Реферат: Хронологія атомної ери. ФІЗИКА

Хронологія Атомної ери

Автор: Антон Замєсов

Учня 9 класу

Реферат по фізиці

Дата: 10.02.20 

Вступ

З розвитком людства, ми можемо  прослідкувати на її посягання на природні ресурси. Теплові ресурси, які починалися з дерева, вуглем а потім з видобутку газу, а вже в кінці дослідження атомної енергії. Уран, який нам подарував атомну енергію, є радіоактивний хімічним елементом III групи періодичної системи Менделєєва, належить до сімейства актиноїдів; сріблясто-білий метал. Названий на честь планети Уран, відкритої незадовго до самого елемента; планета, в свою чергу, названа іменем давньоримського бога небес Урана.  Ще в прадавні часи (I століття до нашої ери) природний оксид урану використовувався для виготовлення жовтої глазурі для кераміки. Перша важлива дата в історії дослідження урану — 1789 рік, коли німецький натурфілософ і хімік Мартін Генріх Клапрот відновив добуту з саксонської смоляної руди золотисто-жовту «землю» до чорної металоподібної речовини. На честь найбільш далекої з відомих тоді планет (відкритої Гершелем вісьмома роками раніше) Клапрот, вважаючи нову речовину елементом, назвав його ураном. Тільки 1841 року французький хімік Ежен Мелькіор Пеліго довів, що, попри характерний металевий блиск, уран Клапрота — не елемент, а оксид UO₂. 1840 року Пеліго вдалося отримати справжній уран — важкий метал сіро-сталевого кольору і визначити його атомну масу.
Тож, ми розглянемо один із ресурсів, який півштовхнув далі розвиток виробництва енергії людиної в різних галузях. 

Перший розвиток

Двадцяте століття пройшов під знаком освоєння енергії нового виду, укладеної в ядрах атомів, і стало століттям ядерної фізики. Ця енергія багаторазово перевищує енергію палива, що застосовувалася людством протягом всієї його історії. Перші кроки по формуванню державних атомних проектів були зроблені у Великобританії, Франції та Німеччини в кінці 1930-х років.

Вже до середини 1939 року вчені світу мали важливими теоретичними і експериментальними відкриттями в області ядерної фізики, що дозволило висунути велику програму досліджень в цьому напрямку. Виявилося, що атом урану (про якого я говорив на пролозі) можна розщепити на дві частини. При цьому звільняється величезна кількість енергії. Крім того, в процесі розщеплення виділяються нейтрони, які в свою чергу можуть розщепити інші атоми урану і викликати ланцюгову ядерну реакцію. Ядерна реакція поділу урану вельми ефективна і далеко перевершує самі бурхливі хімічні реакції. Порівняємо атом урану і молекулу вибухової речовини - тринітротолуолу (тобіж, тротилу). При розпаді молекули тротилу виділяється 10 МеВ енергії, а при розпаді ядра урану - 200 млн. Електронвольт, т. Е. В 20 млн. Разів більше.

Ці відкриття зробили в науковому світі сенсацію: в історії людства не було наукової події, більш значного за своїми наслідками, ніж проникнення в світ атома і оволодіння його енергією. Вчені розуміли, що головне її призначення - виробництво електроенергії та застосування в інших мирних напрямах.

Досвід експлуатації перших АЕС показав реальність і надійність ядерно-енергетичної технології для промислового виробництва електроенергії. Розвинені індустріальні країни приступили до проектування і будівництва АЕС з реакторами різних типів. До 1964 сумарна потужність АЕС у світі зросла до 5 млн. КВт.


З цього часу почався стрімкий розвиток атомної енергетики, яка, вносячи все більш значний внесок в загальне виробництво електроенергії в світі, стала новою багатообіцяючою енергетичної альтернативою. Почався бум замовлень на будівництво АЕС в США, пізніше в Західній Європі, Японії, СРСР. Темпи зростання атомної енергетики досягли близько 30% в рік. Вже до 1986 р світі працювали на АЕС 365 енергоблоків сумарною встановленою потужністю 253 млн.кВт. Практично за 20 років потужність АЕС збільшилася в 50 разів. Будівництво АЕС велося в 30 країнах світу.
Умови розвитку атомної енергетики були вкрай сприятливі, причому економічні показники АЕС також вселяли оптимізм, АЕС вже могли успішно конкурувати з ТЕС.

Перевага АЕС 

Атомна енергетика дозволяла зменшити споживання органічного палива і різко скоротити викиди забруднюючих речовин в навколишнє середовище від ТЕС.


Розвиток атомної енергетики базувалося на сформованому енергетичному секторі військово-промислового комплексу - досить добре освоєних промислових реакторах і реакторах для підводних човнів з використанням вже створеного для цих цілей ядерного паливного циклу (ЯПЦ), набутих знаннях і значному досвіді. Атомна енергетика, мала величезну державну підтримку, успішно вписалася в існуючу енергетичну систему з урахуванням властивих цій системі правил і вимог.

Широке застосування в майбутньому двухкомпонентной структури атомної енергетики, що включає АЕС з реакторами на теплових нейтронах і з реакторами на швидких нейтронах, що відтворюють ядерне паливо, підвищить ефективність використання природного урану і знизить рівень накопичення радіоактивних відходів.

Слід зазначити найважливішу роль в розвитку атомної енергетики ядерно-паливного циклу (ЯПЦ), який фактично є її системоутворюючим фактором. Це викликано такими обставинами:

• ЯПЦ повинен забезпечуватися всіма необхідними структурними, технологічними і конструктивними рішеннями для безпечної і ефективної роботи;
• ЯПЦ є умовою соціальної прийнятності та економічної ефективності атомної енергетики і її широкого використання;
• Розвиток ЯПЦ призведе до необхідності об'єднання завдань забезпечення необхідного рівня безпеки АЕС, що виробляє електроенергію, і мінімізації ризиків, пов'язаних з виробництвом ядерного палива, включаючи видобуток урану, транспортування, переробку відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) та захоронення радіоактивних відходів (єдина система вимог щодо безпеки) ;
• Різке збільшення видобутку і використання урану (початковий етап ЯПЦ) веде до зростання небезпеки попадання природних довгоживучих радіонуклідів в середовище проживання, що вимагає підвищення ефективності топливоиспользования, зменшення кількості відходів та замикання паливного циклу.

Економічна ефективність роботи АЕС залежить безпосередньо від паливного циклу, включаючи скорочення часу на перевантаження палива, підвищення експлуатаційних характеристик тепловиділяючих збірок (ТВЗ). Тому важливе значення має подальший розвиток і вдосконалення ЯПЦ з високим коефіцієнтом використання ядерного палива, створенням малоотходного замкнутого паливного циклу.

Темна сторона сили.

У середини 1942 року Великобританія прийняла пропозицію США робити атомну зброю спільно. Основна виробнича база створювалася за океаном. Англійці ж повинні були передавати американцям результати своїх секретних розробок. Слід зазначити, що американська сторона, отримавши інформацію, надалі не допустила британських партнерів до продовження досліджень.

Увага президента США Ф. Рузвельта на проблему ядерної зброї звернули фізики. Це сталося восени 1939 року. Лист президенту підписав А. Ейнштейн. 6 грудня 1941 року Білий дім прийняв атомну програму до реалізації і виділив всі необхідні кошти і ресурси.

До "Манхеттенського проекту" були залучені сотні тисяч людей, в першу чергу, інтернаціональний колектив провідних вчених, які в роки війни опинилися в США.

Керівником проекту був призначений Л. Гровс. На чолі робіт по будівництву уран-графітового реактора встав Е. Фермі. Роботи зі створення конструкції атомної бомби очолив Р. Оппенгеймер. Національна лабораторія в Лос-Аламосі, перед якою поставили завдання по створенню бомби, була утворена в кінці 1942 року.
Далі американці збросили на Японію бомбу, ба-бах.А потім японці були випрямовувані. Це дуже погано з точки зору медицини.

Заключення

У 22 ст. різко зросте роль атомної енергетики в забезпеченні зростаючого виробництва електроенергії в світі з використанням більш досконалих технологій. Атомна енергетика поки не має серйозного конкурента на тривалу перспективу. Щоб реалізувати її розвиток в широких масштабах, вона, як уже вказувалося, повинна мати такими властивостями: високою ефективністю, забезпеченістю ресурсами, енергоізбиточного, безпекою, приемлемостью екологічного впливу. Перші три вимоги можуть бути виконані при використанні двокомпонентної структури атомної енергетики, що складається з теплових і швидких реакторів. При такій структурі можна значно збільшити ефективність використання природного урану, знизити його видобуток і обмежити рівень надходження радону в біосферу.