• bullet
  • Rejestracja
  • bullet
Artykuy: Niemilita...

Nawigacja

Niemilitarne wykorzystanie energii jądrowej



Niemilitarne wykorzystanie energii jądrowej




Energia jądrowa jest to energia uzyskiwana z rozszczepienia bardzo ciężkich jąder (uran, pluton, tor) lub z syntezy lekkich pierwiastkw (hel, lit). W obu przypadkach uwalniana jest energia wiązania jądrowego, ktra ma największą wartość dla jąder o średnich masach (np. przy rozszczepieniu 1 g uranu uzyskuje się tyle energii, co przy spaleniu ponad 2 t węgla). Energię jądrową można uzyskiwać w sposb kontrolowany (dotychczas tylko energia z rozszczepienia - w reaktorach jądrowych) lub niekontrolowany (broń jądrowa, zarwno rozszczepieniowa, jak i termojądrowa). Prace umożliwiające wyzwolenie energii jądrowej zapoczątkował w 1934r. E. Fermi doświadczeniami nad bombardowaniem uranu spowolnionymi neutronami. 2 grudnia 1942r. przeprowadził pierwszą kontrolowaną reakcję jądrową.



Od czasu wynalezienia bomby atomowej w 1945 r. eksperci pokładają wielkie nadzieje w wykorzystaniu energii jądrowej do wytwarzania energii. Dotychczas energia elektryczna z elektrowni jądrowych pozwoliła zaoszczędzić miliardy ton węgla kamiennego i brunatnego, a także biliardy m3 gazu ziemnego. O szkodliwościach emisji rozprzestrzeniających się z elektrowni węglowych wie każdy, toteż łatwo sobie wyobrazić, w jakim stopniu, dzięki elektrowniom jądrowym, zostało zmniejszone zanieczyszczenie środowiska. Np. elektrownia w Strathclyde wyposażona jest w reaktor grafitowy i jego unowocześnioną odmianę, w obu chłodziwem jest CO2, w reaktorze Magnox wymiennik ciepła i wytwornica pary znajdują się na zewnątrz komory, a chłodziwo jest doprowadzane do nich systemem rur. W reaktorze chłodzonym gazem woda zamienia się w parę przechodząc przez wężownicę umieszczoną wewnątrz komory reaktora.



Większość nowoczesnych reaktorw to reaktory termiczne, czyli wykorzystujące neutrony termiczne do rozszczepiania jąder atomw paliwa jądrowego. W reaktorach tych trzeba stosować moderatory. Obecnie stosuje się trzy ich rodzaje: grafit, wodę oraz wodę ciężką. Te ostatnie charakteryzują się najmniejszymi stratami neutronw. Niekiedy stosuje się paliwo jądrowe w postaci uranu metalicznego w specjalnych koszulkach ze stopu magnezowego. Jednak zwykle paliwem jest granulowany tlenek uranu zamknięty w długich metalowych rurach – prętach paliwowych. Obecnie wszystkie pracujące reaktory wykorzystują do produkcji energii zjawisko rozszczepiania jąder ciężkich atomw. Lecz istnieje inny sposb otrzymywania jeszcze większej energii, jest nim synteza jądrowa. Polega ona na łączeniu się dwch jąder lekkich atomw w jedno jądro atomu cięższego oraz wolną cząstkę elementarną. Energia wydziela się wskutek rżnicy mas pomiędzy substratami i produktami reakcji. Światowe zasoby deuteru są ogromne (oceany), zaś tryt jest łatwy do wyprodukowania. Reakcja nie wytwarza też odpadw promieniotwrczych. Problem polega na tym, że do jej przeprowadzenia potrzebne jest podgrzanie substratw do co najmniej 40 mln stopni Celsjusza. Zapoczątkowanie reakcji deuteru wymaga temperatury 350 mln stopni Celsjusza. W tych temperaturach materia staje się plazmą. Poza tym jądra muszą znaleźć się odpowiednio blisko siebie, potrzebna jest więc ogromna gęstość plazmy. Co więcej, warunki te muszą trwać odpowiednio długo, czyli dziesiątą część sekundy. W laboratoriach pracuje się nad kontrolowaną reakcją termojądrową, stosując szereg pomysłowych technologii. Reakcja syntezy zachodzi, jednak wciąż wydatkuje się więcej energii dla jej przeprowadzenia, niż uzyskuje się w jej wyniku. Dlatego elektrownie termojądrowe pojawią się prawdopodobnie nieprędko.



Energia jądrowa jest wyzwalana w reaktorze jądrowym, głwnie w postaci ciepła i wykorzystywana albo bezpośrednio do ogrzewania albo przetwarzana na energię mechaniczną lub elektryczną, jak np. na statkach i okrętach z napędem jądrowym. Jednym z takich statkw jest lotniskowiec USS Nimitz o napędzie atomowym, gdzie paliwo w reaktorze wymienia się co 13 lat. Energią jądrową jest napędzana sonda Galileo wystrzelona w 1989 roku celem zbadania Jowisza, a dokładniej atmosfery jego satelitw oraz magnetosfery planety.



Jedynie kilka izotopw pierwiastkw można wykorzystać jako paliwo jądrowe. Jądro musi być duże i cięzkieIstnieją także zakłady przetwarzania wypalonego paliwa jądrowego. Przeprowadza się w nich chemiczne zabiegi dążące do wydzielenia plutonu. Pręty paliwowe są cięte a następnie rozpuszczane w kwasie azotowym. Po rozpuszczeniu nastepuje ekstrakcja plutonu, ktry może służyć jako materiał rozszczepialny do produkcji ładunkw nuklearnych lub jako paliwo do pewnych typw reaktorw. (Proces odzyskiwania plutonu z wypalonego paliwa znany jest pod nazwą mokrej metody PUREX). Pozostałe po nim materiały radioaktywne wykazują bardzo wysoką promieniotwrczość i są kierowane do składowisk materiałw radioaktywnych. W Europie znajdują się dwa z największych na świecie zakładw przerbki paliwa - w Sellafield (Wielka Brytania) i La Hague (Francja). Przyjmują one wypalone paliwo od wielu krajw europejskich, USA, Japonii. Uszkodzenie ktregoś z wyżej wymienionych zakładw w czasie aktu sabotażu wewnętrznego lub poprzez upadek samolotu może doprowadzić do uwolnienia znacznych ilości materiałw radioaktywnych. Stany Zjednoczone i Rosja dysponują własnymi zakładami przerobu paliwa.



Innym wykorzystaniem reakcji jądrowych jest utrwalanie żywności. Metoda ta polega na poddaniu żywności oddziaływaniu silnego strumienia kwantw promieniowania g, zwykle pochodzących z rozpadu promieniotwrczego kobaltu 60Co. Silny strumień promieniowania unieszkodliwia drobnoustroje chorobotwrcze, mogące być przyczyną zatruć pokarmowych. Napromieniowanie silnym strumieniem promieniowania g zapobiega rwnież niekorzystnym, z punktu widzenia przydatności do konsumpcji zmianom, jakie zachodzą w żywności od chwili jej wyprodukowania. Wyniki badań prowadzonych od wielu dziesiątkw lat świadczą o tym, że żywność utrwala radiacyjnie nie jest promieniotwrcza, nie jest toksyczna ani rakotwrcza, a więc można ją bezpiecznie spożywać. Napromieniowanie żywności nie zmienia też wartości odżywczej jej składnikw. Obecnie wiele krajw posiada tego typu urządzenia, pozwalające utrwalać radiacyjnie żywność na skalę przemysłową. Wśrd tych państw jest rwnież Polska, ktra posiada stację utrwalania żywności we Włochach k/Warszawy. Napromieniowanie na pewno nie zastąpi innych metod utrwalania żywności. Może jednak odegrać niesłychanie ważną rolę w gospodarce żywnościowej świata, a w szczeglności poprzez zmniejszenie strat żywności może przyczynić się do likwidacji głodu w krajach Trzeciego Świata.



W wyniku reakcji jądrowych otrzymuje się izotopy, mające liczne zastosowania: głwnie w technice, medycynie, biologii, fizyce. Są wykorzystywane m. in. do zwalczania nowotworw, wykrywania wad materiałw, pomiarw grubości. Jako wskaźniki izotopowe wykorzystywane są w biologii do śledzenia przemian materii, w geofizyce do badania wędrwki wody w przyrodzie. Izotopowe datowanie pozwala natomiast, określić wiek szczątkw organizmw żywych, materiałw, np. znalezisk archeologicznych. Dobrze by było, by wykorzystywanie energii jądrowej sprzyjało rozwojowi badań naukowych służących człowiekowi, poznawaniu jego przeszłości i budowaniu lepszej przyszłości.






Przykadowe prace

Polska Piastw społeczeństwo i gospodarka od Mieszka I do Kazimierza Wielkiego.

Polska Piastw społeczeństwo i gospodarka od Mieszka I do Kazimierza Wielkiego. Polska Piastw społeczeństwo i gospodarka od Mieszka I do Kazimierza Wielkiego. Dynastia Piastw panowała na ziemiach polskich od najdawniejszych czasw, kiedy to jeszcze Polska nie tworzyła zwartej struktury pa ...

Jacek Soplica - nowy typ bohatera.

Jacek Soplica - nowy typ bohatera. Głwnym przedstawicielem patriotyzmu jest w Panu Tadeuszu - Jacek Soplica. ? jest to bohater jakiego nie spotykaliśmy dotychczas w poznanych utworach romantycznych ? znamienną cechą tej postaci jest dynamiczność jej charakteru i osobowości ? pozna...

Wspłczesne osiągnięcia techniki poszerzając możliwości człowieka, są dla niego rwnież źrdłem wielu zagrożeń.

Wspłczesne osiągnięcia techniki poszerzając możliwości człowieka, są dla niego rwnież źrdłem wielu zagrożeń. Wspłczesne osiągnięcia techniki moim zdaniem poszerzają możliwości człowieka i są dla niego wielkim ułatwie...

Tatry-fauna i flora

Tatry-fauna i flora Fauna i flora Klimat, gleby, roślinność i świat zwierzęcy Tatr wykazują zrżnicowanie piętrowe. Piętro leśne (dzielące się na podłożu osadowym na regiel dolny i grny) sięga do ok. 1550 m n.p.m., piętro kosodrzewiny do ok. 1850...

Rola Kościoła w dziejach średniowiecznej Europy.

Rola Kościoła w dziejach średniowiecznej Europy. Kościł na przestrzeni wiekw odegrał wyjątkowo istotną rolę w historii świata. Jego rola w dziejach średniowiecznej Europy rwnież jest znacząca. Często jego ogromny wpływ w kształtowanie się w...

Barok - architektura i sztuka.

Barok - architektura i sztuka. Spośrd wielkich stylw kolejno występujących w Europie to znaczy stylu romańskiego, gotyku, renesansu i baroku, właśnie Barok jest najżywszy. Jest to jeden z nielicznych stylw, ktry w szybkim czasie opanował Europę i dotarł nawet do Ameryki. Baro...

Walory turystyczne miasta Częstochowy

Walory turystyczne miasta Częstochowy Praca traktujaca o walorach turystycznych miasta Czestochowa. napisana w 2003 roku i oddana jako praca zaliczeniowa z przedmiotu Gospodarowanie walorami turystycznymi u mgr. Stroby w Wyzszej Szkole Hotelarstwa i Turystyki w Czestochowie. praca oceniona na 5. Ponad czterysta la...

Rola Kościoła w średniowieczu

Rola Kościoła w średniowieczu Średniowiecze to mniej więcej okres od IV w. n.e., czyli od upadku Zachodniego Cesarstwa Rzymskiego do roku 1454, czyli aż do upadku Wschodniego Cesarstwa Rzymskiego ( Bizantyjskiego ). Inni historycy uważają, że koniec Średniowiecza to rok 1492, czy...

Zobacz wszystkie

Nawigacja

Tagi

studia szkoa streszczenie notatka ciga referat wypracowanie biografia opis praca dyplomowa opracowania test liceum matura ksika

Prawa

Do g?ry