Презентация "Применение ядерной энергетики" по физике – проект, доклад

ПРИМЕНЕНИЕ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ

Учащиеся 9 класса: Смолич В. Максимова Н. Учитель: Донская Л.Н.

5klass.net

Развитие ядерной энергетики

АЭС г.Обнинск в 1954 году Нововоронежская, Ленинградская, Курская, Кольская, Белоярская и др. АЭС. (Мощность 500-1000 МВт) Атомные реакторы устанавливаются на подводных лодках и ледоколах

ПРЕИМУЩЕСТВА АЭС

Не потребляют дефицитного органического топлива Не загружают перевозками железнодорожный транспорт Не потребляют атмосферный кислород Не засоряют среду золой и продуктами сгорания В нормальном режиме эксплуатации биосфера надежно защищена от радиационного воздействия.

Потенциальная угроза

В реакторах на тепловых медленных нейтронах уран используется лишь на 1-2% В реакторах на быстрых нейтронах полностью используется уран и обеспечивается воспроизводство нового ядерного горючего в виде плутония Проблемы с захоронением радиоактивных отходов, радиоактивное загрязнение Демонтаж отслуживших свой срок (20 лет) АЭС Риск разрушения активной зоны реактора из-за ошибок персонала и просчетов в конструкции реактора

ЯДЕРНОЕ ОРУЖИЕ Неуправляемая ядерная реакция с большим коэффициентом размножения нейтронов в атомной бомбе

Реакция на быстрых нейтронах с мгновенным выделением энергии (без замедлителя) U или Pu Размеры делящегося вещества превышают критические (быстрое соединение двух кусков делящегося вещества, либо резкое сжатие) То и другое осуществляется с помощью обычных взрывчатых веществ При взрыве атомной бомбы температура достигает десятков миллионов кельвин. Резко повышается давление и образуется мощная взрывная волна

Одновременно возникает мощное излучение Продукты цепной реакции при взрыве атомной бомбы сильно радиоактивны и опасны для жизни живых организмов (Применили США в 1945 году против Японии, Хиросима и Нагасаки) В термоядерной (водородной) бомбе для реакции синтеза используется взрыв атомной бомбы, помещенной внутри термоядерной, он повышает температуру и сильно сжимает термоядерное топливо излучением С созданием ядерного оружия победа в войне стала невозможной Ядерная война способна привести человечество к гибели

ВОПРОСЫ

Какие два направления применения ядерной энергии существуют? 1. В мирных целях ядерные реакторы на АЭС, подводных лодках, ледоколах 2. В военных целях – ядерное оружие

ПОЛУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В атомной индустрии всевозрастающую ценность для человечества представляют радиоактивные изотопы

С помощью ядерных реакций в атомных реакторах и на ускорителях элементарных частиц получены радиоактивные изотопы всех химических элементов, не существующие в природе Меченые атомы (они по химическим свойствам не отличаются от нерадиоактивных, но легко обнаруживаются по их излучению) в биологии, физиологии, медицине для исследования обмена веществ в организмах, кровообращения, постановки диагноза, для терапевтических целей Источники гамма-лучей в науке, медицине и технике (кобальтовая пушка)

В промышленности как способ контроля износа деталей (поршневых колец) ДВС Контроль процессов диффузии металлов в доменных печах Исследование внутренней структуры металлических отливок, деталей с целью обнаружения в них дефектов

В сельском хозяйстве облучение семян небольшими дозами гамма-лучей, приводит к заметному повышению урожайности Исследование усвоения удобрений Большие дозы вызывают мутации у растений и живых организмов, появление мутантов с новыми ценными свойствами, высокая продуктивность Получение высоко продуктивных микроорганизмов для производства антибиотиков Для борьбы с вредными насекомыми Для консервации продуктов

В археологии для определения возраста древних предметов органического происхождения (дерева, угля, тканей и т.д.) После гибели растения или животного пополнение его радиоактивным углеродом прекращается. Имеющееся количество убывает за счет радиоактивности. По процентному содержанию радиоактивного углерода можно определить возраст археологических находок.

Что такое радиоактивные изотопы и как их используют? Ядра атомов, имеющие одинаковое количество протонов (заряд), но отличающиеся количеством нейтронов (массой). Химические свойства их не отличаются, а радиоактивность является своеобразной меткой. Метод меченных атомов.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Радиоактивное излучение, даже слабое, нарушает жизнедеятельность клеток, вызывает лучевую болезнь При большой интенсивности живые организмы погибают В первую очередь излучение поражает костный мозг, из-за чего нарушается процесс образования крови Далее наступает поражение клеток пищеварительного тракта и других органов Сильное влияние облучение влияет на наследственность, поражая гены в хромосомах Облучение живых организмов может оказывать и определенную пользу. Облучение раковых опухолей гамма-лучами радиоактивных препаратов, которые для этих целей более эффективны, чем рентгеновские

Доза излучения

Поглощенная доза излучения –отношение поглощенной энергии Е ионизирующего излучения к массе m облучаемого вещества E 1Дж D = 1Гр= m 1кг Измеряется в грэях (Гр). 1Гр равен поглощенной дозе излучения, при которой облученному веществу массой 1 кг. Передается энергия 1Дж Предельно допустимая доза в год 0,05 Гр - (5 Р) Доза излучения 3 – 10 Гр за короткое время, смертельна

Рентген

Р - мера ионизирующей способности рентгеновского и гамма-излучения Число образующихся ионов связано с поглощаемой веществом энергией 1Р ≈ 0,01 Гр Характер воздействия излучения зависит не только от дозы поглощенного излучения, но и от его вида Коэффициент качества – k - рентгеновское и гамма излучение k = 1 - альфа-излучение k = 20 (самое опасное)

ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ДОЗА ПОГЛОЩЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Произведение дозы поглощенного излучения на коэффициент качества: H = D k Единица эквивалентной дозы ЗИВЕРТ 1 Зв – эквивалентная доза, при которой поглощенного гамма-излучения равна 1Гр Максимальная доза, после которой происходит поражение организма 0,5 Зв За счет естественного радиоактивного фона (космические лучи и радиоактивные изотопы в земной коре) – 2 мЗв в год

Защита организмов от излучения

Удаление персонала от источника излучения на достаточно большое расстояние Ампулы с радиоактивными препаратами не следует брать в руки. Надо пользоваться специальными щипцами с длинной ручкой Используют преграды из поглощающих материалов: - свинец для гамма-лучей и нейтронов - бор и кадмий для медленных нейтронов - графит для быстрых нейтронов Все люди должны иметь представление об этой опасности и мерах защиты от нее

Что такое доза излучения? (D=Е/m) Чему (в рентгенах) равен естественный фон радиации? (0,2 Р) Чему (в рентгенах) равна предельно допустимая за год доза излучения для лиц, работающих с радиоактивными препаратами? (5 Р)