Ưu nhược điểm của năng lượng hạt nhân. Triển vọng phát triển năng lượng hạt nhân. Ưu và nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân là gì

1. CTPT. Trạm năng lượng nhiệt (điện). Chúng dựa trên quá trình xử lý (đốt cháy) các chất vận chuyển nhiên liệu rắn, chẳng hạn như than đá.

1. Lượng điện năng phát ra lớn.

2. Dễ dàng nhất để hoạt động.

3. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của chúng rất đơn giản.

4. Giá rẻ, sẵn có.

5. Giao việc.

1. Chúng cung cấp ít điện hơn các nhà máy thủy điện và nhà máy điện hạt nhân

2. Môi trường nguy hiểm - ô nhiễm môi trường, hiệu ứng nhà kính, đòi hỏi tiêu thụ tài nguyên không thể tái tạo (như than đá).

3. Do tính nguyên thủy của họ, họ chỉ đơn giản là lỗi thời.

HPS - Trạm điện thủy. Căn cứ vào việc sử dụng tài nguyên nước, sông ngòi, chu kỳ thủy triều.

1. Tương đối thân thiện với môi trường.

2. Chúng cho lượng điện năng gấp nhiều lần so với các nhà máy nhiệt điện.

3. Có thể cung cấp thêm cấu trúc sản xuất phụ.

4. Việc làm.

5. Dễ vận hành hơn các nhà máy điện hạt nhân. .

1. Một lần nữa, an toàn môi trường là tương đối (nổ đập, ô nhiễm nguồn nước do không có chu trình thanh lọc, mất cân bằng).

2. Chi phí xây dựng cao.

3. Chúng cung cấp ít năng lượng hơn các nhà máy điện hạt nhân.

NPP - Nhà máy điện hạt nhân. ES hoàn hảo nhất ở thời điểm hiện tại về sức mạnh. Người ta sử dụng các thanh uranium của đồng vị uranium -278 và năng lượng của một phản ứng nguyên tử.

1. Tiêu thụ tài nguyên tương đối thấp. Quan trọng nhất là uranium.

2. Các nhà máy phát điện mạnh nhất. Một ES có thể cung cấp cho toàn bộ các thành phố và khu vực đô thị, các khu vực lân cận, nói chung, bao gồm các vùng lãnh thổ rộng lớn.

3. Hiện đại hơn nhà máy nhiệt điện.

4. Đưa ra một số lượng lớn các công việc.

5. Mở đường cho việc tạo ra ES nâng cao hơn.

1. Ô nhiễm môi trường triền miên. Khói, bức xạ.

2. Tiêu thụ tài nguyên quý hiếm - uranium.

3. Sử dụng nước, ô nhiễm của nó.

4. Mối đe dọa có thể xảy ra của siêu thảm họa sinh thái. Trường hợp mất kiểm soát phản ứng hạt nhân, vi phạm chu trình làm lạnh (ví dụ rõ ràng nhất của cả hai sai lầm là Chernobyl; nhà máy điện hạt nhân vẫn đóng cửa bằng quan tài, thảm họa môi trường tồi tệ nhất trong lịch sử loài người), tác động bên ngoài (động đất, ví dụ - Fukushima), cuộc tấn công quân sự hoặc phá hoại bởi những kẻ khủng bố - một thảm họa môi trường rất có thể xảy ra (hoặc - gần một trăm phần trăm), và nguy cơ nổ nhà máy điện hạt nhân cũng rất có thể xảy ra, - đây là một vụ nổ, một làn sóng xung kích, và quan trọng nhất, ô nhiễm phóng xạ của một vùng lãnh thổ rộng lớn, dư âm của một thảm họa như vậy có thể ảnh hưởng đến toàn thế giới. Vì vậy, nhà máy điện hạt nhân cùng với WMD (Vũ khí hủy diệt hàng loạt) là một trong những thành tựu nguy hiểm nhất của nhân loại, mặc dù nhà máy điện hạt nhân là một nguyên tử hòa bình. Lần đầu tiên, một nhà máy điện hạt nhân được tạo ra ở Liên Xô.

Năng lượng cần được phát triển không chỉ theo hướng sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo mà còn phát triển các loại ES tiên tiến hơn, về cơ bản sẽ mới về cơ sở và loại hình công việc của chúng. Theo giả thuyết, việc khám phá không gian sẽ sớm bắt đầu, cũng như việc thâm nhập vào những bí mật khác của thế giới vi mô và nói chung, vật lý có thể cho những kết quả đáng kinh ngạc. Đưa các nhà máy điện hạt nhân đến mức hoàn thiện tối đa cũng là một hướng đi đầy hứa hẹn cho sự phát triển của ngành năng lượng.

Tất nhiên, ở giai đoạn này, phương án khả thi và có thể xảy ra nhất là phát triển tuabin gió, tấm pin mặt trời và MANG LẠI HPP và NPP đến mức hoàn thiện tối đa.

Lợi thế của năng lượng hạt nhân so với các dạng sản xuất năng lượng khác là rõ ràng. Công suất cao và tổng chi phí năng lượng thấp đã mở ra triển vọng lớn cho việc phát triển năng lượng hạt nhân và xây dựng các nhà máy điện hạt nhân. Ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, lợi thế của năng lượng hạt nhân vẫn được tính đến ngay cả ngày nay - ngày càng có nhiều đơn vị điện được xây dựng và các hợp đồng đang được ký kết để xây dựng các nhà máy điện hạt nhân trong tương lai.

Một trong những lợi thế chính của năng lượng hạt nhân là khả năng sinh lời của nó. Nó bao gồm nhiều yếu tố, và quan trọng nhất trong số đó là sự phụ thuộc thấp vào việc vận chuyển nhiên liệu. Hãy so sánh một CHPP có công suất 1 triệu kW và một khối NPP có công suất bằng nhau. Các CHPP yêu cầu từ 2 đến 5 triệu tấn nhiên liệu mỗi năm, chi phí vận chuyển có thể lên tới 50% chi phí năng lượng nhận được và khoảng 30 tấn uranium sẽ cần được chuyển đến các nhà máy điện hạt nhân, điều này thực tế không ảnh hưởng đến giá cuối cùng của năng lượng.

Ngoài ra, trong những ưu điểm của năng lượng hạt nhân, người ta có thể viết một cách an toàn rằng việc sử dụng nhiên liệu hạt nhân không kèm theo quá trình đốt cháy và phát thải các chất độc hại và khí nhà kính vào bầu khí quyển, có nghĩa là việc xây dựng các cơ sở đắt tiền. để làm sạch khí thải vào khí quyển sẽ không được yêu cầu. Một phần tư tổng lượng khí thải độc hại vào bầu khí quyển là do các nhà máy nhiệt điện gây ra, điều này có tác động rất tiêu cực đến tình hình sinh thái của các thành phố nằm gần chúng, và tình trạng của bầu khí quyển nói chung. Các thành phố nằm gần các nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động ở chế độ bình thường hoàn toàn cảm nhận được lợi thế của năng lượng hạt nhân và được coi là một trong những thành phố thân thiện với môi trường nhất trong tất cả các quốc gia trên thế giới. Họ liên tục theo dõi trạng thái phóng xạ của trái đất, nước và không khí, cũng như phân tích hệ thực vật và động vật - việc giám sát liên tục như vậy cho phép bạn thực sự đánh giá ưu và nhược điểm của năng lượng hạt nhân và tác động của nó đối với sinh thái của khu vực. Điều đáng chú ý là trong thời gian quan sát tại các khu vực đặt nhà máy điện hạt nhân, chưa bao giờ ghi nhận được các sai lệch của phông phóng xạ so với bình thường, trừ trường hợp đó là trường hợp khẩn cấp.

Những lợi thế của năng lượng hạt nhân không kết thúc ở đó. Trong điều kiện sắp xảy ra tình trạng đói năng lượng và cạn kiệt nguồn dự trữ nhiên liệu carbon, câu hỏi đương nhiên đặt ra về nguồn dự trữ nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Câu trả lời cho câu hỏi này là rất lạc quan: trữ lượng uranium và các nguyên tố phóng xạ khác đã được khám phá trong vỏ trái đất lên tới vài triệu tấn, và với mức tiêu thụ hiện tại, chúng có thể được coi là vô tận.

Nhưng lợi thế của năng lượng hạt nhân không chỉ mở rộng đến các nhà máy điện hạt nhân. Năng lượng của nguyên tử ngày nay được sử dụng cho các mục đích khác, ngoài việc cung cấp năng lượng điện cho dân cư và công nghiệp. Do đó, người ta không thể đánh giá quá cao lợi thế của năng lượng hạt nhân đối với hạm đội tàu ngầm và tàu phá băng hạt nhân. Việc sử dụng động cơ hạt nhân cho phép chúng tồn tại tự chủ trong thời gian dài, di chuyển đến mọi khoảng cách và tàu ngầm có thể ở dưới nước trong nhiều tháng. Ngày nay, thế giới đang phát triển các nhà máy điện hạt nhân ngầm và nổi, động cơ hạt nhân cho tàu vũ trụ.

Khi tính đến những lợi thế của năng lượng hạt nhân, chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng trong tương lai nhân loại sẽ tiếp tục sử dụng các khả năng của năng lượng hạt nhân, mà nếu được xử lý cẩn thận, nó sẽ ít gây ô nhiễm môi trường hơn và thực tế không làm xáo trộn cân bằng sinh thái trên hành tinh của chúng ta. Nhưng lợi thế của năng lượng hạt nhân đã bị phai mờ đáng kể trong mắt cộng đồng thế giới sau hai vụ tai nạn nghiêm trọng: tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986 và tại nhà máy điện hạt nhân Fukushima-1 năm 2011. Quy mô của những sự cố này đến mức hậu quả của chúng có thể bao hàm gần như tất cả những ưu điểm của năng lượng hạt nhân mà nhân loại đã biết. Thảm kịch ở Nhật Bản đối với một số quốc gia là động lực cho việc sửa đổi chiến lược năng lượng và chuyển trọng tâm sang việc sử dụng các nguồn năng lượng thay thế.

Ưu nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân "Hãy để nguyên tử là một công nhân, không phải một người lính." Ưu nhược điểm
nhà máy điện hạt nhân
“Hãy để nguyên tử hoạt động, và
không phải là một người lính. "

Thiết bị NPP

Nhà máy điện hạt nhân (NPP) - một cơ sở lắp đặt hạt nhân để sản xuất năng lượng

Nhà máy điện hạt nhân (NPP) lắp đặt hạt nhân cho
sản xuất năng lượng

Công nghiệp đầu tiên trên thế giới
nhà máy điện - Obninsk (Liên Xô) 1954
Công suất 5 MW

Năng lượng hạt nhân là một trong những
những cách đầy hứa hẹn để thỏa mãn năng lượng
đói của nhân loại trong điều kiện năng lượng
các vấn đề liên quan đến việc sử dụng
nhiên liệu hoá thạch.

Ưu nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân

Ưu nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân là gì?
Nhiều hơn những gì?

Ưu điểm của nhà máy điện hạt nhân

1. Tiêu thụ ít nhiên liệu:
2. Thân thiện với môi trường hơn các nhà máy nhiệt điện
và các nhà máy thủy điện (chạy bằng dầu đốt,
than bùn và các nhiên liệu khác.): bởi vì nhà máy hạt nhân
chạy bằng uranium và một phần chạy bằng khí đốt.
3. Bạn có thể xây dựng ở bất cứ đâu.
4. Không bị ảnh hưởng bởi tùy chọn
nguồn năng lượng:

Để tạo ra một triệu kilowatt giờ
điện yêu cầu vài trăm
gam uranium, thay vì than đá.

Toa xe vận chuyển nhiên liệu hạt nhân

Chi phí cho
vận chuyển hạt nhân
nhiên liệu, trái ngược với
từ truyền thống
tầm thường. Ở Nga
điều này đặc biệt quan trọng
ở châu âu
các bộ phận, bởi vì
giao than
từ Siberia nữa
đường bộ.
Toa xe vận chuyển nhiên liệu hạt nhân

10. Một lợi thế rất lớn của nhà máy điện hạt nhân là tương đối sạch về môi trường.

Tại TPP, tổng lượng phát thải độc hại hàng năm
chất trên 1000 MW công suất lắp đặt
xấp xỉ 13.000 đến 165.000 tấn mỗi năm.

11. Không có phát thải như vậy tại các nhà máy điện hạt nhân.

Nhà máy điện hạt nhân ở Udomlya

12.

TPP công suất 1000 MW tiêu thụ 8
triệu tấn oxy mỗi năm
oxy hóa nhiên liệu, nhà máy điện hạt nhân không tiêu thụ
oxy nói chung.

13. Những nhà máy điện hạt nhân mạnh nhất trên thế giới

Fukushima
"Chùm tia"
"Sỏi"
"Zaporozhskaya"
"Nhặt"
"Palo Verde"
"Leningradskaya"
"Trikasten"

14.

Fukushima
Sỏi
quán ba
Zaporozhye

15.

Hái lượm
Palo Verde
Ba ba
Leningradskaya

16. Nhược điểm của nhà máy điện hạt nhân

1. ô nhiễm môi trường nhiệt
Môi trường;
2. rò rỉ phóng xạ thông thường
(phóng xạ và phóng xạ);
3. vận chuyển chất phóng xạ
rác thải;
4. tai nạn lò phản ứng hạt nhân;

17.

Ngoài ra, một cụ thể lớn hơn (mỗi đơn vị
điện sản xuất) phát thải
chất phóng xạ cho than
trạm. Góc luôn chứa
chất phóng xạ tự nhiên
đốt than, chúng gần như hoàn toàn
vào môi trường bên ngoài. Trong đó
hoạt động cụ thể của phát thải TPP trong
cao hơn vài lần so với nhà máy điện hạt nhân

18. Khối lượng chất thải phóng xạ rất nhỏ, rất gọn nhẹ, có thể bảo quản trong điều kiện không để rò rỉ ra bên ngoài.

19. Bilibino NPP là nhà máy điện hạt nhân duy nhất trong vùng đóng băng vĩnh cửu.

Chi phí xây dựng nhà máy điện hạt nhân là
ở cùng cấp độ với
xây dựng một nhà máy nhiệt điện, hoặc cao hơn một chút.
Bilibino NPP là người duy nhất trong khu vực vĩnh cửu
nhà máy điện hạt nhân đóng băng vĩnh cửu.

20.

NPP tiết kiệm hơn
nhiệt thông thường
các trạm, nhưng hầu hết
quan trọng nhất, khi
sửa chúng
khai thác là
nguồn sạch
năng lượng.

21. Một nguyên tử hòa bình phải sống

Điện hạt nhân, đã trải qua những bài học khó
Chernobyl và các vụ tai nạn khác, tiếp tục
phát triển để tối đa hóa sự an toàn
và độ tin cậy! Nhà máy điện hạt nhân sản xuất
điện thân thiện với môi trường nhất
đường. Nếu mọi người có trách nhiệm và
xử lý thành thạo việc vận hành các nhà máy điện hạt nhân, sau đó
tương lai thuộc về điện hạt nhân. Mọi người không nên
sợ hãi về một nguyên tử hòa bình, bởi vì tai nạn xảy ra theo
lỗi của con người.

Năng lượng hạt nhân hầu hết gắn liền với thảm họa Chernobyl xảy ra vào năm 1986. Sau đó, cả thế giới bàng hoàng trước hậu quả của vụ nổ lò phản ứng hạt nhân, hậu quả là hàng nghìn người nhận được các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng hoặc tử vong. Hàng ngàn hecta lãnh thổ bị ô nhiễm, nơi không thể sinh sống, làm việc và trồng trọt, hay một phương thức sinh thái để thu năng lượng, sẽ là bước tiến tới một tương lai tươi sáng hơn cho hàng triệu người?

Ưu điểm của năng lượng hạt nhân

Việc xây dựng các nhà máy điện hạt nhân vẫn mang lại lợi nhuận do chi phí sản xuất năng lượng tối thiểu. Như bạn đã biết, than cần thiết cho hoạt động của các nhà máy nhiệt điện, và lượng tiêu thụ hàng ngày của nó là khoảng một triệu tấn. Ngoài chi phí than, thêm chi phí vận chuyển nhiên liệu, cũng tốn rất nhiều chi phí. Đối với các nhà máy điện hạt nhân, đây là uranium được làm giàu, do đó sẽ tiết kiệm được chi phí vận chuyển nhiên liệu và chi phí mua nó.

Cũng không thể không ghi nhận tính thân thiện với môi trường trong hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân, bởi lâu nay người ta tin rằng chính năng lượng hạt nhân sẽ chấm dứt tình trạng ô nhiễm môi trường. Các thành phố được xây dựng xung quanh các nhà máy điện hạt nhân rất thân thiện với môi trường, vì hoạt động của các lò phản ứng không kèm theo việc thải liên tục các chất độc hại vào khí quyển và việc sử dụng nhiên liệu hạt nhân không cần oxy. Kết quả là, thảm họa sinh thái của các thành phố chỉ có thể bị ảnh hưởng bởi khí thải và hoạt động của các cơ sở công nghiệp khác.

Tiết kiệm trong trường hợp này còn xảy ra do không phải xây dựng các công trình xử lý để giảm phát thải các sản phẩm cháy ra môi trường. Vấn đề ô nhiễm của các thành phố lớn ngày nay ngày càng trở nên cấp bách, vì thường mức độ ô nhiễm ở các thành phố có các nhà máy nhiệt điện được xây dựng vượt quá các chỉ tiêu quan trọng về ô nhiễm không khí với lưu huỳnh, tro bay, andehit, oxit cacbon và nitơ bằng 2–2,5 lần.

Thảm họa Chernobyl đã trở thành bài học lớn cho cộng đồng thế giới, liên quan đến việc vận hành các nhà máy điện hạt nhân ngày càng an toàn hơn qua từng năm. Trên thực tế, tại tất cả các nhà máy điện hạt nhân, các biện pháp an toàn bổ sung đã được lắp đặt, giúp giảm đáng kể khả năng xảy ra tai nạn như thảm họa Chernobyl. Lò phản ứng kiểu Chernobyl RBMK được thay thế bằng lò phản ứng thế hệ mới với độ an toàn cao hơn.

Nhược điểm của năng lượng hạt nhân

Nhược điểm chính của năng lượng hạt nhân là ký ức về việc, gần 30 năm trước, một vụ tai nạn đã xảy ra tại một lò phản ứng, một vụ nổ được coi là không thể xảy ra và thực tế là phi thực tế, đã gây ra một thảm kịch trên toàn thế giới. Nó xảy ra vì vụ tai nạn không chỉ ảnh hưởng đến Liên Xô, mà còn ảnh hưởng đến toàn thế giới - một đám mây phóng xạ từ Ukraine hiện tại đi đầu tiên về phía Belarus, sau khi Pháp, Ý, và đến Mỹ.

Thậm chí, suy nghĩ một ngày nào đó điều này có thể xảy ra một lần nữa khiến nhiều người dân và các nhà khoa học phản đối việc xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới. Nhân tiện, thảm họa Chernobyl không được coi là tai nạn duy nhất thuộc loại này, các sự kiện của vụ tai nạn ở Nhật Bản tại Nhà máy điện hạt nhân Onagawa Và Nhà máy điện hạt nhân Fukushima - 1 nơi một đám cháy bắt đầu do hậu quả của một trận động đất mạnh. Nó gây ra sự tan chảy nhiên liệu hạt nhân trong lò phản ứng của lô số 1, do đó bắt đầu xảy ra rò rỉ phóng xạ. Đây là hậu quả của việc di tản dân cư sống ở khoảng cách 10 km từ các nhà ga.

Cũng cần nhớ lại một vụ tai nạn lớn khi 4 người chết và hơn 200 người bị thương do hơi nước nóng từ tuabin của lò phản ứng thứ ba. Hàng ngày, do lỗi của con người hoặc do tác động của các yếu tố, có thể xảy ra tai nạn tại các nhà máy điện hạt nhân, do đó chất thải phóng xạ sẽ xâm nhập vào thực phẩm, nước và môi trường, gây nhiễm độc cho hàng triệu người. Chính điều này được coi là nhược điểm chính của năng lượng hạt nhân ngày nay.

Ngoài ra, vấn đề xử lý chất thải phóng xạ rất gay gắt, cần có diện tích lớn để xây dựng các bãi chôn lấp, đây là một vấn đề lớn đối với các nước nhỏ. Mặc dù thực tế là chất thải có chứa bitum và ẩn sau độ dày của sắt và xi măng, nhưng không ai có thể đảm bảo chính xác với mọi người rằng nó sẽ vẫn an toàn cho con người trong nhiều năm. Ngoài ra, đừng quên rằng việc xử lý chất thải phóng xạ rất tốn kém, do tiết kiệm chi phí cho quá trình thủy tinh hóa, đốt, nén và xi măng chất thải phóng xạ, nên việc rò rỉ của chúng là hoàn toàn có thể xảy ra. Với nguồn kinh phí ổn định và lãnh thổ rộng lớn của đất nước, vấn đề này không tồn tại, nhưng không phải bang nào cũng có thể tự hào về điều này.

Cũng cần lưu ý rằng trong quá trình vận hành các nhà máy điện hạt nhân, như trong mọi hoạt động sản xuất, tai nạn đều xảy ra, làm phát tán chất thải phóng xạ vào khí quyển, đất đai và sông ngòi. Các phần tử nhỏ nhất của uranium và các đồng vị khác có trong không khí của các thành phố nơi xây dựng nhà máy điện hạt nhân, là nguyên nhân gây nhiễm độc môi trường.

kết luận

Mặc dù năng lượng hạt nhân vẫn là một nguồn gây ô nhiễm và các thảm họa có thể xảy ra, nhưng cần lưu ý rằng sự phát triển của nó sẽ tiếp tục, nếu chỉ vì lý do cách rẻ tiền để có năng lượng, và các mỏ nhiên liệu hydrocacbon đang dần cạn kiệt. Trong những bàn tay khéo léo, năng lượng hạt nhân thực sự có thể trở thành một cách an toàn và thân thiện với môi trường để tạo ra năng lượng, nhưng điều đáng chú ý vẫn là hầu hết các thảm họa xảy ra chính là do con người.

Trong các vấn đề liên quan đến xử lý chất thải phóng xạ, hợp tác quốc tế là rất quan trọng, bởi vì chỉ có tổ chức này mới có thể cung cấp đủ kinh phí cho việc xử lý chất thải phóng xạ và nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng một cách an toàn và lâu dài.

Việc sử dụng năng lượng hạt nhân trong thế giới hiện đại quan trọng đến mức nếu ngày mai chúng ta thức dậy và năng lượng của một phản ứng hạt nhân biến mất, thế giới như chúng ta biết có thể sẽ không còn tồn tại. Hòa bình là cơ sở của sản xuất công nghiệp và đời sống ở các nước như Pháp và Nhật Bản, Đức và Anh, Mỹ và Nga. Và nếu hai quốc gia cuối cùng vẫn có thể thay thế các nguồn năng lượng hạt nhân bằng các trạm nhiệt điện, thì đối với Pháp hoặc Nhật, điều này đơn giản là không thể.

Việc sử dụng năng lượng hạt nhân tạo ra nhiều vấn đề. Về cơ bản, tất cả những vấn đề này đều liên quan đến thực tế là việc sử dụng năng lượng liên kết của hạt nhân nguyên tử (mà chúng ta gọi là năng lượng hạt nhân) cho lợi ích của chính mình, một người nhận được sự dữ đáng kể dưới dạng chất thải phóng xạ cao mà không thể đơn giản vứt bỏ. Chất thải từ các nguồn năng lượng hạt nhân cần được xử lý, vận chuyển, chôn lấp và lưu giữ lâu dài trong điều kiện an toàn.

Ưu nhược điểm, lợi ích và tác hại của việc sử dụng năng lượng hạt nhân

Xem xét ưu và nhược điểm của việc sử dụng năng lượng nguyên tử-hạt nhân, lợi ích, tác hại và ý nghĩa của chúng đối với cuộc sống của nhân loại. Rõ ràng là ngày nay chỉ có các nước công nghiệp phát triển mới cần năng lượng hạt nhân. Đó là, năng lượng hạt nhân hòa bình được ứng dụng chính của nó chủ yếu tại các cơ sở như nhà máy, nhà máy chế biến, v.v. Các ngành công nghiệp sử dụng nhiều năng lượng ở xa các nguồn điện giá rẻ (như các nhà máy thủy điện) sử dụng các nhà máy điện hạt nhân để đảm bảo và phát triển các quy trình nội bộ của chúng.

Các vùng và thành phố nông nghiệp không thực sự cần năng lượng hạt nhân. Hoàn toàn có thể thay thế nó bằng các trạm nhiệt và các trạm khác. Hóa ra, việc làm chủ, thu nhận, phát triển, sản xuất và sử dụng năng lượng hạt nhân phần lớn nhằm mục đích thỏa mãn nhu cầu của chúng ta đối với các sản phẩm công nghiệp. Hãy xem chúng là những ngành công nghiệp nào: công nghiệp ô tô, công nghiệp quân sự, luyện kim, công nghiệp hóa chất, khu liên hợp dầu khí, v.v.

Một người hiện đại có muốn lái một chiếc xe hơi mới không? Bạn muốn mặc đồ tổng hợp hợp thời trang, ăn đồ tổng hợp và đóng gói mọi thứ trong đồ tổng hợp? Muốn có sản phẩm sáng với nhiều hình dạng và kích cỡ khác nhau? Bạn muốn tất cả điện thoại, TV, máy tính mới? Bạn muốn mua nhiều, thường xuyên thay đổi thiết bị xung quanh mình? Muốn ăn thức ăn hóa chất ngon lành từ các gói màu? Bạn có muốn sống trong hòa bình? Bạn có muốn nghe những bài phát biểu ngọt ngào từ màn hình TV không? Bạn có muốn có nhiều xe tăng, cũng như tên lửa và tàu tuần dương, cũng như đạn pháo và đại bác?

Và anh ấy nhận được tất cả. Không quan trọng là cuối cùng sự khác biệt giữa lời nói và việc làm dẫn đến chiến tranh. Nó không quan trọng rằng năng lượng cũng cần thiết để xử lý nó. Cho đến nay, người bình tĩnh. Anh ta ăn, uống, đi làm, bán và mua.

Và tất cả điều này cần năng lượng. Và điều này đòi hỏi rất nhiều dầu, khí đốt, kim loại, v.v. Và tất cả các quá trình công nghiệp này đều cần đến năng lượng nguyên tử. Do đó, bất kể ai nói gì, cho đến khi lò phản ứng tổng hợp nhiệt hạch công nghiệp đầu tiên được đưa vào hoạt động nối tiếp, thì năng lượng hạt nhân mới phát triển.

Trong những lợi thế của năng lượng hạt nhân, chúng ta có thể viết ra một cách an toàn mọi thứ mà chúng ta đã quen thuộc. Mặt khác, viễn cảnh đáng buồn về cái chết sắp xảy ra trong sự sụp đổ của sự cạn kiệt tài nguyên, vấn đề chất thải hạt nhân, gia tăng dân số và suy thoái đất canh tác. Nói cách khác, năng lượng hạt nhân cho phép con người bắt đầu làm chủ thiên nhiên một cách mạnh mẽ hơn, buộc nó vượt quá mức đo lường đến mức trong vài thập kỷ, anh ta đã vượt qua ngưỡng tái tạo các nguồn tài nguyên cơ bản, bắt đầu quá trình tiêu thụ sụp đổ từ năm 2000 đến năm 2010. Quá trình này một cách khách quan không còn phụ thuộc vào con người.

Mọi người sẽ phải ăn ít hơn, sống ít hơn và ít tận hưởng môi trường tự nhiên hơn. Ở đây có một điểm cộng hoặc điểm trừ khác của năng lượng nguyên tử, nằm ở chỗ các quốc gia đã làm chủ được nguyên tử sẽ có thể phân phối lại hiệu quả hơn các nguồn tài nguyên đã cạn kiệt của những nước chưa làm chủ được nguyên tử. Hơn nữa, chỉ có sự phát triển của chương trình nhiệt hạch nhiệt hạch mới có thể cho phép nhân loại tồn tại một cách đơn giản. Bây giờ chúng ta hãy giải thích trên ngón tay nó là loại "quái thú" nào - năng lượng nguyên tử (hạt nhân) và nó được ăn bằng gì.

Khối lượng, vật chất và năng lượng nguyên tử (hạt nhân)

Người ta thường nghe tuyên bố rằng “khối lượng và năng lượng là như nhau”, hoặc những phán đoán như vậy mà biểu thức E = mc2 giải thích cho vụ nổ của một quả bom nguyên tử (hạt nhân). Bây giờ bạn đã có những hiểu biết đầu tiên về năng lượng hạt nhân và các ứng dụng của nó, sẽ thực sự không khôn ngoan nếu bạn nhầm lẫn với những phát biểu như "khối lượng bằng năng lượng." Trong mọi trường hợp, cách giải thích khám phá vĩ đại này không phải là tốt nhất. Rõ ràng, đây chỉ là sự hóm hỉnh của những nghệ sĩ cải lương trẻ, "những người Galilê của thời mới." Trên thực tế, dự đoán của lý thuyết, đã được kiểm chứng bởi nhiều thí nghiệm, chỉ nói rằng năng lượng có khối lượng.

Bây giờ chúng tôi sẽ giải thích quan điểm hiện đại và giới thiệu tổng quan ngắn gọn về lịch sử phát triển của nó.
Khi năng lượng của bất kỳ cơ thể vật chất nào tăng lên, thì khối lượng của nó cũng tăng lên, và chúng ta quy khối lượng bổ sung này là sự gia tăng năng lượng. Ví dụ, khi bức xạ bị hấp thụ, chất hấp thụ trở nên nóng hơn và khối lượng của nó tăng lên. Tuy nhiên, mức tăng quá nhỏ nên nó vẫn nằm ngoài độ chính xác của phép đo trong các thí nghiệm thông thường. Ngược lại, nếu một chất phát ra bức xạ, thì chất đó sẽ mất đi một phần khối lượng của nó, sẽ bị bức xạ mang đi. Một câu hỏi rộng hơn được đặt ra: không phải toàn bộ khối lượng vật chất được điều hòa bởi năng lượng, tức là không có một kho năng lượng khổng lồ nào có trong mọi vật chất? Nhiều năm trước, các phép biến đổi phóng xạ đã trả lời một cách tích cực điều này. Khi một nguyên tử phóng xạ phân rã, một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng (chủ yếu ở dạng động năng), và một phần nhỏ khối lượng của nguyên tử biến mất. Các phép đo rõ ràng về điều này. Do đó, năng lượng mang đi khối lượng với nó, do đó làm giảm khối lượng của vật chất.

Do đó, một phần của khối lượng vật chất có thể hoán đổi cho nhau bằng khối lượng bức xạ, động năng, v.v ... Đó là lý do tại sao chúng ta nói: "năng lượng và vật chất một phần có khả năng chuyển hóa lẫn nhau". Hơn nữa, bây giờ chúng ta có thể tạo ra các hạt vật chất có khối lượng và có khả năng biến đổi hoàn toàn thành bức xạ cũng có khối lượng. Năng lượng của bức xạ này có thể chuyển sang các dạng khác, truyền khối lượng của nó cho chúng. Ngược lại, bức xạ có thể được chuyển đổi thành các hạt vật chất. Vì vậy, thay vì "năng lượng có khối lượng" chúng ta có thể nói "các hạt vật chất và bức xạ là chuyển đổi lẫn nhau, và do đó có khả năng chuyển hóa lẫn nhau với các dạng năng lượng khác." Đây là sự sáng tạo và hủy diệt của vật chất. Những sự kiện hủy diệt như vậy không thể xảy ra trong lĩnh vực vật lý, hóa học và công nghệ thông thường, mà phải được tìm kiếm trong các quá trình vi mô nhưng hoạt động được nghiên cứu bởi vật lý hạt nhân, hoặc trong lò nhiệt độ cao của bom nguyên tử, trong mặt trời và các ngôi sao. Tuy nhiên, sẽ không hợp lý nếu nói rằng "năng lượng là khối lượng". Chúng ta nói: "năng lượng, giống như vật chất, có khối lượng."

Khối lượng vật chất thông thường

Chúng ta nói rằng khối lượng của vật chất thông thường chứa một kho nội năng khổng lồ bằng tích của khối lượng và (tốc độ ánh sáng) 2. Nhưng năng lượng này được chứa trong khối và không thể giải phóng nếu ít nhất một phần của nó biến mất. Làm thế nào mà một ý tưởng tuyệt vời như vậy lại ra đời và tại sao nó không được phát hiện sớm hơn? Nó đã được đề xuất trước đó - thí nghiệm và lý thuyết ở các dạng khác nhau - nhưng cho đến thế kỷ 20, sự thay đổi năng lượng không được quan sát thấy, bởi vì trong các thí nghiệm thông thường, nó tương ứng với một sự thay đổi cực kỳ nhỏ về khối lượng. Tuy nhiên, bây giờ chúng ta chắc chắn rằng một viên đạn bay, do động năng của nó, có thêm một khối lượng. Ngay cả ở tốc độ 5.000 m / giây, một viên đạn nặng chính xác 1g khi đứng yên sẽ có tổng khối lượng là 1,00000000001g. Bạch kim nóng trắng nặng 1kg sẽ tăng thêm tổng cộng 0,000000000004kg và thực tế không có quả cân nào có thể ghi lại những thay đổi này. Chỉ khi một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng khỏi hạt nhân nguyên tử, hoặc khi các "đường đạn" nguyên tử được gia tốc tới tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, thì khối lượng năng lượng mới trở nên đáng chú ý.

Mặt khác, ngay cả một sự khác biệt gần như không thể nhận thấy về khối lượng cũng đánh dấu khả năng giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Do đó, nguyên tử hydro và heli có khối lượng tương đối là 1,008 và 4,004. Nếu bốn hạt nhân hydro có thể kết hợp thành một hạt nhân heli, thì khối lượng của 4,032 sẽ thay đổi thành 4,004. Sự khác biệt là rất nhỏ, chỉ 0,028, hay 0,7%. Nhưng nó có nghĩa là một sự giải phóng năng lượng khổng lồ (chủ yếu ở dạng bức xạ). 4,032 kg hydro sẽ tạo ra 0,028 kg bức xạ, sẽ có năng lượng khoảng 600000000000 Cal.

So sánh điều này với 140.000 cal được giải phóng khi cùng một lượng hydro được kết hợp với oxy trong một vụ nổ hóa học.
Động năng thông thường đóng góp đáng kể vào khối lượng của các proton rất nhanh được tạo ra bởi các cyclotron, và điều này gây ra khó khăn khi làm việc với các máy như vậy.

Tại sao chúng ta vẫn tin rằng E = mc2

Bây giờ chúng ta coi đây là hệ quả trực tiếp của thuyết tương đối, nhưng những nghi ngờ đầu tiên đã xuất hiện vào cuối thế kỷ 19, liên quan đến các tính chất của bức xạ. Khi đó, có vẻ như bức xạ có khối lượng. Và kể từ khi bức xạ mang, như trên đôi cánh, với tốc độ năng lượng, chính xác hơn, nó là năng lượng của chính nó, thì một ví dụ về một khối lượng thuộc về một thứ “phi vật chất” đã xuất hiện. Các định luật điện từ thực nghiệm đã tiên đoán rằng sóng điện từ phải có "khối lượng". Nhưng trước khi thuyết tương đối ra đời, chỉ có sự tưởng tượng không thể kiềm chế mới có thể mở rộng tỷ lệ m = E / c2 cho các dạng năng lượng khác.

Tất cả các loại bức xạ điện từ (sóng vô tuyến, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím, v.v.) đều có một số đặc điểm chung: chúng đều truyền trong không gian trống với tốc độ như nhau, và chúng đều mang năng lượng và động lượng. Chúng ta tưởng tượng ánh sáng và các bức xạ khác dưới dạng sóng lan truyền với tốc độ cao nhưng xác định c = 3 * 108 m / giây. Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt hấp thụ, nhiệt được tạo ra, cho thấy rằng thông lượng ánh sáng mang theo năng lượng. Năng lượng này phải lan truyền cùng với dòng chảy với cùng tốc độ ánh sáng. Trên thực tế, tốc độ ánh sáng được đo chính xác theo cách này: theo thời gian bay một khoảng cách lớn bằng một phần năng lượng ánh sáng.

Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt của một số kim loại, nó đánh bật các electron, các electron bay ra giống như khi chúng bị một quả bóng compact đập vào. , rõ ràng, được phân phối thành các phần tập trung, mà chúng ta gọi là "lượng tử". Đây là bản chất lượng tử của bức xạ, mặc dù thực tế là những phần này dường như được tạo ra bởi sóng. Mỗi phần ánh sáng có cùng bước sóng có cùng năng lượng, một "lượng tử" năng lượng nhất định. Những phần như vậy lao đi với tốc độ ánh sáng (trên thực tế, chúng là ánh sáng), truyền năng lượng và động lượng (động lượng). Tất cả điều này làm cho nó có thể quy một khối lượng nhất định cho bức xạ - một khối lượng nhất định được quy cho mỗi phần.

Khi ánh sáng phản xạ từ gương, không có nhiệt tỏa ra, bởi vì chùm phản xạ mang đi tất cả năng lượng, nhưng một áp suất tác dụng lên gương, tương tự như áp suất của quả cầu hoặc phân tử đàn hồi. Nếu thay vì một tấm gương, ánh sáng chiếu vào một bề mặt hấp thụ màu đen thì áp suất sẽ giảm đi một nửa. Điều này chỉ ra rằng chùm tia mang động lượng quay bởi gương. Do đó, ánh sáng hoạt động như thể nó có khối lượng. Nhưng có cách nào khác để biết rằng một cái gì đó có khối lượng không? Khối lượng có tồn tại theo đúng nghĩa của nó, chẳng hạn như chiều dài, màu xanh lá cây, hoặc nước? Hay nó là một khái niệm nhân tạo được định nghĩa bởi những hành vi như Modesty? Thực tế, thánh lễ được chúng ta biết đến qua ba biểu hiện:

A. Một câu nói mơ hồ đặc trưng cho lượng "chất" (Khối lượng theo quan điểm này vốn có trong chất - một thực thể mà chúng ta có thể nhìn thấy, chạm vào, đẩy ra).
B. Một số phát biểu liên kết nó với các đại lượng vật lý khác.
B. Khối lượng được bảo toàn.

Nó vẫn là để xác định khối lượng theo động lượng và năng lượng. Khi đó bất kỳ vật chuyển động nào có động lượng và năng lượng đều phải có "khối lượng". Khối lượng của nó phải là (động lượng) / (vận tốc).

Thuyết tương đối

Mong muốn liên kết với nhau một loạt các nghịch lý thực nghiệm liên quan đến không gian và thời gian tuyệt đối đã làm nảy sinh lý thuyết tương đối. Hai loại thí nghiệm với ánh sáng cho kết quả trái ngược nhau, và thí nghiệm với điện càng làm trầm trọng thêm mâu thuẫn này. Sau đó, Einstein đề xuất thay đổi các quy tắc hình học đơn giản của phép cộng vectơ. Sự thay đổi này là bản chất của "thuyết tương đối hẹp" của ông.

Đối với tốc độ thấp (từ con ốc sên chậm nhất đến tốc độ nhanh nhất của tên lửa), lý thuyết mới phù hợp với lý thuyết cũ.
Ở tốc độ cao, có thể so sánh với tốc độ ánh sáng, phép đo độ dài hoặc thời gian của chúng ta bị thay đổi bởi chuyển động của cơ thể so với người quan sát, đặc biệt, khối lượng của cơ thể càng lớn thì chuyển động càng nhanh.

Sau đó, thuyết tương đối tuyên bố rằng sự gia tăng khối lượng này là một bản chất hoàn toàn tổng quát. Ở tốc độ bình thường, không có thay đổi và chỉ ở tốc độ 100.000.000 km / h khối lượng tăng thêm 1%. Tuy nhiên, đối với các điện tử và proton phát ra từ các nguyên tử phóng xạ hoặc các máy gia tốc hiện đại thì đạt 10, 100, 1000%…. Các thí nghiệm với các hạt năng lượng cao như vậy cung cấp bằng chứng tuyệt vời cho mối quan hệ giữa khối lượng và vận tốc.

Ở đầu kia là bức xạ không có khối lượng nghỉ. Nó không phải là một chất và không thể được giữ yên; nó vừa có khối lượng, vừa chuyển động với vận tốc c nên năng lượng của nó là mc2. Chúng ta nói về lượng tử như các photon khi chúng ta muốn ghi nhận hành vi của ánh sáng như một dòng hạt. Mỗi photon có một khối lượng m nhất định, một năng lượng E = mс2 nhất định và một lượng chuyển động (động lượng) nhất định.

Sự biến đổi hạt nhân

Trong một số thí nghiệm với hạt nhân, khối lượng của các nguyên tử sau những vụ nổ dữ dội không cộng lại để có tổng khối lượng như nhau. Năng lượng được giải phóng lấy đi của nó một số phần của khối lượng; mảnh vật liệu nguyên tử còn thiếu dường như đã biến mất. Tuy nhiên, nếu chúng ta gán khối lượng E / c2 cho năng lượng đo được, chúng ta thấy rằng khối lượng được bảo toàn.

Tiêu diệt vật chất

Chúng ta thường nghĩ về khối lượng như một thuộc tính tất yếu của vật chất, vì vậy sự chuyển đổi khối lượng từ vật chất sang bức xạ - từ một ngọn đèn thành một chùm sáng bay gần giống như sự hủy diệt của vật chất. Thêm một bước nữa - và chúng ta sẽ ngạc nhiên khi biết điều gì đang thực sự xảy ra: các electron dương và âm, các hạt vật chất, khi kết hợp với nhau, hoàn toàn biến thành bức xạ. Khối lượng vật chất của chúng biến thành một khối lượng bức xạ bằng nhau. Đây là trường hợp vật chất biến mất theo đúng nghĩa đen nhất. Như thể được lấy nét, trong một tia sáng.

Các phép đo cho thấy (năng lượng, bức xạ trong quá trình triệt tiêu) / c2 bằng tổng khối lượng của cả electron - dương và âm. Một phản proton, khi kết hợp với một proton, sẽ tiêu diệt, thường là giải phóng các hạt nhẹ hơn với động năng cao.

Tạo chất

Bây giờ chúng ta đã học cách quản lý bức xạ năng lượng cao (tia X sóng siêu ngắn), chúng ta có thể chuẩn bị các hạt vật chất từ bức xạ. Nếu một mục tiêu bị bắn phá bằng những chùm tia như vậy, chúng đôi khi tạo ra một cặp hạt, ví dụ, các electron dương và âm. Và nếu chúng ta một lần nữa sử dụng công thức m = E / c2 cho cả bức xạ và động năng, thì khối lượng sẽ được bảo toàn.

Chỉ về phức hợp - Năng lượng hạt nhân (nguyên tử)

Thư viện hình ảnh, hình ảnh, hình ảnh.
Năng lượng hạt nhân, năng lượng nguyên tử - nguyên tắc cơ bản, cơ hội, triển vọng, phát triển.
Sự thật thú vị, thông tin hữu ích.
Tin xanh - Năng lượng hạt nhân, năng lượng của nguyên tử.
Tài liệu tham khảo và nguồn - Năng lượng hạt nhân (nguyên tử).