В данной статье хотелось бы осветить тему атомной энергетики, которая является революционным методом выделения энергии из ядер атомов.
НАУКА - КЛЮЧ К ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ПРОГРЕССУ
Наше общество, как вид Homo Sapience, существует уже около двухсот тысяч лет, но только 300 лет назад появились первые паровые машины, а электричество и подавно, спустя ещё две сотни.
С помощью исторических исследований мы можем пронаблюдать всю историю становления современного человека, науки, философии и других областей наук. Ведь их развитие следует параллельно с развитием человека как существа, способного изучать и в итоге подчинять законы природы и науки в своих интересах.
"Научно-технический прогресс — это непрерывный процесс совершенствования орудий и предметов труда, технологии, организации производства и труда на базе достижений науки"
Выделяют два пути развития данных процессов — эволюционный и революционный (полагаю здесь понятно в чём разница), каждый из которых имеет свои закономерности.
Так вот, возвращаемся к главному. Развитие науки ставит перед нами вызов к развитию революционных технологических и технических прогрессов. Ядерная физика является одной из актуальнейших областей...
"АТОМ - САМОЕ МАЛОЕ?"
Физики 20-го века активно углублялись в изучение строения веществ, физических макро и микро систем.
В нашем, современном понимании, любое тело представляет из себя множество молекул, в которых содержатся те самые атомы, атомы состоят из элементарных частиц (протон, нейтрон, электрон), а уже они состоят из кварков. Современная наука пока что не "думает", что есть что-то более маленькое, чем кварк.
В 20 веке картина строения материи была открыта далеко не полностью.
Современное понятие якобы неделимого "атома" ввёл Эрнест Резерфорд только в 1911 году.
Эрнеста Резерфорда заслуженно называют отцом ядерной физики и одним из величайших физиков-экспериментаторов двадцатого столетия. Он первым понял, как устроен атом, первым идентифицировал протон как самостоятельную элементарную частицу (и дал ему имя) и первым же осуществил искусственную ядерную реакцию, превратившую азот в кислород.
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИ
«Если вы преуспеете в использовании открытий ядерной физики на благо мира, это распахнёт дверь в новый земной рай» (Альберт Эйнштейн).
Видимо Альберт Эйнштейн был прав. На 2025-й год на нашей Родине построено и введено в эксплуатацию 36 реакторов, которые занимают 20-25% всей выработки энергии в стране. Данные объекты представляют из себя смесь науки и уникальных инженерных решений. Пример: ПАТЭС "Академик Ломоносов"
«Академик Ломоносов» — первая в мире плавучая атомная теплоэлектростанция. Предназначена для обеспечения дальних районов России электроэнергией, теплом и пресной водой.
Заинтересовал? Тогда идём дальше...
Конечно не забываем про рядовые АЭС (атомные электростанции). Без них на данный момент сложно представить электрификацию в отдельных областях России.
Как ни странно станции используют атомы чтобы получать чистую тепловую энергию. Обычно используются материалы группы актиноидов, и то, далеко не все, а в самих АЭС топливом является только один элемент - уран.
Забыл напомнить, энергия деления одного грамма урана - 235 равняется 3 тоннам сожжённого угля или 2,5 тоннам нефти
Кстати вопрос оптимизации расхода ядерного топлива также решён. Создан замкнутый топливный цикл, которые позволяет использовать одни и те же ресурсы множество раз повторно.
ИНДУЦИРОВАННОЕ ДЕЛЕНИЕ ЯДЕР УРАНА-238
В природном уране содержится два изотопа: U-235 и U - 238. По физическим свойствам только 235-й уран способен к индуцированному делению (т.е. к принудительному). Но в природе данного изотопа крайне мало (около 0.7% от общей массы урана), поэтому топливную смесь обогащают.
Данный процесс происходит в центрифугах, где уран переводят в газообразное состояние - гексафторид (UF6).
Предел обогащения определяется порядком 80% содержания изотопа - 235. На самих АЭС используется обогащение от 15 до 25 % для контроля реактивности топлива во избежание аварий.
238-й изотоп обычно не делится в обычных реакторах, но является топливом для других реакторов (об этом в следующей статье).
АЭС - ЗАВОД ПО ПРОИЗВОСТВУ ЭНЕРГИИ
Простым языком атомная электростанция представляет из себя большой кипятильник с водой. Суть заключается в расщеплении ядер уранового топлива и выделяемой при этом энергии, которая передаётся воде. Уже вода, превращённая в пар, совершает полезную работу.
"От атомной энергетики столько проблем и аварий, зачем они нам нужны тогда!?" - фраза многих людей старшего поколения, неготовые принять реальность.
АЭС сами по себе никак не вредят окружающей среде, если соблюдаются все уровни защиты. Ни выбросов диосида углерода (CO2), ни радиационного заражения, НИ-ЧЕ-ГО , только чистая энергия от распада атома и работа водяного пара в турбине.
Атомная энергетика — это надежное и перспективное решение для устойчивого будущего человечества.
Будущее за атомной энергетикой, и вот несколько ключевых причин, почему это так.
Атомные станции производят огромные объемы электроэнергии с минимальными уровнями выбросов углерода, что делает их незаменимыми в борьбе с изменением климата.
Ядерные технологии обеспечивают стабильное и предсказуемое энергоснабжение, что особенно важно в условиях нарастающей зависимости от возобновляемых источников, подверженных колебаниям.
Благодарю за прочтение!