Презентация по физике Атомная энергетика и её экологические проблемы 9-11 классы

Атомная энергетика и её экологические проблемыУчитель физики МКОУ Труслейская СШ Арапкина Вера Викторовна Цели презентации: На основе многочисленных достоверных фактов анализировать и привести выводы по следующим вопросам:Существует ли опасность мирного атома?Опасна ли атомная энергетика?Загрязнение окружающей среды АЭСПоследствия катастроф "У нас нет времени экспериментировать с призрачными источниками энергии, цивилизация в опасности, и нам нужно сейчас использовать ядерную энергию – единственный безопасный и доступный источник энергии, или страдать от боли, которую уже в скором времени нам причинит оскорбленная планета".Профессор Джеймс Лавлок,основатель международного «зеленого» движения, 2004 г. Атомные электростанции – третий “кит” в системе современной мировой энергетики. Техника АЭС, бесспорно, является крупным достижением НТП. В 1954 г. начала работать первая в мире атомная станция в г. Обнинске История овладения атомной энергией - от первых опытных экспериментов - насчитывает около 70 лет, когда в 1939г. была открыта реакция деления урана. С этого момента начинается история атомной энергетики. С чего все начиналось?! В 30-е годы нашего столетия известный ученый И.В. Курчатов работал по вопросам атомной техники в интересах народного хозяйства страны.В 1946 г. в России был сооружен и запущен первый на Европейско-Азиатском континенте ядерный реактор. Создается уранодобывающая промышленность. Организованное производство ядерного горючего – урана-235 и плутония-239, налажен выпуск радиоактивных изотопов. И.В.Курчатов АЭС Дата ввода первых мощностей Страна 1954 СССР 1956 Великобритания 1957 США 1963 Италия 1965 Франция 1966 ФРГ, Япония, ГДР 1967 Канада 1968 Испания, Нидерланды 1969 Швейцария, Индия 1971 Швеция, Пакистан 1974 Бельгия, Болгария, Аргентина 1977 Финляндия, Юж.Корея, о.Тайвань 1979 Чехословакия Дата ввода первых мощностей АЭС по странам Атомный реактор первой АЭС В России имеется 10 атомных электростанций (АЭС), и практически все они расположены в густонаселенной европейской части страны. В 30-километровой зоне этих АЭС проживает более 4 млн. человек. Балаковская АЭС Белоярская АЭС Билибинская АЭС Калининская АЭС (Тверская область, г.Удомля) Кольская АЭС Курская АЭС Ленинградская АЭС Нововоронежская АЭС Ростовская (Волгодонская) АЭС Смоленская АЭС Наиболее мощные АЭС в мире Название АЭС Страна Мощность, МВт Количество блоков «Фукусима» (Fukushima) Япония 8815 10 «Брус» (Bruce) Канада 6818 8 «Гравелин» (Gravelines) Франция 5460 6 «Палюэль» (Paluel) Франция 5320 4 «Катном» (Cattenom) Франция 5200 4 «Запорожская» Украина 4765 5 «Бюже» (Bugey) Франция 4140 5 «Пикеринг» (Pickering) Канада 4116 8 «Пало Верде» (Palo Verde) США 3810 3 «Курская» Россия 3700 4 «Ленинградская» Россия 3700 4 «Трикастен» (Tricastin) Франция 3660 4 Уже построено В стадии строительства Преимущества атомных электростанций Нет газовых выбросов,Нет необходимости вести огромные объемы строительства, возводить плотины и хоронить плодородные земли на дне водохранилищ. Не существует способов получения электроэнергии, не сопряженных с риском возможного вреда АЭС при их нормальной эксплуатации в экологическом отношении безопаснее тепловых электростанций на угле и других источников электроэнергии. Наибольшую опасность представляют радиоактивные загрязнения.Сложные проблемы возникают с захоронением радиоактивных отходов.Возможность аварий. Отрицательные экологические факторы: 1. Тепловое загрязнение:Тепловые потери АЭС в 1,5 раза больше, чем ТЭС аналогичной мощности, поэтому КПД атомных электростанций невелик (20-25%), и их работа сопровождается «сбросом» огромного количества теплоты в воздух и воду. В нагретой теплой воде водоемов происходит бурное развитие сине-зеленых водорослей, наступает «цветение» воды; это явление, получившее название автрофизиции, делает невозможным использование таких водоемов для питьевого водоснабжения. Отрицательные экологические факторы: 2. Наличие радиоактивных отходов:Урановая руда добывается на рудниках подземным или открытым способом. Эта отрасль горнодобывающего производства ухудшает окружающую среду, загрязняя воздух, почву, поверхностные и подземные воды.Отходы на стадии добычи и переработки природного урана очень велики и составляют 99,8%. Из резервуаров для хранения жидких отходов радиоактивные вещества могут попадать в грунтовые воды и расположенные рядом поверхностные водоемы Твердые и жидкие отходы, возникающие при регенерации ядерного топлива, обладают очень высокой радиоактивностью и требуют специальной переработки и специального захоронения в целях обеспечения безопасности Изменение состава ОЯТпосле облучения в реакторе ЯТ ОЯТ ЯТ—ядерное топливо ОЯТ—облученное ядерное топливо Плутоний УРАН-238 двуокись УРАН-235 двуокись Другие элементы 0% 20% 40% 60% 80% 100% 96% 4% 2,5% 1,0% 1,5% 95% Имеется две различные стратегии обращения с отработавшим ядерным топливом ОЯТ перерабатывается (или хранится для будущей переработки) с целью извлечения урана и плутония для нового смешанного оксидного (MOX) топливаОЯТ считается отходами и хранится до захоронения Реализация стратегий обращения с ОЯТ строительство централизованного хранилища переход к сухому складированию ОЯТ вблизи АЭСразвитие технологий переработки и трансмутации ОЯТ Проект хранилища РАО и ОЯТ в глубине горы Юкка (США) Пятимильный туннель и серия штреков Хранилище рассчитано на 10 тысяч летЕмкость хранилища 77 тыс. тонн РАО отходы заложены в стальные цилиндрические кассеты Так выглядит современное хранилище РАО и ОЯТ  Самые развитые программы создания хранилищ - финская, шведская и американская, однако ни одна из них не обеспечит ввода в эксплуатацию хранилища ранее 2020 годаИмеются серьезные основания считать, что все существующие в настоящее время методы обезвреживания радиоактивных отходов, в том числе химические, недостаточно надежны и представляют собой источник постоянной опасности для жизни во всех пространственных структурах биосферы. Отрицательные экологические факторы: 3. Радиоактивные излучения:Это самая главная опасность атомной энергетики.РИ оказывает пагубное влияние на все живые организмы Под действием радиации поражаются клетки тканей, прежде всего их ядра, нарушаются способность клеток к делению и обмен веществ в них. Наиболее чувствительны к радиационному воздействию кроветворные органы (костный мозг, селезенка, лимфатические узлы), эпителий слизистых оболочек, щитовидная железа. Генетические последствия радиации В результате радиоактивных излучений на органы человека возникают тяжелейшие заболевания: лучевая болезнь, злокачественные опухоли, приводящие нередко к смертельному исходу. Облучение оказывает сильное влияние на генетический аппарат, приводя к появлению потомств с уродливыми отклонениями и врожденными тяжелыми заболеваниями организма. Всего с момента начала эксплуатации АЭС в 14 странах мира произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности. Некоторые из них:В 1957г – в Уиндскейле (Англия)В1959г – в Санта-Сюзанне (США)В1961г – В Айдахо-Фолсе (США)В1979г – в Три-Майл-Айленд (США)1986 год –Чернобыльская катастрофа2011 год – трагедия Фокусимы Чернобыль- наша память и боль… За много часов до описанных выше событий Леонид Телятников, начальник пожарной части Чернобыльской атомной станции, отдыхал дома. У него накопилось несколько отгулов, и Телятников радовался предстоящим свободным дням. 26 апреля в 1.32 ночи внезапно зазвонил телефон, и бесстрастный голос дежурного сообщил, что на атомной станции произошел "инцидент". Светлой звездной ночью Телятников со своей командой, состоящей из 29 пожарных, помчался на станцию. Они погибли все… На горизонте появилось яркое свечение оранжевого цвета. "Я абсолютно не представлял себе, что произошло и что нас ждет, - вспоминал Телятников. - Но когда мы приехали на станцию, я увидел развалины, охваченные вспышками огней, напоминающих бенгальские. Затем я заметил голубоватое свечение над развалинами четвертого реактора и пятна огня на окружающих зданиях. Эта тишина и мерцающие огни вызывали жуткие ощущения".Защищенный только обычными сапогами да пожарной каской, Телятников со своими товарищами противостоял самому страшному бедствию, происшедшему за всю историю эксплуатации атомных станций. Позже за беспримерное мужество и отвагу он был удостоен звания Героя Советского Союза.  ПРИЧИНА КАТАСТРОФЫ Было похоже, что циркуляционная система водоснабжения, обеспечивающая охлаждение реактора, дала сбой. В результате температура в реакторе резко поднялась. Урановые стержни начали плавиться и выделять радиоактивный пар, который вступил в реакцию с циркониевой оболочкой стержней, выделяя взрывоопасный водород.  Виды радиационных излучений: Виды излучений Природа излучения Проникающая способность Ионизирующаяспособность Гамма Электромагнитная, рентгеновская Большая, очень высокая Малозначительная, ниже, чем у альфа частиц Альфа Поток ядер атома гелия Слабая Высокая Бета Поток электронов Высокая, вышечем у альфа Значительно ниже, чем у альфа Нейтронное Поток нейтронныхчастиц Очень высокая Высокая При радиационном уровне свыше 15Ки на квадратный километр жизнь человека невозможна.Территория заповедника заражена от 15 до 1200 Ки/км2.Жизнь сюда не вернется ни через 100, ни через 500, а на отдельных участках заповедника ни через – 1000 лет Ткани Эквивалентная доза % Костная ткань 0,03 Щитовидная железа 0,03 Красный костный мозг 0,12 Легкие 0,12 Молочная железа 0,15 Яичники, семенники 0,25 Другие ткани 0,3 Организм в целом 1 Коэффициент чувствительности ткани при эквивалентной дозе облучения Последствия радиации: МутацииРаковые заболевания (щитовидной железы, лейкоз, молочной железы, легкого, желудка, кишечника)Наследственные нарушенияСтерильность яичников у женщин,Слабоумие Генетические последствия радиации Чтобы не был опасен Чернобыль … Главные задачи:Создать надежную защиту над четвертым энергоблоком;Поддерживать в порядке старые могильники;Создать новые временные кладбища техники;Продолжить дезактивацию и «отмывание» территории и всех объектов от радиации 11 марта 2011 года в результате сильнейшего в истории Японии землетрясения и последовавшего за ним цунами, произошла крупная радиационная авария на АЭС «Фукусима-1» Общий объём выбросов радионуклидов составил 20 % от выбросов после Чернобыльской аварии. Население 30-километровой зоны вокруг АЭС было эвакуировано. Площадь заражённых земель, подлежащих дезактивации, составляет 3 % территории Японии.Радиоактивные вещества были обнаружены в питьевой воде и продуктах питания не только в самой префектуре Фукусима, но и в других районах страны. ПОСЛЕДСТВИЯ 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. Среди них: Криптон-85. сейчас количество криптона-85 в атмосфере в миллионы раз выше, чем до начала атомной эры. Этот газ в атмосфере ведет себя как тепличный газ.Тритий или радиоактивный водород. Загрязнение грунтовых вод происходит практически вокруг всех АЭС. Углерод-14. Плутоний. На Земле было не более 50 кг этого сверх токсичного элемента до начала его производства человеком в 1941 году. С техникой XXI века нужно быть на Вы. Проблемы нравственности и ответственности перед Людьми, Миром, и Жизнью за научно- технические творения и связанные с ними решения приобретают для деятелей науки и техники, руководителей всех рангов этих отраслей и государства первостепенное значение. Ныне, каждый должен отчетливо понимать опасность, которая исходит от техники при бездумном, неграмотном или безнравственном отношении с нею. Альтернативные источники энергииЭкологически чистые электростанции ВЕТРЯНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА - отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств для преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию. Одна из крупнейших ветровых станций России — Зеленоградская ВЭУ, расположенная в районе посёлка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Её суммарная мощность составляет 5,1 МВт. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ - теплоэлектростанция, преобразующая внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электрическую энергию. В России 1-я геотермальная электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт пущена в 1966 на Камчатке; к 1980 ее мощность доведена до 11 МВт. Геотермальные электростанции имеются в США, Новой Зеландии, Италии, Исландии, Японии. СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ, для выработки электроэнергии использует энергию солнечной радиации. Различают термодинамические солнечные электростанции и фотоэлектрические станции. Непосредственно преобразующие солнечную энергию в электрическую Электрическая мощность действующих (1995) термодинамических солнечных электростанций св. 30 МВт, фотоэлектрических станций — св. 10 МВт.Что касается остальной территории России, то самой мощной солнечной электростанцией здесь является Кош-Агачская СЭС(на фото), расположенная в селе Теленгит-Сортогойское Кош-Агачского района Республики Алтай, которая была введена в эксплуатацию 6 ноября 2014 года. Она состоит из 20880 солнечных фотоэлектрических модулей общей мощностью 5 МВт. ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ПРИЛИВНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (ПЭС), преобразует энергию морских приливов в электрическую. Действующие ПЭС — в эстуарии р. Ранс во Франции, в губе Кислой на Баренцевом м. в Российской Федерации, близ Шанхая в Китае и др. Ребята – за вами будущее! Бережно относитесь к природе, используя её ресурсы!Будьте бдительны, ответственны, берегите себя и всех людей, берегите нашу планету Земля!!!