Fizikai kutatómunka "Atomenergia: pluszok és mínuszok". Nukleáris (nukleáris) energia

Az atomenergia széleskörű elterjedése a tudományos és technológiai fejlődésnek köszönhető, nemcsak katonai területen, hanem békés célokra is. Ma már lehetetlen nélkülözni az iparban, az energetikában és az orvostudományban.

Az atomenergia felhasználásának azonban nemcsak előnyei, hanem hátrányai is vannak. Mindenekelőtt a sugárzás veszélye az emberre és a környezetre egyaránt.

Az atomenergia felhasználása két irányban fejlődik: az energetikai felhasználás és a radioaktív izotópok felhasználása felé.

Kezdetben az atomenergiát csak katonai célokra kellett volna felhasználni, és minden fejlesztés ebbe az irányba ment.

Az atomenergia felhasználása a katonai szférában

Számos rendkívül aktív anyagot használnak nukleáris fegyverek előállításához. Szakértők becslése szerint a nukleáris robbanófejek több tonna plutóniumot tartalmaznak.

Az atomfegyverekre azért hivatkoznak, mert hatalmas területeken pusztítanak.

A töltés hatótávolsága és teljesítménye szerint a nukleáris fegyvereket a következőkre osztják:

• Taktikai.
• Hadműveleti-taktikai.
• Stratégiai.

Az atomfegyvereket atomra és hidrogénre osztják. Az atomfegyverek a nehéz atommagok hasadásának és reakcióinak ellenőrizetlen láncreakcióin alapulnak, láncreakcióhoz pedig uránt vagy plutóniumot használnak.

Ilyen nagy mennyiségű veszélyes anyag tárolása nagy veszélyt jelent az emberiségre. Az atomenergia katonai célú felhasználása pedig súlyos következményekkel járhat.

Először 1945-ben használtak atomfegyvert Hirosima és Nagaszaki japán városok megtámadására. Ennek a támadásnak a következményei katasztrofálisak voltak. Mint tudják, ez volt az első és utolsó atomenergia felhasználása háborúban.

Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ)

A NAÜ 1957-ben jött létre azzal a céllal, hogy együttműködést fejlesszen az országok között az atomenergia békés célú felhasználása terén. Az ügynökség a kezdetektől fogva végrehajtja a „Nukleáris biztonság és környezetvédelem” programot.

De a legfontosabb funkció az országok tevékenységének ellenőrzése a nukleáris szférában. A szervezet ellenőrzi, hogy az atomenergia fejlesztése és felhasználása csak békés célokra történjen.

A program célja az atomenergia biztonságos felhasználásának biztosítása, az ember és a környezet védelme a sugárzás hatásaival szemben. Az ügynökség tanulmányozta a csernobili atomerőműben történt baleset következményeit is.

Az ügynökség emellett támogatja az atomenergia békés célú tanulmányozását, fejlesztését és felhasználását, valamint közvetítőként működik az ügynökség tagjai közötti szolgáltatások és anyagok cseréjében.

A NAÜ az ENSZ-szel együtt meghatározza és megállapítja a biztonsági és egészségügyi szabványokat.

Atomenergia

A huszadik század negyvenes éveinek második felében a szovjet tudósok elkezdték kidolgozni az atom békés felhasználásának első projektjeit. E fejlesztések fő iránya a villamosenergia-ipar volt.

És 1954-ben egy állomás épült a Szovjetunióban. Ezt követően az USA-ban, Nagy-Britanniában, Németországban és Franciaországban elkezdték kidolgozni az atomenergia gyors növekedését célzó programokat. De legtöbbjük nem teljesült. Mint kiderült, az atomerőmű nem tud versenyezni a szénnel, gázzal és fűtőolajjal működő állomásokkal.

Ám a globális energiaválság kitörése és az olajárak emelkedése után megnőtt az atomenergia iránti kereslet. A múlt század 70-es éveiben a szakértők úgy vélték, hogy az összes atomerőmű kapacitása az erőművek felét helyettesítheti.

A 80-as évek közepén az atomenergia növekedése ismét lelassult, az országok megkezdték az új atomerőművek építésének terveit. Ezt elősegítette mind az energiatakarékossági politika, mind az olajárak csökkenése, valamint a csernobili erőműben bekövetkezett katasztrófa, amelynek nemcsak Ukrajnára volt negatív következménye.

Ezt követően egyes országok teljesen leállították az atomerőművek építését és üzemeltetését.

Atomenergia az űrutazáshoz

Több mint három tucat atomreaktor repült az űrbe, energiatermelésre használták őket.

Az amerikaiak 1965-ben használtak először atomreaktort az űrben. Üzemanyagként urán-235-öt használtak. 43 napig dolgozott.

A Szovjetunióban az Atomenergia Intézetben indították be a Romashka reaktort. Úgy volt, hogy űrhajókon is használták volna, de az összes teszt után soha nem bocsátották ki az űrbe.

A következő buki nukleáris létesítményt egy radar-felderítő műholdon használták. Az első készüléket 1970-ben bocsátották vízre a Bajkonuri kozmodromból.

A Roszkozmosz és a Rosatom ma olyan űrrepülőgép tervezését javasolja, amely nukleáris rakétahajtóművel lesz felszerelve, és képes lesz elérni a Holdat és a Marsot. De egyelőre mindez a javaslat szakaszában van.

Az atomenergia alkalmazása az iparban

Az atomenergiát a kémiai elemzések érzékenységének növelésére, valamint ammónia, hidrogén és egyéb műtrágyák előállításához használt vegyszerek előállítására használják.

Az atomenergia, amelynek vegyipari felhasználása új kémiai elemek beszerzését teszi lehetővé, segíti a földkéregben lezajló folyamatok újrateremtését.

Az atomenergiát a sós víz sótalanításához is használják. A vaskohászatban történő alkalmazás lehetővé teszi a vas kinyerését a vasércből. Színben - alumínium gyártására használják.

Az atomenergia felhasználása a mezőgazdaságban

Az atomenergia mezőgazdasági felhasználása megoldja a szelekció problémáit és segíti a kártevők elleni védekezést.

Az atomenergiát a magvak mutációinak létrehozására használják. Ez azért történik, hogy új fajtákat állítsanak elő, amelyek nagyobb termést hoznak és ellenállnak a növényi betegségeknek. Tehát az Olaszországban tésztakészítéshez termesztett búza több mint felét mutációkkal nemesítették.

A radioizotópokat a műtrágyák kijuttatásának legjobb módjának meghatározására is használják. Segítségükkel például megállapították, hogy a rizs termesztése során csökkenthető a nitrogén műtrágyák kijuttatása. Ezzel nemcsak pénzt takarítottunk meg, hanem a környezetet is.

Az atomenergia kissé furcsa felhasználása a rovarlárvák besugárzása. Ez azért történik, hogy a környezetre ártalmatlan módon jelenjenek meg. Ebben az esetben a besugárzott lárvákból kikerült rovarok nem hoznak utódokat, de más szempontból teljesen normálisak.

nukleáris gyógyszer

Az orvostudomány radioaktív izotópokat használ a pontos diagnózis felállításához. Az orvosi izotópok felezési ideje rövid, és nem jelentenek különösebb veszélyt sem másokra, sem a páciensre.

Nemrég fedezték fel az atomenergia egy másik alkalmazását az orvostudományban. Ez a pozitronemissziós tomográfia. Segíthet a rák korai stádiumban történő felismerésében.

Az atomenergia alkalmazása a közlekedésben

A múlt század 50-es éveinek elején kísérleteket tettek egy nukleáris meghajtású tank létrehozására. A fejlesztés az Egyesült Államokban kezdődött, de a projektet soha nem keltették életre. Főleg annak a ténynek köszönhető, hogy ezekben a tankokban nem tudták megoldani a legénység árnyékolásának problémáját.

A jól ismert Ford cég olyan autón dolgozott, amely atomenergiával működne. De egy ilyen gép gyártása nem haladta meg az elrendezést.

A helyzet az, hogy a nukleáris létesítmény sok helyet foglalt, és az autó nagyon általánosnak bizonyult. Kompakt reaktorok soha nem jelentek meg, ezért az ambiciózus projektet lefaragták.

Valószínűleg a leghíresebb atomenergiával működő szállítóeszköz a különféle katonai és polgári hajók:

• Szállítóhajók.
• Repülőgép anyahajók.
• Tengeralattjárók.
• Cruiserek.
• Nukleáris tengeralattjárók.

Az atomenergia használatának előnyei és hátrányai

Ma a világ energiatermelésében mintegy 17 százalék a részesedés. Bár az emberiség használja, de a tartalékai nem végtelenek.

Ezért alternatívaként használják, de a beszerzési és felhasználási folyamat nagy élet- és környezeti kockázattal jár.

Természetesen az atomreaktorokat folyamatosan fejlesztik, minden lehetséges biztonsági intézkedést megtesznek, de néha ez nem elég. Ilyen például a csernobili és a fukusimai baleset.

Egyrészt a megfelelően működő reaktor nem bocsát ki sugárzást a környezetbe, miközben a hőerőművekből nagy mennyiségű káros anyag kerül a légkörbe.

A legnagyobb veszélyt a kiégett üzemanyag, annak feldolgozása és tárolása jelenti. Mert a mai napig nem találtak fel teljesen biztonságos módszert a nukleáris hulladék elhelyezésére.

Az atomerőművek előnyei és hátrányai "Az atom legyen munkás, ne katona." Érvek és hátrányok
atomerőművek
„Működjön az atom, és
nem katona."

Atomerőmű eszköz

Atomerőmű (Atomerőmű) - nukleáris létesítmény energiatermelésre

Az atomerőművek előnyei és hátrányai

Az atomerőmű előnyei

Kocsi nukleáris üzemanyag szállítására

10. Az atomerőmű hatalmas előnye a viszonylagos környezeti tisztaság.

11. Az atomerőművekben nincs ilyen kibocsátás.

12.

13. A világ legerősebb atomerőművei

14.

15.

16. Az atomerőművek hátrányai

17.

18. A radioaktív hulladék mennyisége nagyon kicsi, nagyon kompakt, és olyan körülmények között tárolható, amelyek biztosítják, hogy ne szivárogjanak ki.

19. A Bilibino Atomerőmű az egyetlen atomerőmű a permafrost zónában.

20.

21. Egy békés atomnak élnie kell

Az atomenergia felhasználása a modern világban annyira fontos, hogy ha holnap felébrednénk, és egy nukleáris reakció energiája eltűnne, az általunk ismert világ valószínűleg megszűnne létezni. A béke az ipari termelés és élet alapja olyan országokban, mint Franciaország és Japán, Németország és Nagy-Britannia, az USA és Oroszország. És ha az utolsó két ország még mindig képes az atomenergia-forrásokat hőerőművekkel helyettesíteni, akkor Franciaország vagy Japán számára ez egyszerűen lehetetlen.

Az atomenergia felhasználása számos problémát okoz. Alapvetően mindezen problémák azzal kapcsolatosak, hogy az atommag kötőenergiáját (amit atomenergiának nevezünk) saját hasznára fordítva az ember jelentős rosszat kap erősen radioaktív hulladék formájában, amelyet nem lehet egyszerűen kidobni. A nukleáris energiaforrásokból származó hulladékot biztonságos körülmények között kell feldolgozni, szállítani, elásni és hosszú ideig tárolni.

Az atomenergia használatának előnyei és hátrányai, előnyei és kárai

Fontolja meg az atom-nukleáris energia használatának előnyeit és hátrányait, előnyeit, kárait és jelentőségét az emberiség életében. Nyilvánvaló, hogy ma csak az iparosodott országoknak van szükségük atomenergiára. Vagyis a békés nukleáris energia fő alkalmazási területe elsősorban olyan létesítményekben található, mint a gyárak, feldolgozó üzemek stb. Az energiaintenzív iparágak, amelyek távol vannak az olcsó villamosenergia-forrásoktól (például vízerőművek), amelyek belső folyamataik biztosítására és fejlesztésére használnak atomerőműveket.

Az agrárrégióknak és városoknak nincs igazán szükségük atomenergiára. Teljesen lehetséges helyettesíteni termikus és egyéb állomásokkal. Ebből kiderül, hogy az atomenergia elsajátítása, beszerzése, fejlesztése, előállítása és felhasználása nagyrészt az ipari termékek iránti igényeink kielégítését célozza. Lássuk, milyen iparágak ezek: autóipar, hadiipar, kohászat, vegyipar, olaj- és gázkomplexum stb.

A modern ember szeretne új autót vezetni? Szeretnél divatos műszálas ruhákba öltözni, műszálakat enni, és mindent műszálba csomagolni? Világos termékeket szeretne különböző formában és méretben? Minden új telefont, tévét, számítógépet szeretne? Sokat szeretne vásárolni, gyakran cserél felszerelést maga körül? Szeretnél ízletes vegyszeres ételeket enni színes kiszerelésből? Szeretnél békében élni? Szeretne édes beszédeket hallani a tévéképernyőről? Szeretnél sok tankot, valamint rakétákat és cirkálókat, valamint lövedékeket és ágyúkat?

És mindent megkap. Nem számít, hogy a szó és a tett közötti eltérés végül háborúhoz vezet. Nem számít, hogy az ártalmatlanításához energia is kell. Eddig nyugodt az ember. Eszik, iszik, dolgozni jár, árul és vásárol.

És mindehhez energia kell. Ehhez pedig sok olaj, gáz, fém stb. Mindezek az ipari folyamatok pedig atomenergiát igényelnek. Ezért bárki bármit mond, amíg az első ipari termonukleáris fúziós reaktort sorba nem állítják, az atomenergia csak fejlődni fog.

Az atomenergia előnyei közé nyugodtan leírhatunk mindent, amit megszoktunk. A negatív oldal a közelgő halál szomorú kilátása az erőforrások kimerülése, a nukleáris hulladékkal kapcsolatos problémák, a népesség növekedése és a termőföld degradációja miatt. Vagyis az atomenergia lehetővé tette az ember számára, hogy még erősebben kezdje uralni a természetet, olyannyira kényszerítve azt, hogy több évtized alatt átlépte az alapvető erőforrások újratermelésének küszöbét, 2000 és 2010 között megindult a fogyasztás összeomlása. Ez a folyamat objektíve már nem az embertől függ.

Mindenkinek kevesebbet kell ennie, kevesebbet kell élnie és kevésbé élveznie kell a természeti környezetet. Itt rejlik az atomenergia újabb plusz-mínusza, ami abban rejlik, hogy azok az országok, amelyek elsajátították az atomot, képesek lesznek hatékonyabban újraosztani azok kimerült erőforrásait, akik nem sajátították el az atomot. Ráadásul csak a termonukleáris fúziós program kifejlesztése teszi lehetővé az emberiség számára, hogy egyszerűen túlélje. Most pedig magyarázzuk el az ujjakon, hogy milyen "vadállat" ez - az atomenergia (nukleáris) és mivel eszik.

Tömeg, anyag és atomi (nukleáris) energia

Gyakran hallani azt az állítást, hogy „a tömeg és az energia ugyanaz”, vagy olyan ítéleteket, amelyek szerint az E = mc2 kifejezés magyarázza az atombomba robbanását. Most, hogy először megértette az atomenergiát és alkalmazásait, valóban nem lenne bölcs dolog összetéveszteni olyan kijelentésekkel, mint a "tömeg egyenlő energiával". Mindenesetre a nagy felfedezés értelmezésének ez a módja nem a legjobb. Nyilván ez csak a fiatal reformisták, az "új idők galileaiak" esze. Valójában az elmélet jóslata, amelyet számos kísérlet igazolt, csak azt mondja ki, hogy az energiának van tömege.

Most elmagyarázzuk a modern nézőpontot, és rövid áttekintést adunk fejlődésének történetéről.
Ha bármely anyagi test energiája növekszik, a tömege nő, és ezt a többlettömeget az energia növekedésének tulajdonítjuk. Például, amikor a sugárzás elnyelődik, az abszorber felforrósodik és tömege megnő. A növekedés azonban olyan kicsi, hogy a hagyományos kísérletekben kívül esik a mérési pontosságon. Ellenkezőleg, ha egy anyag sugárzást bocsát ki, akkor tömegéből egy cseppet veszít, amit a sugárzás magával visz. Felmerül egy tágabb kérdés: vajon az anyag teljes tömegét nem az energia kondicionálja-e, vagyis nincs-e benne minden anyagban hatalmas energiaraktár? Sok évvel ezelőtt a radioaktív átalakulások pozitívan válaszoltak erre. Amikor egy radioaktív atom bomlik, hatalmas mennyiségű energia szabadul fel (leginkább mozgási energia formájában), és az atom tömegének egy kis része eltűnik. A mérések erről egyértelműek. Így az energia tömeget visz magával, ezáltal csökkenti az anyag tömegét.

Következésképpen az anyag tömegének egy része felcserélhető a sugárzás tömegével, a mozgási energiával stb. Ezért mondjuk: "az energia és az anyag részben képesek kölcsönös átalakulásra." Sőt, ma már olyan anyagrészecskéket is létrehozhatunk, amelyek tömeggel rendelkeznek, és képesek teljesen átalakulni sugárzássá, amelynek szintén van tömege. Ennek a sugárzásnak az energiája más formákba kerülhet, és átadhatja tömegét nekik. Ezzel szemben a sugárzás anyagrészecskévé alakítható. Tehát az "energiának van tömege" helyett azt mondhatjuk, hogy "az anyag és a sugárzás részecskéi kölcsönösen átalakíthatók, és ezért képesek kölcsönös átalakulásra más energiaformákkal". Ez az anyag teremtése és elpusztítása. Ilyen pusztító események nem fordulhatnak elő a hétköznapi fizika, kémia és technológia területén, hanem vagy a magfizika által vizsgált mikroszkopikus, de aktív folyamatokban, vagy az atombombák magas hőmérsékletű kemencéjében, a napon és a csillagokban kell keresni. Ésszerűtlen lenne azonban azt állítani, hogy "az energia tömeg". Azt mondjuk: "az energiának, akárcsak az anyagnak, van tömege."

Közönséges anyag tömege

Azt mondjuk, hogy a közönséges anyag tömege hatalmas belső energiát tartalmaz, amely megegyezik a tömeg és (a fénysebesség)2 szorzatával. De ez az energia benne van a tömegben, és nem szabadulhat fel anélkül, hogy legalább egy része eltűnne. Hogyan született egy ilyen csodálatos ötlet, és miért nem fedezték fel korábban? Korábban is javasolták - kísérlet és elmélet különböző formákban -, de egészen a huszadik századig nem figyelték meg az energiaváltozást, mert a hétköznapi kísérletekben ez hihetetlenül kis tömegváltozásnak felel meg. Most azonban biztosak vagyunk abban, hogy a repülő golyónak a mozgási energiája miatt további tömege van. Még 5000 m/sec sebességnél is 1,00000000001g össztömege lenne egy pontosan 1g tömegű golyó nyugalmi állapotban, az 1kg-os fehéren izzó platina pedig összesen 0.000000000004kg-ot adna hozzá, és gyakorlatilag egyetlen mérleg sem képes regisztrálni ezeket a változásokat. Csak akkor válik észrevehetővé az energiatömeg, amikor hatalmas mennyiségű energia szabadul fel az atommagból, vagy ha az atomi "lövedékeket" a fénysebességhez közeli sebességre gyorsítják fel.

Másrészt már az alig észrevehető tömegkülönbség is hatalmas mennyiségű energia felszabadításának lehetőségét jelzi. Így a hidrogén- és héliumatomok relatív tömege 1,008 és 4,004. Ha négy hidrogénatom egy héliummaggá egyesülhetne, akkor a 4,032 tömege 4,004-re változna. A különbség kicsi, mindössze 0,028, azaz 0,7%. De ez óriási energiafelszabadulást jelentene (főleg sugárzás formájában). 4,032 kg hidrogén 0,028 kg sugárzást adna, amelynek energiája körülbelül 600000000000 Cal.

Hasonlítsa össze ezt azzal a 140 000 cal-ral, amely akkor szabadul fel, ha azonos mennyiségű hidrogént oxigénnel kombinálnak egy kémiai robbanás során.
A ciklotronok által termelt nagyon gyors protonok tömegéhez a közönséges kinetikus energia jelentősen hozzájárul, és ez nehézségeket okoz az ilyen gépekkel végzett munka során.

Miért hisszük még mindig, hogy E=mc2

Ezt most a relativitáselmélet egyenes következményeként fogjuk fel, de az első gyanúk már a 19. század vége felé felmerültek a sugárzás tulajdonságaival kapcsolatban. Akkor valószínűnek tűnt, hogy a sugárzásnak tömege van. És mivel a sugárzás, akárcsak a szárnyakon, energiasebességgel, pontosabban maga az energia, megjelent egy példa arra, hogy valami „anyagtalan” tömeghez tartozik. Az elektromágnesesség kísérleti törvényei azt jósolták, hogy az elektromágneses hullámoknak "tömeggel" kell rendelkezniük. De a relativitáselmélet megalkotása előtt csak a féktelen fantázia tudta kiterjeszteni az m=E/c2 arányt más energiaformákra.

Mindenféle elektromágneses sugárzásnak (rádióhullámok, infravörös, látható és ultraibolya fény stb.) van néhány közös jellemzője: mindegyik azonos sebességgel terjed vákuumban, és mind energiát, lendületet hordoz. A fényt és egyéb sugárzást nagy, de határozott sebességgel terjedő hullámok formájában képzeljük el c=3*108 m/sec. Amikor a fény egy elnyelő felületre ér, hő keletkezik, jelezve, hogy a fényáram energiát hordoz. Ennek az energiának az áramlással együtt, azonos fénysebességgel kell terjednie. Valójában a fénysebességet pontosan így mérik: a fényenergia egy részével nagy távolságra történő repülés idejére.

Amikor a fény egyes fémek felületére ér, elektronokat üt ki, amelyek éppen úgy kirepülnek, mintha egy kompakt golyó ütné el őket. , úgy tűnik, koncentrált adagokban oszlik el, amelyeket "kvantoknak" nevezünk. Ez a sugárzás kvantumtermészete, annak ellenére, hogy ezeket a részeket látszólag hullámok hozzák létre. Minden azonos hullámhosszú fényrészletnek ugyanaz az energiája, egy bizonyos energiakvantumja. Az ilyen részek fénysebességgel rohannak (valójában könnyűek), energiát és lendületet (impulzust) adva át. Mindez lehetővé teszi, hogy a sugárzásnak egy bizonyos tömeget tulajdonítsunk - minden részhez egy bizonyos tömeget rendelnek.

Amikor a fény visszaverődik a tükörről, nem szabadul fel hő, mert a visszavert sugár elviszi az összes energiát, de a tükörre nyomás hat, hasonlóan a rugalmas golyók vagy molekulák nyomásához. Ha tükör helyett a fény egy fekete elnyelő felületet ér, a nyomás fele akkora lesz. Ez azt jelzi, hogy a nyaláb hordozza a tükör által elforgatott lendületet. Ezért a fény úgy viselkedik, mintha tömege lenne. De van-e más mód annak megállapítására, hogy valaminek tömege van? Létezik-e a tömeg önmagában, például hosszúság, zöld vagy víz? Vagy ez egy mesterséges fogalom, amelyet olyan viselkedések határoznak meg, mint a Szerénység? Valójában a mise három megnyilvánulási formában ismert:

• V. Egy homályos kijelentés, amely az "anyag" mennyiségét jellemzi (a tömeg ebből a szempontból a szubsztancia velejárója - egy entitás, amelyet láthatunk, megtapinthatunk, megnyomhatunk).
• B. Bizonyos állítások, amelyek más fizikai mennyiségekhez kapcsolják.
• B. A mise konzervált.

A tömeget impulzusban és energiában kell meghatározni. Ekkor minden lendülettel és energiával rendelkező mozgó dolognak "tömeggel" kell lennie. A tömege legyen (impulzus)/(sebesség).

Relativitás-elmélet

Az abszolút térre és időre vonatkozó kísérleti paradoxonok sorozatának összekapcsolásának vágya hozta létre a relativitáselméletet. A fénnyel végzett kétféle kísérlet egymásnak ellentmondó eredményeket adott, az elektromossággal végzett kísérletek pedig tovább súlyosbították ezt a konfliktust. Ezután Einstein javasolta a vektorösszeadás egyszerű geometriai szabályainak megváltoztatását. Ez a változás „speciális relativitáselméletének” a lényege.

Alacsony sebességeknél (a leglassabb csigától a leggyorsabb rakétáig) az új elmélet összhangban van a régivel.
A fénysebességgel összemérhető nagy sebességeknél a hossz- vagy időmérésünket módosítja a test mozgása a megfigyelőhöz képest, különösen a test tömege annál nagyobb, minél gyorsabban mozog.

Aztán a relativitáselmélet azt hirdette, hogy ez a tömegnövekedés teljesen általános jellegű. Normál sebességnél nincs változás, és csak 100 000 000 km/h sebességnél nő a tömeg 1%-kal. A radioaktív atomok vagy a modern gyorsítók által kibocsátott elektronok és protonok esetében azonban eléri a 10, 100, 1000%-ot…. Az ilyen nagy energiájú részecskékkel végzett kísérletek kiváló bizonyítékot szolgáltatnak a tömeg és a sebesség közötti összefüggésre.

A másik végén a sugárzás áll, amelynek nincs nyugalmi tömege. Ez nem anyag, és nem lehet mozdulatlanul tartani; csak tömege van, és c sebességgel mozog, tehát az energiája mc2. Akkor beszélünk kvantumokról mint fotonokról, ha a fénynek részecskeáramként való viselkedését akarjuk megfigyelni. Minden fotonnak meghatározott m tömege, bizonyos energiája E=mс2 és bizonyos mértékű mozgása (impulzusa).

Nukleáris átalakulások

Egyes atommagokkal végzett kísérletekben az heves robbanások utáni atomtömegek nem adják össze ugyanazt a teljes tömeget. A felszabaduló energia magával viszi a tömeg egy részét; a hiányzó atomanyagdarab mintha eltűnt volna. Ha azonban a mért energiához E/c2 tömeget rendelünk, azt találjuk, hogy a tömeg megmarad.

Az anyag megsemmisítése

Megszoktuk, hogy a tömegre az anyag elkerülhetetlen tulajdonságaként gondoljunk, így a tömegnek az anyagból a sugárzásba való átmenete – lámpából repülő fénysugárba – szinte az anyag pusztulásának tűnik. Még egy lépés – és meglepődve fedezzük fel, mi is történik valójában: a pozitív és negatív elektronok, az anyagrészecskék, ha egyesülnek, teljesen sugárzássá alakulnak. Anyaguk tömege azonos tömegű sugárzássá változik. Ez az anyag szó szerinti eltűnésének esete. Mintha fókuszban lenne, egy fényvillanásban.

A mérések azt mutatják, hogy (energia, sugárzás az annihiláció során) / c2 egyenlő mindkét elektron - pozitív és negatív - teljes tömegével. Az antiproton egy protonnal kombinálva megsemmisül, általában könnyebb, nagy kinetikus energiájú részecskék felszabadulásával.

Az anyag teremtése

Most, hogy megtanultuk, hogyan kell kezelni a nagyenergiájú sugárzást (szuperrövidhullámú röntgensugárzás), anyagrészecskéket is előállíthatunk sugárzásból. Ha egy célpontot ilyen nyalábokkal bombáznak, néha részecskepárt, például pozitív és negatív elektronokat hoznak létre. És ha ismét az m=E/c2 képletet használjuk mind a sugárzásra, mind a kinetikus energiára, akkor a tömeg megmarad.

Csak a komplexumról - Nukleáris (atomi) energia

• Képgaléria, képek, fotók.
• Atomenergia, atomenergia - alapok, lehetőségek, kilátások, fejlődés.
• Érdekes tények, hasznos információk.
• Zöld hírek - Atomenergia, az atom energiája.
• Hivatkozások anyagokra és forrásokra - Nukleáris (atomi) energia.

Az atomenergia előnyei és hátrányai. A világ 40 éves atomenergia-fejlesztése során a világ 26 országában mintegy 400 erőmű épült, amelyek összteljesítménye körülbelül 300 millió kW. Az atomenergia fő előnyei a magas végső jövedelmezőség és az égéstermékek légkörbe való kibocsátásának hiánya ebből a szempontból, környezetbarátnak tekinthető, fő hátránya a környezet radioaktív szennyeződésének potenciális veszélye a nukleáris energiával. üzemanyag-hasadási termékek egy baleset során, például Csernobilban vagy az amerikai Trimile Island állomáson, valamint a használt nukleáris üzemanyag problémás feldolgozása során.

Nézzük először az előnyöket. Az atomenergia jövedelmezősége több összetevőből tevődik össze.

Az egyik az üzemanyag-szállítástól való függetlenség. Ha egy 1 millió kW teljesítményű erőmű mintegy 2 millió tonna tüzelőanyag-egyenértéket igényel évente. vagy körülbelül 5 millió. A nukleáris üzemanyag energiatermeléshez való felhasználása nem igényel oxigént, és nem jár együtt égéstermékek állandó kibocsátásával, ami ennek megfelelően nem igényel létesítményeket a légkörbe történő kibocsátások megtisztítására.

Az atomerőművek közelében található városok alapvetően környezetbarát zöld városok a világ minden országában, és ha ez nem így van, akkor ez az ugyanazon a területen található más iparágak és létesítmények befolyásának köszönhető. Ebben a tekintetben a TPP-k teljesen más képet festenek. Az oroszországi környezeti helyzet elemzése azt mutatja, hogy a hőerőművek a légkörbe kerülő összes káros kibocsátás több mint 25-ét teszik ki.

A hőerőművek mintegy 60 kibocsátása az európai részen és az Urálban fordul elő, ahol a környezetterhelés jelentősen meghaladja a határértéket. A legnehezebb ökológiai helyzet az Urál-, Közép- és Volga-vidéken alakult ki, ahol a kén- és nitrogénkihullás okozta terhelések helyenként 2-2,5-szeresével haladják meg a kritikus mértéket. Az atomenergia hátrányai közé tartozik a környezet radioaktív szennyeződésének potenciális veszélye olyan súlyos balesetek során, mint a csernobili.

Jelenleg a csernobili RBMK típusú reaktorokat használó atomerőművekben további biztonsági intézkedéseket hoztak, amelyek a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség NAÜ szerint teljes mértékben kizárják az ilyen súlyosságú balesetet, mivel a tervezett élettartam kimerült, az ilyen reaktorokat új generációs, fokozott biztonságú reaktorokra kell lecserélni. Mindazonáltal az atomenergia biztonságos felhasználásával kapcsolatos közvélemény változása láthatóan nem fog hamarosan bekövetkezni.

A radioaktív hulladékok elhelyezésének problémája nagyon akut az egész világ közössége számára. Ma már léteznek módszerek az atomerőművek radioaktív hulladékainak üvegesítésére, bitumenesítésére és cementálására, de a temetők építéséhez területekre van szükség, ahol ezeket a hulladékokat örök tárolásra helyezik el. A kis területű és nagy népsűrűségű országok komoly nehézségekkel küzdenek e probléma megoldásában. 2

Munka vége -

Ez a téma a következőkhöz tartozik:

Az atomenergia fejlesztésének kilátásai Oroszországban

Oroszország a világ egyik vezető energiahatalma lett, elsősorban az egyedülálló termelés megteremtésének, a termelés tudományos és műszaki ártalmatlanításának köszönhetően.

Ha további anyagra van szüksége ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:

Mit csinálunk a kapott anyaggal:

Ha ez az anyag hasznosnak bizonyult az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:

Azt gondolom, hogy a volt Szovjetunió országainak területén, ha atomerőművekről van szó, nagyon sok ember fejében rögtön a csernobili tragédia villan fel. Ezt nem olyan könnyű elfelejteni, és szeretném megérteni ezen állomások működési elvét, valamint megtudni előnyeiket és hátrányaikat.

Az atomerőmű működési elve

Az atomerőmű egyfajta nukleáris létesítmény, amely előtt az energia, majd a villamos energia előállítása a cél. Általánosságban elmondható, hogy a múlt század negyvenes évei az atomerőművek korszakának kezdetének tekinthetők. A Szovjetunióban különféle projekteket dolgoztak ki az atomenergia nem katonai, hanem békés célokra történő felhasználásával kapcsolatban. Az egyik ilyen békés cél a villamosenergia-termelés volt. Az 1940-es évek végén az első munka elkezdte ezt a gondolatot életre kelteni. Az ilyen állomások vízreaktoron működnek, ahonnan az energia szabadul fel és kerül át a különböző hűtőközegekbe. Mindezek során gőz szabadul fel, amely a kondenzátorban lehűl. Aztán a generátorokon keresztül az áram a városlakók házaiba megy.

Az atomerőművek összes előnye és hátránya

A legalapvetőbb és legmerészebb plusszal kezdem – nincs függés a nagy üzemanyag-felhasználástól. Ráadásul a nukleáris üzemanyag szállításának költsége rendkívül alacsony lesz, ellentétben a hagyományos üzemanyaggal. Szeretném megjegyezni, hogy ez nagyon fontos Oroszország számára, mivel ugyanazt a szenet szállítják Szibériából, és ez rendkívül drága.

Környezetvédelmi szempontból pedig: a légkörbe kerülő kibocsátások mennyisége évente megközelítőleg 13 000 tonna, és bármennyire is nagynak tűnik ez a szám, más vállalkozásokhoz képest ez a szám meglehetősen kicsi. Egyéb előnyök és hátrányok:

• sok vizet használnak fel, ami rontja a környezetet;
• a villamosenergia-termelés költsége gyakorlatilag megegyezik a hőerőművekével;
• nagy hátránya a balesetek szörnyű következményei (van erre elég példa).

Azt is szeretném megjegyezni, hogy miután az atomerőmű leállt, fel kell számolni, és ez az építési ár közel negyedébe kerülhet. Minden hiányosság ellenére az atomerőművek meglehetősen gyakoriak a világon.