Kazi ya utafiti katika fizikia "Nishati ya nyuklia: pluses na minuses". Nishati ya nyuklia (nyuklia).

Matumizi makubwa ya nishati ya nyuklia yalianza kutokana na maendeleo ya kisayansi na kiteknolojia, sio tu katika uwanja wa kijeshi, bali pia kwa madhumuni ya amani. Leo haiwezekani kufanya bila hiyo katika sekta, nishati na dawa.

Hata hivyo, matumizi ya nishati ya nyuklia haina faida tu, bali pia hasara. Kwanza kabisa, ni hatari ya mionzi, kwa wanadamu na kwa mazingira.

Matumizi ya nishati ya nyuklia yanaendelea katika pande mbili: matumizi ya nishati na matumizi ya isotopu za mionzi.

Hapo awali, nishati ya atomiki ilitakiwa kutumika tu kwa madhumuni ya kijeshi, na maendeleo yote yalikwenda katika mwelekeo huu.

Matumizi ya nishati ya nyuklia katika nyanja ya kijeshi

Idadi kubwa ya vifaa vyenye kazi sana hutumiwa kutengeneza silaha za nyuklia. Wataalamu wanakadiria kwamba vichwa vya nyuklia vina tani kadhaa za plutonium.

Silaha za nyuklia zinarejelewa kwa sababu husababisha uharibifu katika maeneo makubwa.

Kulingana na anuwai na nguvu ya malipo, silaha za nyuklia zimegawanywa katika:

• Mbinu.
• Uendeshaji-mbinu.
• Mkakati.

Silaha za nyuklia zimegawanywa katika atomiki na hidrojeni. Silaha za nyuklia zinatokana na athari zisizodhibitiwa za msururu wa mpasuko wa viini vizito na miitikio. Kwa mmenyuko wa mnyororo, urani au plutonium hutumiwa.

Uhifadhi wa kiasi kikubwa cha vifaa vya hatari ni tishio kubwa kwa wanadamu. Na matumizi ya nishati ya nyuklia kwa madhumuni ya kijeshi yanaweza kusababisha matokeo mabaya.

Kwa mara ya kwanza, silaha za nyuklia zilitumiwa mnamo 1945 kushambulia miji ya Japan ya Hiroshima na Nagasaki. Matokeo ya shambulio hili yalikuwa mabaya sana. Kama unavyojua, hii ilikuwa matumizi ya kwanza na ya mwisho ya nishati ya nyuklia katika vita.

Wakala wa Kimataifa wa Nishati ya Atomiki (IAEA)

IAEA ilianzishwa mwaka 1957 kwa lengo la kuendeleza ushirikiano kati ya nchi katika nyanja ya matumizi ya nishati ya atomiki kwa madhumuni ya amani. Tangu mwanzo kabisa, shirika hilo limekuwa likitekeleza mpango wa "Usalama wa Nyuklia na Ulinzi wa Mazingira".

Lakini kazi muhimu zaidi ni udhibiti wa shughuli za nchi katika nyanja ya nyuklia. Shirika linadhibiti kwamba uendelezaji na matumizi ya nishati ya nyuklia hutokea kwa madhumuni ya amani pekee.

Madhumuni ya mpango huu ni kuhakikisha matumizi salama ya nishati ya nyuklia, ulinzi wa mwanadamu na mazingira kutokana na athari za mionzi. Shirika hilo pia lilichunguza matokeo ya ajali katika kinu cha nyuklia cha Chernobyl.

Wakala pia unaunga mkono utafiti, maendeleo na matumizi ya nishati ya nyuklia kwa madhumuni ya amani na hufanya kama mpatanishi katika ubadilishanaji wa huduma na nyenzo kati ya wanachama wa wakala.

Pamoja na Umoja wa Mataifa, IAEA inafafanua na kuweka viwango vya usalama na afya.

Nguvu za nyuklia

Katika nusu ya pili ya arobaini ya karne ya ishirini, wanasayansi wa Soviet walianza kuendeleza miradi ya kwanza ya matumizi ya amani ya atomi. Mwelekeo kuu wa maendeleo haya ulikuwa tasnia ya nguvu ya umeme.

Na mnamo 1954, kituo kilijengwa huko USSR. Baada ya hapo, programu za ukuaji wa haraka wa nishati ya nyuklia zilianza kutengenezwa huko USA, Great Britain, Ujerumani na Ufaransa. Lakini nyingi katika hizo hazikutimia. Kama ilivyotokea, mtambo wa nyuklia haukuweza kushindana na vituo vinavyotumia makaa ya mawe, gesi na mafuta ya mafuta.

Lakini baada ya kuanza kwa msukosuko wa nishati duniani na kupanda kwa bei ya mafuta, mahitaji ya nishati ya nyuklia yaliongezeka. Katika miaka ya 70 ya karne iliyopita, wataalam waliamini kwamba uwezo wa mitambo yote ya nyuklia inaweza kuchukua nafasi ya nusu ya mimea ya nguvu.

Katikati ya miaka ya 80, ukuaji wa nishati ya nyuklia ulipungua tena, nchi zilianza kurekebisha mipango ya ujenzi wa mitambo mpya ya nyuklia. Hii iliwezeshwa na sera ya uhifadhi wa nishati na kushuka kwa bei ya mafuta, pamoja na maafa katika kiwanda cha Chernobyl, ambayo yalikuwa na matokeo mabaya sio tu kwa Ukraine.

Baada ya hapo, baadhi ya nchi zilisimamisha kabisa ujenzi na uendeshaji wa vinu vya nyuklia.

Nishati ya nyuklia kwa usafiri wa anga

Zaidi ya dazeni tatu za vinu vya nyuklia viliruka angani, vilitumiwa kutoa nishati.

Wamarekani walitumia kinu cha nyuklia angani kwa mara ya kwanza mnamo 1965. Uranium-235 ilitumika kama mafuta. Alifanya kazi kwa siku 43.

Katika Umoja wa Kisovyeti, Reactor ya Romashka ilizinduliwa katika Taasisi ya Nishati ya Atomiki. Ilitakiwa kutumika kwenye vyombo vya anga pamoja na Lakini baada ya majaribio yote, haikuzinduliwa angani.

Ufungaji uliofuata wa nyuklia wa Buk ulitumiwa kwenye satelaiti ya uchunguzi wa rada. Kifaa cha kwanza kilizinduliwa mnamo 1970 kutoka kwa Baikonur cosmodrome.

Leo, Roskosmos na Rosatom wanapendekeza kuunda chombo cha anga ambacho kitakuwa na injini ya roketi ya nyuklia na kitaweza kufika Mwezi na Mirihi. Lakini kwa sasa, yote ni katika hatua ya pendekezo.

Matumizi ya nishati ya nyuklia katika tasnia

Nishati ya nyuklia inatumika kuongeza unyeti wa uchanganuzi wa kemikali na kutengeneza amonia, hidrojeni na kemikali zingine ambazo hutumiwa kutengeneza mbolea.

Nishati ya nyuklia, matumizi ambayo katika tasnia ya kemikali hufanya iwezekanavyo kupata vitu vipya vya kemikali, husaidia kuunda tena michakato inayotokea kwenye ukoko wa dunia.

Nishati ya nyuklia pia hutumiwa kusafisha maji ya chumvi. Utumiaji katika madini ya feri huruhusu kurejesha chuma kutoka kwa madini ya chuma. Kwa rangi - hutumiwa kwa ajili ya uzalishaji wa alumini.

Matumizi ya nishati ya nyuklia katika kilimo

Matumizi ya nishati ya nyuklia katika kilimo hutatua matatizo ya uteuzi na husaidia katika udhibiti wa wadudu.

Nishati ya nyuklia hutumiwa kuunda mabadiliko katika mbegu. Hii inafanywa ili kupata aina mpya zinazoleta mavuno mengi na zinazostahimili magonjwa ya mazao. Kwa hiyo, zaidi ya nusu ya ngano iliyokuzwa nchini Italia kwa ajili ya kutengeneza pasta ilikuzwa kwa kutumia mabadiliko.

Radioisotopu pia hutumiwa kuamua njia bora za kuweka mbolea. Kwa mfano, kwa msaada wao, iliamua kwamba wakati wa kukua mchele, inawezekana kupunguza matumizi ya mbolea za nitrojeni. Hii sio tu kuokoa pesa, lakini pia iliokoa mazingira.

Matumizi ya ajabu kidogo ya nishati ya nyuklia ni kuwasha mabuu ya wadudu. Hii inafanywa ili kuwaonyesha bila madhara kwa mazingira. Katika kesi hiyo, wadudu waliojitokeza kutoka kwa mabuu ya irradiated hawana watoto, lakini katika mambo mengine ni ya kawaida kabisa.

dawa ya nyuklia

Dawa hutumia isotopu zenye mionzi kufanya utambuzi sahihi. Isotopu za matibabu zina nusu ya maisha mafupi na haitoi hatari fulani kwa wengine na mgonjwa.

Utumiaji mwingine wa nishati ya nyuklia katika dawa uligunduliwa hivi karibuni. Hii ni tomografia ya positron. Inaweza kusaidia kugundua saratani katika hatua za mwanzo.

Utumiaji wa nishati ya nyuklia katika usafirishaji

Mwanzoni mwa miaka ya 50 ya karne iliyopita, majaribio yalifanywa kuunda tanki yenye nguvu ya nyuklia. Maendeleo yalianza nchini Marekani, lakini mradi huo haukufanywa kuwa hai. Hasa kutokana na ukweli kwamba katika mizinga hii hawakuweza kutatua tatizo la kuwalinda wafanyakazi.

Kampuni inayojulikana ya Ford ilikuwa ikifanya kazi kwenye gari ambalo lingetumia nishati ya nyuklia. Lakini utengenezaji wa mashine kama hiyo haukuenda zaidi ya mpangilio.

Jambo ni kwamba ufungaji wa nyuklia ulichukua nafasi nyingi, na gari likageuka kuwa la jumla sana. Reactor za kompakt hazikuwahi kuonekana, kwa hivyo mradi huo kabambe ulipunguzwa.

Labda usafiri maarufu zaidi unaoendesha nishati ya nyuklia ni meli mbalimbali, za kijeshi na za kiraia:

• Meli za usafiri.
• Wabebaji wa ndege.
• Nyambizi.
• Cruisers.
• Manowari za nyuklia.

Faida na hasara za kutumia nishati ya nyuklia

Leo, sehemu ya uzalishaji wa nishati duniani ni takriban asilimia 17. Ingawa ubinadamu hutumia lakini akiba yake haina mwisho.

Kwa hivyo, kama njia mbadala, hutumiwa.Lakini mchakato wa kuipata na kuitumia unahusishwa na hatari kubwa kwa maisha na mazingira.

Kwa kweli, athari za nyuklia zinaboreshwa kila wakati, hatua zote za usalama zinachukuliwa, lakini wakati mwingine hii haitoshi. Mfano ni ajali za Chernobyl na Fukushima.

Kwa upande mmoja, reactor inayofanya kazi vizuri haitoi mionzi yoyote kwenye mazingira, wakati idadi kubwa ya vitu vyenye madhara huingia kwenye anga kutoka kwa mimea ya nguvu ya joto.

Hatari kubwa ni mafuta yaliyotumiwa, usindikaji wake na uhifadhi. Kwa sababu hadi sasa, njia salama kabisa ya kutupa taka za nyuklia haijavumbuliwa.

Faida na hasara za mitambo ya nyuklia "Wacha chembe iwe mfanyakazi, sio askari." Faida na hasara
mitambo ya nyuklia
“Acheni chembe ifanye kazi, na
sio askari."

Kifaa cha NPP

Kiwanda cha nguvu za nyuklia (NPP) - ufungaji wa nyuklia kwa ajili ya uzalishaji wa nishati

Faida na hasara za mitambo ya nyuklia

Faida za mtambo wa nyuklia

Wagon kwa usafirishaji wa mafuta ya nyuklia

10. Faida kubwa ya mtambo wa nyuklia ni usafi wake wa mazingira.

11. Hakuna uzalishaji kama huo kwenye vinu vya nyuklia.

12.

13. Mitambo ya nguvu zaidi ya nyuklia duniani

14.

15.

16. Hasara za mitambo ya nyuklia

17.

18. Kiasi cha taka za mionzi ni ndogo sana, ni compact sana, na inaweza kuhifadhiwa chini ya hali ambayo inahakikisha haina kuvuja kwa nje.

19. Bilibino NPP ndio mtambo pekee wa nguvu za nyuklia katika ukanda wa barafu.

20.

21. Atomu ya amani lazima iishi

Matumizi ya nishati ya nyuklia katika ulimwengu wa kisasa ni muhimu sana kwamba ikiwa tungeamka kesho na nishati ya athari ya nyuklia ikatoweka, ulimwengu kama tunavyojua labda utakoma kuwapo. Amani ndio msingi wa uzalishaji wa viwanda na maisha katika nchi kama Ufaransa na Japan, Ujerumani na Uingereza, USA na Urusi. Na ikiwa nchi mbili za mwisho bado zinaweza kuchukua nafasi ya vyanzo vya nishati ya nyuklia na vituo vya mafuta, basi kwa Ufaransa au Japan hii haiwezekani.

Matumizi ya nishati ya nyuklia husababisha matatizo mengi. Kimsingi, matatizo haya yote yanahusiana na ukweli kwamba kwa kutumia nishati ya kisheria ya kiini cha atomiki (ambayo tunaita nishati ya nyuklia) kwa manufaa ya mtu mwenyewe, mtu hupokea uovu mkubwa kwa namna ya taka yenye mionzi ambayo haiwezi kutupwa tu. Taka kutoka kwa vyanzo vya nishati ya nyuklia zinahitaji kuchakatwa, kusafirishwa, kuzikwa na kuhifadhiwa kwa muda mrefu katika hali salama.

Faida na hasara, faida na madhara kutokana na matumizi ya nishati ya nyuklia

Fikiria faida na hasara za matumizi ya nishati ya atomiki-nyuklia, faida zao, madhara na umuhimu katika maisha ya Mwanadamu. Ni dhahiri kwamba nchi zilizoendelea kiviwanda pekee ndizo zinahitaji nishati ya nyuklia leo. Hiyo ni, nishati ya nyuklia ya amani hupata matumizi yake kuu katika vifaa kama vile viwanda, viwanda vya usindikaji, nk. Ni viwanda vinavyotumia nishati nyingi ambavyo viko mbali na vyanzo vya umeme wa bei nafuu (kama vile mitambo ya kuzalisha umeme kwa maji) vinavyotumia mitambo ya nyuklia ili kuhakikisha na kuendeleza michakato yao ya ndani.

Mikoa na miji ya kilimo haihitaji nishati ya nyuklia. Inawezekana kabisa kuibadilisha na vituo vya joto na vingine. Inatokea kwamba ustadi, upatikanaji, maendeleo, uzalishaji na matumizi ya nishati ya nyuklia kwa sehemu kubwa inalenga kukidhi mahitaji yetu ya bidhaa za viwandani. Wacha tuone ni aina gani ya tasnia hizi: tasnia ya magari, tasnia ya kijeshi, madini, tasnia ya kemikali, tata ya mafuta na gesi, nk.

Je, mtu wa kisasa anataka kuendesha gari jipya? Je! Unataka kuvaa mavazi ya kisasa, kula synthetics, na kuweka kila kitu kwenye synthetics? Unataka bidhaa angavu za maumbo na saizi tofauti? Je, unataka simu, runinga, kompyuta zote mpya? Unataka kununua mengi, mara nyingi hubadilisha vifaa karibu nawe? Unataka kula chakula kitamu cha kemikali kutoka kwa pakiti za rangi? Je, unataka kuishi kwa amani? Je, ungependa kusikia hotuba tamu kutoka kwenye skrini ya TV? Je! unataka kuwa na mizinga mingi, pamoja na makombora na wasafiri, pamoja na makombora na mizinga?

Na anapata yote. Haijalishi kwamba mwishowe tofauti kati ya neno na tendo husababisha vita. Haijalishi kwamba nishati pia inahitajika kwa ajili ya matumizi yake. Hadi sasa, mtu ni utulivu. Anakula, anakunywa, anaenda kazini, anauza na kununua.

Na hii yote inahitaji nishati. Na hii inahitaji mafuta mengi, gesi, chuma, nk. Na taratibu hizi zote za viwanda zinahitaji nishati ya atomiki. Kwa hivyo, haijalishi mtu yeyote anasema nini, hadi kiboreshaji cha kwanza cha muunganisho wa nyuklia kimewekwa katika safu, nishati ya nyuklia itakua tu.

Katika faida za nishati ya nyuklia, tunaweza kuandika kwa usalama kila kitu ambacho tumezoea. Kwa upande wa chini, matarajio ya kusikitisha ya kifo cha karibu katika kuporomoka kwa uharibifu wa rasilimali, matatizo ya taka ya nyuklia, ongezeko la watu na uharibifu wa ardhi ya kilimo. Kwa maneno mengine, nishati ya nyuklia iliruhusu mwanadamu kuanza kutawala asili kwa nguvu zaidi, na kulazimisha kupita kiasi kwamba katika miongo kadhaa alishinda kizingiti cha kuzaliana kwa rasilimali za kimsingi, kuanzia 2000 na 2010 mchakato wa kuporomoka kwa matumizi. Utaratibu huu hautegemei tena mtu.

Kila mtu atalazimika kula kidogo, kuishi kidogo na kufurahiya mazingira asilia kidogo. Hapa kuna nyongeza nyingine au minus ya nishati ya atomiki, ambayo iko katika ukweli kwamba nchi ambazo zimeijua atomi zitaweza kusambaza tena rasilimali zilizoisha za wale ambao hawajajua atomi. Zaidi ya hayo, tu maendeleo ya mpango wa fusion ya thermonuclear itawawezesha wanadamu kuishi tu. Sasa hebu tueleze kwenye vidole ni aina gani ya "mnyama" - nishati ya atomiki (nyuklia) na ni nini kinacholiwa na.

Misa, maada na nishati ya atomiki (nyuklia).

Mara nyingi mtu husikia taarifa kwamba "molekuli na nishati ni sawa", au hukumu hizo ambazo maneno E = mc2 inaelezea mlipuko wa bomu ya atomiki (nyuklia). Kwa kuwa sasa una uelewa wa kwanza wa nishati ya nyuklia na matumizi yake, itakuwa si busara kweli kukuchanganya na kauli kama vile "mass equals energy." Kwa hali yoyote, njia hii ya kutafsiri ugunduzi mkubwa sio bora zaidi. Inavyoonekana, hii ni akili tu ya vijana wanamageuzi, "Wagalilaya wa wakati mpya." Kwa kweli, utabiri wa nadharia, ambayo imethibitishwa na majaribio mengi, inasema tu kwamba nishati ina wingi.

Sasa tutaelezea mtazamo wa kisasa na kutoa maelezo mafupi ya historia ya maendeleo yake.
Wakati nishati ya mwili wowote wa nyenzo inapoongezeka, wingi wake huongezeka, na tunahusisha wingi huu wa ziada na ongezeko la nishati. Kwa mfano, wakati mionzi inafyonzwa, absorber inakuwa moto zaidi na wingi wake huongezeka. Hata hivyo, ongezeko ni ndogo sana kwamba inabaki nje ya usahihi wa kipimo katika majaribio ya kawaida. Kinyume chake, ikiwa dutu hutoa mionzi, basi inapoteza tone la wingi wake, ambalo linachukuliwa na mionzi. Swali pana zaidi linatokea: je, wingi wa maada hautegemewi na nishati, yaani, je, hakuna hifadhi kubwa ya nishati iliyo katika maada yote? Miaka mingi iliyopita, mabadiliko ya mionzi yalijibu hili vyema. Wakati atomi ya mionzi inaharibika, kiasi kikubwa cha nishati hutolewa (hasa katika mfumo wa nishati ya kinetic), na sehemu ndogo ya wingi wa atomi hupotea. Vipimo ni wazi juu ya hili. Kwa hivyo, nishati hubeba wingi nayo, na hivyo kupunguza wingi wa jambo.

Kwa hiyo, sehemu ya wingi wa jambo inaweza kubadilishana na wingi wa mionzi, nishati ya kinetic, nk Ndiyo maana tunasema: "nishati na suala zina uwezo wa kubadilishana." Kwa kuongezea, sasa tunaweza kuunda chembe za maada ambazo zina misa na zinaweza kubadilika kabisa kuwa mionzi, ambayo pia ina misa. Nishati ya mionzi hii inaweza kwenda katika aina nyingine, kuhamisha wingi wake kwao. Kinyume chake, mionzi inaweza kubadilishwa kuwa chembe za maada. Kwa hivyo badala ya "nishati ina misa" tunaweza kusema "chembe za maada na mionzi zinaweza kubadilika, na kwa hivyo zina uwezo wa kubadilishana na aina zingine za nishati." Huu ni uumbaji na uharibifu wa maada. Matukio hayo ya uharibifu hayawezi kutokea katika nyanja ya fizikia ya kawaida, kemia, na teknolojia, lakini lazima yatafutwa ama katika mchakato wa microscopic lakini hai unaochunguzwa na fizikia ya nyuklia, au katika tanuru ya joto ya juu ya mabomu ya atomiki, katika jua na nyota. Hata hivyo, itakuwa haina maana kusema kwamba "nishati ni wingi". Tunasema: "nishati, kama jambo, ina wingi."

Misa ya jambo la kawaida

Tunasema kwamba wingi wa jambo la kawaida lina kiasi kikubwa cha nishati ya ndani sawa na bidhaa ya wingi na (kasi ya mwanga)2. Lakini nishati hii iko katika wingi na haiwezi kutolewa bila kutoweka kwa angalau sehemu yake. Wazo hilo la ajabu lilikujaje na kwa nini halikugunduliwa mapema? Ilipendekezwa mapema - majaribio na nadharia katika aina tofauti - lakini hadi karne ya ishirini, mabadiliko ya nishati hayakuzingatiwa, kwa sababu katika majaribio ya kawaida inalingana na mabadiliko madogo sana ya misa. Walakini, sasa tuna hakika kuwa risasi ya kuruka, kwa sababu ya nishati yake ya kinetic, ina misa ya ziada. Hata katika 5,000 m/sec, risasi ambayo ilikuwa na uzito wa 1g wakati wa kupumzika ingekuwa na jumla ya uzito wa 1.00000000001g. Platinum nyeupe-moto yenye uzito wa 1kg ingeongeza 0.0000000000004kg kwa jumla, na kwa kweli hakuna mabadiliko haya yangeweza kusajili. Ni wakati tu kiasi kikubwa cha nishati kinatolewa kutoka kwa kiini cha atomiki, au wakati "projectile" za atomiki zinapoongezwa kwa kasi karibu na kasi ya mwanga, ambapo wingi wa nishati huonekana.

Kwa upande mwingine, hata tofauti kidogo inayoonekana katika misa inaashiria uwezekano wa kutoa kiasi kikubwa cha nishati. Kwa hivyo, atomi za hidrojeni na heliamu zina wingi wa jamaa wa 1.008 na 4.004. Ikiwa nuclei nne za hidrojeni zingeweza kuunganishwa katika kiini kimoja cha heliamu, basi wingi wa 4.032 ungebadilika hadi 4.004. Tofauti ni ndogo, tu 0.028, au 0.7%. Lakini itamaanisha kutolewa kwa nishati kubwa (haswa katika mfumo wa mionzi). Kilo 4.032 ya hidrojeni ingetoa kilo 0.028 ya mionzi, ambayo ingekuwa na nishati ya takriban 600000000000 Kal.

Linganisha hii na cal 140,000 iliyotolewa wakati kiasi sawa cha hidrojeni kinapounganishwa na oksijeni katika mlipuko wa kemikali.
Nishati ya kinetic ya kawaida hutoa mchango mkubwa kwa wingi wa protoni za haraka sana zinazozalishwa na cyclotron, na hii inaleta matatizo wakati wa kufanya kazi na mashine hizo.

Kwa nini bado tunaamini kwamba E=mc2

Sasa tunaona hii kama matokeo ya moja kwa moja ya nadharia ya uhusiano, lakini tuhuma za kwanza ziliibuka tayari kuelekea mwisho wa karne ya 19, kuhusiana na mali ya mionzi. Kisha ilionekana uwezekano kwamba mionzi ilikuwa na wingi. Na kwa kuwa mionzi hubeba, kama kwenye mbawa, kwa kasi ya nishati, kwa usahihi zaidi, ni nishati yenyewe, basi mfano wa molekuli ya kitu "isiyo na maana" umeonekana. Sheria za majaribio ya sumaku-umeme zilitabiri kwamba mawimbi ya sumakuumeme lazima yawe na "misa". Lakini kabla ya kuundwa kwa nadharia ya uhusiano, ni fantasia tu isiyozuiliwa ingeweza kupanua uwiano wa m=E/c2 kwa aina nyinginezo za nishati.

Aina zote za mionzi ya sumakuumeme (mawimbi ya redio, infrared, inayoonekana na mwanga wa ultraviolet, nk) ina baadhi ya vipengele vya kawaida: zote hueneza kupitia nafasi tupu kwa kasi sawa, na zote hubeba nishati na kasi. Tunafikiria mwanga na mionzi mingine kwa namna ya mawimbi yanayoenea kwa kasi ya juu lakini ya uhakika c=3*108 m/sec. Nuru inapopiga uso wa kunyonya, joto hutolewa, kuonyesha kwamba mwanga wa mwanga hubeba nishati. Nishati hii lazima ieneze pamoja na mtiririko kwa kasi sawa ya mwanga. Kwa kweli, kasi ya mwanga hupimwa hasa kwa njia hii: kwa wakati wa kukimbia kwa umbali mkubwa na sehemu ya nishati ya mwanga.

Nuru inapogonga uso wa baadhi ya metali, huondoa elektroni, ambazo huruka nje kana kwamba zimegongwa na mpira mdogo. , inaonekana, inasambazwa katika sehemu zilizojilimbikizia, ambazo tunaziita "quanta". Hii ni asili ya quantum ya mionzi, licha ya ukweli kwamba sehemu hizi, inaonekana, zinaundwa na mawimbi. Kila sehemu ya mwanga yenye urefu sawa wa wimbi ina nishati sawa, "quantum" fulani ya nishati. Sehemu hizo hukimbia kwa kasi ya mwanga (kwa kweli, ni mwanga), kuhamisha nishati na kasi (kasi). Yote hii inafanya uwezekano wa kuhusisha molekuli fulani kwa mionzi - misa fulani inahusishwa na kila sehemu.

Wakati mwanga unaonyeshwa kutoka kwa kioo, hakuna joto hutolewa, kwa sababu boriti iliyojitokeza hubeba nishati yote, lakini shinikizo hufanya juu ya kioo, sawa na shinikizo la mipira ya elastic au molekuli. Ikiwa, badala ya kioo, mwanga hupiga uso mweusi wa kunyonya, shinikizo inakuwa nusu zaidi. Hii inaonyesha kwamba boriti hubeba kasi inayozungushwa na kioo. Kwa hivyo, nuru hufanya kama ina misa. Lakini kuna njia nyingine ya kujua kuwa kitu kina misa? Je, wingi upo kwa njia yake yenyewe, kama vile urefu, kijani kibichi, au maji? Au ni dhana ya bandia inayofafanuliwa na tabia kama Unyenyekevu? Misa, kwa kweli, inajulikana kwetu katika maonyesho matatu:

• A. Taarifa isiyoeleweka inayobainisha kiasi cha "kitu" (Misa kutoka kwa mtazamo huu ni asili katika dutu - chombo ambacho tunaweza kuona, kugusa, kusukuma).
• B. Taarifa fulani zinazoiunganisha na kiasi kingine cha kimwili.
• B. Misa imehifadhiwa.

Inabakia kufafanua wingi kwa suala la kasi na nishati. Kisha kitu chochote cha kusonga kwa kasi na nishati lazima iwe na "misa". Uzito wake unapaswa kuwa (kasi)/(kasi).

Nadharia ya uhusiano

Tamaa ya kuunganisha pamoja mfululizo wa vitendawili vya majaribio kuhusu nafasi kamili na wakati vilizua nadharia ya uhusiano. Aina mbili za majaribio yenye mwanga zilitoa matokeo yanayokinzana, na majaribio ya umeme yalizidisha mzozo huu. Kisha Einstein alipendekeza kubadilisha sheria rahisi za kijiometri za kuongeza vector. Mabadiliko haya ndio kiini cha "nadharia yake maalum ya uhusiano".

Kwa kasi ya chini (kutoka konokono polepole hadi kasi ya roketi), nadharia mpya inalingana na ya zamani.
Kwa kasi ya juu, kulinganishwa na kasi ya mwanga, kipimo chetu cha urefu au wakati kinarekebishwa na harakati ya mwili kuhusiana na mwangalizi, hasa, umati wa mwili unakuwa mkubwa zaidi, kwa kasi unasonga.

Kisha nadharia ya uhusiano ikatangaza kwamba ongezeko hili la wingi lilikuwa la asili ya jumla kabisa. Kwa kasi ya kawaida, hakuna mabadiliko, na tu kwa kasi ya 100,000,000 km / h misa huongezeka kwa 1%. Walakini, kwa elektroni na protoni zinazotolewa kutoka kwa atomi za mionzi au viongeza kasi vya kisasa, hufikia 10, 100, 1000%. Majaribio ya chembe hizo za nishati nyingi hutoa ushahidi bora wa uhusiano kati ya wingi na kasi.

Kwa upande mwingine ni mionzi ambayo haina misa ya kupumzika. Sio dutu na haiwezi kutunzwa; ina misa tu, na inasonga kwa kasi c, kwa hivyo nishati yake ni mc2. Tunazungumza juu ya quanta kama fotoni tunapotaka kutambua tabia ya mwanga kama mkondo wa chembe. Kila fotoni ina wingi fulani wa m, nishati fulani E=mс2 na kiasi fulani cha mwendo (kasi).

Mabadiliko ya nyuklia

Katika baadhi ya majaribio ya viini, wingi wa atomi baada ya milipuko mikali haujumuishi kutoa misa sawa. Nishati iliyokombolewa huchukua sehemu fulani ya misa; kipande kilichokosekana cha nyenzo za atomiki kinaonekana kutoweka. Walakini, ikiwa tutaweka misa E/c2 kwa nishati iliyopimwa, tunapata kuwa misa imehifadhiwa.

Kuangamiza jambo

Tumezoea kufikiria misa kama mali isiyoweza kuepukika ya maada, kwa hivyo mpito wa molekuli kutoka kwa maada hadi mionzi - kutoka kwa taa hadi mwanga unaoruka unaonekana kama uharibifu wa maada. Hatua moja zaidi - na tutashangaa kujua nini kinatokea: elektroni chanya na hasi, chembe za suala, wakati zimeunganishwa pamoja, hugeuka kabisa kuwa mionzi. Uzito wa suala lao hugeuka kuwa wingi sawa wa mionzi. Hiki ni kisa cha kutoweka kwa maada kwa maana halisi kabisa. Kana kwamba katika mwelekeo, katika mwanga wa mwanga.

Vipimo vinaonyesha kuwa (nishati, mionzi wakati wa maangamizi) / c2 ni sawa na jumla ya wingi wa elektroni zote mbili - chanya na hasi. Antiprotoni, ikiunganishwa na protoni, huangamiza, kwa kawaida kwa kutolewa kwa chembe nyepesi na nishati ya juu ya kinetic.

Uumbaji wa jambo

Sasa kwa kuwa tumejifunza jinsi ya kudhibiti mionzi ya juu ya nishati (super-short-wave X-rays), tunaweza kuandaa chembe za suala kutoka kwa mionzi. Ikiwa lengo linapigwa na mihimili hiyo, wakati mwingine hutoa jozi ya chembe, kwa mfano, elektroni chanya na hasi. Na ikiwa tunatumia tena formula m=E/c2 kwa mionzi na nishati ya kinetic, basi wingi utahifadhiwa.

Kuhusu tata - Nishati ya Nyuklia (Atomiki).

• Matunzio ya picha, picha, picha.
• Nishati ya nyuklia, nishati ya atomiki - misingi, fursa, matarajio, maendeleo.
• Ukweli wa kuvutia, habari muhimu.
• Habari za kijani - Nishati ya nyuklia, nishati ya atomi.
• Marejeleo ya nyenzo na vyanzo - Nishati ya Nyuklia (Atomiki).

Faida na hasara za nishati ya nyuklia. Zaidi ya miaka 40 ya maendeleo ya nguvu za nyuklia ulimwenguni, vitengo vya nguvu vya 400 vimejengwa katika nchi 26 za ulimwengu na uwezo wa jumla wa nguvu wa karibu milioni 300 kW. Faida kuu za nishati ya nyuklia ni faida kubwa ya mwisho na kutokuwepo kwa uzalishaji wa bidhaa za mwako ndani ya anga kutoka kwa mtazamo huu, inaweza kuzingatiwa kama rafiki wa mazingira, hasara kuu ni hatari inayowezekana ya uchafuzi wa mazingira wa mionzi kwa fission. bidhaa za mafuta ya nyuklia wakati wa ajali kama vile Chernobyl au katika kituo cha Kisiwa cha Trimile cha Marekani na usindikaji wa matatizo ya mafuta ya nyuklia yaliyotumika.

Hebu tuangalie faida kwanza. Faida ya nishati ya nyuklia imeundwa na vipengele kadhaa.

Mmoja wao ni uhuru kutoka kwa usafirishaji wa mafuta. Ikiwa mtambo wa nguvu wenye uwezo wa kW milioni 1 unahitaji takriban tani milioni 2 za mafuta sawa kwa mwaka. au karibu 5 mln. Matumizi ya mafuta ya nyuklia kwa ajili ya uzalishaji wa nishati hauhitaji oksijeni na haiambatani na kutolewa mara kwa mara kwa bidhaa za mwako, ambayo, ipasavyo, haitahitaji ujenzi wa vifaa vya kusafisha uzalishaji katika anga.

Miji iliyo karibu na mitambo ya nyuklia kimsingi ni miji ya kijani kibichi katika nchi zote za ulimwengu, na ikiwa sivyo, basi hii ni kwa sababu ya ushawishi wa tasnia zingine na vifaa vilivyo kwenye eneo moja. Katika suala hili, TPPs hupiga picha tofauti kabisa. Mchanganuo wa hali ya mazingira nchini Urusi unaonyesha kuwa mitambo ya nguvu ya joto inachangia zaidi ya 25 ya uzalishaji wote hatari angani.

Takriban uzalishaji 60 kutoka kwa mitambo ya nguvu ya joto hutokea katika sehemu ya Uropa na Urals, ambapo mzigo wa mazingira unazidi kikomo. Hali ngumu zaidi ya kiikolojia imekua katika mikoa ya Ural, Kati na Volga, ambapo mizigo iliyoundwa na kuanguka kwa sulfuri na nitrojeni katika maeneo mengine huzidi zile muhimu kwa mara 2-2.5. Ubaya wa nishati ya nyuklia ni pamoja na hatari inayoweza kusababishwa na uchafuzi wa mionzi ya mazingira katika ajali mbaya kama vile Chernobyl.

Hivi sasa, kwenye mitambo ya nyuklia kwa kutumia vinu vya aina ya Chernobyl RBMK, hatua za ziada za usalama zimechukuliwa, ambazo, kulingana na IAEA ya Wakala wa Kimataifa wa Nishati ya Atomiki, huondoa kabisa ajali ya ukali huu, kwani maisha ya muundo yamechoka. vinu hivyo vinapaswa kubadilishwa na vinu vya usalama vilivyoongezeka vya kizazi kipya. Walakini, mabadiliko katika maoni ya umma kuhusiana na matumizi salama ya nishati ya atomiki hayatatokea hivi karibuni.

Tatizo la utupaji wa taka zenye mionzi ni kubwa sana kwa jamii nzima ya ulimwengu. Sasa tayari kuna mbinu za vitrification, bituminization na saruji ya taka ya mionzi kutoka kwa mitambo ya nyuklia, lakini maeneo yanahitajika kwa ajili ya ujenzi wa maeneo ya mazishi, ambapo taka hizi zitawekwa kwa hifadhi ya milele. Nchi zilizo na eneo dogo na msongamano mkubwa wa watu zinakabiliwa na matatizo makubwa katika kutatua tatizo hili. 2

Mwisho wa kazi -

Mada hii ni ya:

Matarajio ya maendeleo ya nishati ya nyuklia nchini Urusi

Urusi ikawa moja ya nguvu zinazoongoza za nishati ulimwenguni, haswa kwa sababu ya uundaji wa uzalishaji wa kipekee, utupaji wa kisayansi na kiufundi wa uzalishaji.

Ikiwa unahitaji nyenzo za ziada juu ya mada hii, au haukupata ulichokuwa unatafuta, tunapendekeza kutumia utaftaji kwenye hifadhidata yetu ya kazi:

Tutafanya nini na nyenzo zilizopokelewa:

Ikiwa nyenzo hii iligeuka kuwa muhimu kwako, unaweza kuihifadhi kwenye ukurasa wako kwenye mitandao ya kijamii:

Nadhani katika eneo la nchi za Umoja wa Kisovieti wa zamani, linapokuja suala la mitambo ya nyuklia, watu wengi mara moja wana maoni ya msiba wa Chernobyl vichwani mwao. Hii si rahisi kusahau na ningependa kuelewa kanuni ya uendeshaji wa vituo hivi, na pia kujua faida na hasara zao.

Kanuni ya uendeshaji wa mtambo wa nyuklia

Kiwanda cha nguvu za nyuklia ni aina ya ufungaji wa nyuklia, ambayo mbele yake lengo ni kuzalisha nishati, na baadaye umeme. Kwa ujumla, miaka ya arobaini ya karne iliyopita inaweza kuzingatiwa mwanzo wa enzi ya mitambo ya nyuklia. Katika USSR, miradi mbalimbali ilitengenezwa kuhusu matumizi ya nishati ya atomiki si kwa madhumuni ya kijeshi, lakini kwa amani. Kusudi moja kama hilo la amani lilikuwa uzalishaji wa umeme. Mwishoni mwa miaka ya 1940, kazi ya kwanza ilianza kuleta wazo hili. Vituo kama hivyo hufanya kazi kwenye reactor ya maji, ambayo nishati hutolewa na kuhamishiwa kwa baridi mbalimbali. Katika mchakato wa haya yote, mvuke hutolewa, ambayo hupozwa kwenye condenser. Na kisha kupitia jenereta, sasa huenda kwa nyumba za wakazi wa jiji.

Faida na hasara zote za mitambo ya nyuklia

Nitaanza na zaidi ya msingi na ya ujasiri - hakuna utegemezi wa matumizi makubwa ya mafuta. Kwa kuongeza, gharama ya kusafirisha mafuta ya nyuklia itakuwa ndogo sana, tofauti na mafuta ya kawaida. Ninataka kutambua kwamba hii ni muhimu sana kwa Urusi, kutokana na kwamba makaa ya mawe sawa hutolewa kutoka Siberia, na hii ni ghali sana.

Sasa, kutoka kwa mtazamo wa mazingira: kiasi cha uzalishaji katika anga kwa mwaka ni takriban tani 13,000, na, bila kujali jinsi takwimu hii inaweza kuonekana, ikilinganishwa na makampuni mengine, takwimu ni ndogo sana. Faida na hasara zingine:

• maji mengi hutumiwa, ambayo hudhuru mazingira;
• uzalishaji wa umeme ni kivitendo sawa katika gharama kama katika mitambo ya nishati ya joto;
• drawback kubwa ni matokeo ya kutisha ya ajali (kuna mifano ya kutosha).

Pia nataka kutambua kwamba, baada ya kiwanda cha nguvu za nyuklia kuacha kazi yake, ni lazima kufutwa, na hii inaweza gharama karibu robo ya bei ya ujenzi. Licha ya mapungufu yote, mitambo ya nyuklia ni ya kawaida sana ulimwenguni.