сотрудничестве с организацией «СОВЭНЕРГО» создан буклет для распространения в расчетных центрах оплаты электроэнергии методическая разработка, в виде презентации, для показа в общеобразовательных учреждениях.

Слайд 29

Созданный мною буклет. Как сэкономить на электроэнергии Большая энергия маленькой частицы. Значение ядерной энергетики не исчерпывается только тем, что она практически навсегда снимает угрозу недостатка топлива. Ядерная энергетика будет иметь и важное социальное значения А.П.Александров В конце ХХ века в год в России было произведено около 1500млрд. кВт/ч: ТЭС – 65%, ГЭС-24%, АЭС-11%. ТЭС. ТЭС в среднем ежесуточно сжигает 18 т угля и 3000 т мазута. ТЭС за год в атмосферу выбрасывает около 43 000 т золы, 220000 т S О2, 40000 т оксидов азота. ГЭС. При строительстве ГЭС возникает много экологических проблем, связанных с нарушением естественной миграции рыб, с затоплением плодородных земель, с развитием в застойных речных водах сине-зеленых водорослей, негативно влияющих на биоценоз местности. Атомная энергетика вне конкуренции. ♦ Энергия должна быть дешевой. ♦ Источники ее должны быть неисчерпаемы. Кандидатур много: солнце, ветер, геотепло, атом. ♦ Ее источник должен быть достаточно мощным. Все энергетики уступают дорогу делящемуся атому. ♦ Немаловажным критерием является экологичность. Каждый из нас может экономить электроэнергию, чтобы уменьшить негативное влияние всех типов электростанций. 1. Использовать двухтарифные счетчики 2. Следить за исправностью электропроводки. 3. При выборе бытовых электроприборов, ламп обращать внимание на потребляемую ими мощность.