Atomo istorija ir iae
5 (100%) 1 vote

Atomo istorija ir iae

TURINYS

TURINYS 1

Įvadas 2

Atomo branduolys, jo skilimas 3

Atomo branduolio sandara 3

Branduolinės jėgos. Branduolio ryšio energija 4

Kokios reakcijos vyksta atomo branduolyje 4

Branduolių dalijimasis 4

Ignalinos atominė elektrinė 5

Klimatas 5

IAE Generalinis planas 6

Ignalinos AE istorija 6

Radiacinė apsauga 6

Ar gali Ignalinos AE įvykti tokia avarija kaip Černobylyje? 7

Černobylio atominė elektrinė 7

Sprogo Ukrainoje – atgarsiai Lietuvoje 8

Ir Ignalinos AE sveikatos nesuteikia 9

Radiacija medicinoje, jos poveikis žmonėms. 9

Radiacinė tarša, kaip jos išvengti 11

Radiacinė sauga 12

Energijos pasirinkimas Europos ateičiai 13

Magnetinės termobranduolinės sintezės tyrimų laimėjimai 13

Magnetinio lauko izoliuota termobranduolinė sintezė 13

Pagrindinės tokamako dalys 13

Atominė bomba 14

Bombos sukūrimo istorija 14

Atominės bombos sprogimo procesas 15

Įvadas

Atominė energetika svarbi šaka ne tik vykstantiems procesams Ignalinos atominėje elektrinėje paaiškinti, bet ir daugelyje kitų pvz.: įvairiems pritaikymams medicinoje, atliekamiems tyrimams, kad žmonijos energijos pasirinkimas būtų efektyvesnis, bei skaudiems II pasaulinio karo įvykiams. Visa tai sieja – atomas.

Paaiškindami atomo sandarą, jo skilimą, branduolio dalijimąsi stengėmės, kad tema būtų kiekvienam suprantama. Branduolyje veikia stiprios branduolinės jėgos, didžiausias Lietuvoje dalinys suskaidantis atomą yra IAE.

Daugelis šalių, turinčių didelę patirtį branduolinės energijos srityje, suteikė ir toliau tebeteikia efektyvią paramą gerinant IAE saugą. Šios paramos tikslas užtikrinti, kad būtų laikomasi tarptautinių branduolinės saugos tikslų. Remiantis tikimybiniu saugos įvertinimu, dabartinį IAE saugos lygį galima palyginti su Vakarų šalių atominių elektrinių saugos lygiu; tačiau IAE neturi tokio saugos gaubto, kaip Vakarų šalių atominės elektrinės, kuris sulaikytų atsitiktinai į aplinką išmestas radioaktyvias medžiagas.

Šių saugos reikalavimų stengiamasi laikytis kiekvieną minutę, kad neištiktų žmonijos tokia pati katastrofa kaip Černobylyje. Avarija Černobylio atominėje elektrinėje, įvyko balandžio 26-ąją 1986 metais, kai sprogo branduolinis reaktorius. Būtent tokie reaktoriai yra ir Ignalinos AE. Todėl per anksti džiaugtis ir visiems teigti, kad jie saugūs ir patikimi. Radioaktyviųjų medžiagų poveikis dar ir šiandien turi įtakos daugelio žmonių sveikatai, jos švitina dabartinę kartą, švitins ir būsimas kartas, nes kai kurios mirtį nešančios radioaktyviosios medžiagos suskils ir taps nepavojingos tik po kokių 300 metų.

Radiacija.-viena iš svarbiausių ir įdomiausių temų. Kiek gali būti ji naudinga žmogui (Rentgeno spinduliai naudojami medicinoje tai pat yra radioaktyvūs), tiek pat ji gali būti žalinga (Spinduliuotė kenksminga ne tik žmogui ir faunai, bet florai. Faktas – šerno viduriuose po Černobylio sprogimo buvo aptiktas visas reaktorius, tiek pat kenksmingų dalelių).

Europos Sąjungos (ES) ekonomika priklauso nuo saugaus ir pakankamo energijos tiekimo. Saugios ir atsinaujinančios energijos šaltinis yra būtinas yra būtinas norint išlaikyti mūsų gyvenimo lygį.Europos mokslininkai plėtoja aplinkosaugai priimtinas, saugias ir atsinaujinančias energetikos technologijas. Termobranduolinė sintezė yra viena iš jų. Viename iš skyrių trumpai aprašome apie ją.

Atominė bomba – ginklas, naudojantis branduolinės reakcijos energiją ir turintis milžinišką griaunamąją galią. Tai vienas pavojingiausių žmonijos sukurtų ginklų, atnešęs tik mirtį. Jos sukūrimas prilygsta ugnies atsiradimui priešistoriniais laikais. ,,Taigi iš Dievo rankų pirmą kartą buvo atimta galimybė sunaikinti visą gyvybę žemėje, ir ši galia atsidūrė žmonių rankose…“

Atomo branduolys, jo skilimas

Atomo branduolio sandara

Atomas susideda iš branduolio ir elektronų apvalkalo. Atomų branduoliai sudaryti iš teigiamąjį krūvį turinčių protonų ir neutralių dalelių – neutronų. Kartu protonai ir neutronai vadinami nukleonais. Protonas (p) yra elementarioji dalelė, kurios krūvis lygus vienam teigiamajam elementariajam krūviui (1,6 × 10-19 C ), o rimties masė (mp = l,67 × 10-27 kg ) yra apie 1836 kartus didesnė už elektrono masę.

Neutronas (n) yra elektros krūvio neturinti elementarioji dalelė. Jos masė yra 1839 kartus didesnė už elektrono masę (apytiksliai lygi protono masei).

Branduolyje sukoncentruota beveik visa atomo masė (1 pav.) ir visas teigiamasis krūvis. Branduolių matmenys priklauso nuo juos sudarančių nukleonų skaičiaus. Branduolio skersmuo yra 10-14 – 10-15 m eilės, o atomo spindulys yra 10-10 m eilės. Atomo branduolys žymimas taip:

čia X – cheminio elemento simbolis, Z – protonų skaičius branduolyje (jis lygus elemento eilės numeriui Mendelejevo periodinėje elementų sistemoje).

A – masės skaičius (jis lygus branduolį sudarančių protonų skaičiaus Z ir neutronų skaičiaus N sumai).

Pavyzdžiui, užrašas žymi urano branduolį, kuris sudarytas iš 92 protonų (apvalkale 92 elektronai) ir 143 (235 – 92 = 143) neutronų.

Tam, kad nukleonai laikytųsi branduolyje ir šis nesuirtų veikiamas stiprių stūmos jėgų tarp teigiamą krūvį turinčių protonų, reikia ir labai stiprių
traukos jėgų. Tarp nukleonų veikiančios ypatingos jų sąveikos – traukos – jėgos vadinamos branduolinėmis jėgomis.

Šios jėgos labai stiprios. Pavyzdžiui, branduolinės traukos jėgos, veikiančios branduolyje tarp dviejų protonų yra apytiksliai 100 kartų stipresnės už tarp jų veikiančias elektrostatines stūmos jėgas. Branduolinės jėgos yra stipriosios sąveikos pavyzdys. Šios jėgos veikia mažu atstumu – 10-14 – 10-15 m. Tačiau didėjant atstumui tarp nukleonų, branduolinės jėgos greitai silpnėja ir beveik išnyksta, kai atstumas padidėja daugiau kaip 310-15 m.

Branduolinės jėgos. Branduolio ryšio energija

Branduolinės jėgos labai stipriai laiko nukleonus vienas prie kito. Todėl, norint suskaidyti branduolį į nukleonus, reikia atlikti didelį darbą, t.y. suteikti branduoliui energijos.

Energija, kurios reikia branduoliui visiškai suskaidyti į nukleonus, vadinama branduolio ryšio energija.

Dalijantis sunkiesiems arba jungiantis lengviesiems branduoliams, susidaro patvaresni branduoliai, o skilimo arba jungimosi reakcijos metu išsiskiria energija.

Kokios reakcijos vyksta atomo branduolyje

Branduolinė reakcija – sąveikaujančių su elementariosiomis dalelėmis arba vienas su kitu atomų branduolių kitimas. Kitaip sakant, branduolinė reakcija yra vieno elemento atomų branduolių virsmas kitų elementų atomų branduoliais.

Branduolinės reakcijos vyksta, kai dalelės labai suartėja ir patenka į branduolinių jėgų veikimo sferą.

Simbolinė branduolinės reakcijos schema:čia X – pirminis branduolys, Y – antrinis branduolys, a – veiklioji dalelė, b – antrinė dalelė.

Paprastai branduolinės reakcijos vyksta sunkiuosius branduolius apšaudant elementariosiomis dalelėmis arba lengvaisiais branduoliais.

Branduolinės reakcijos metu energija gali išsiskirti (tokia reakcija vadinama egzotermine) arba gali būti sugeriama (tokia reakcija vadinama endotermine). Praktiškai svarbesnės yra egzoterminės reakcijos. Jos yra atominės energijos gavimo pagrindas. Valdant veikliosios dalelės kinetinę energiją, galima valdyti pačią branduolinę reakciją.

Branduolių dalijimasis

1938 m. vokiečių mokslininkai Otas Hanas ir Fricas Štrasmanas, apšaudydami neutronais urano branduolius, atrado naujo tipo branduolinę reakciją – urano branduolių dalijimąsi. Jie apšaudė uraną neutronais ir atliko labai kruopščius susidariusios radioaktyvios medžiagos cheminius tyrimus. Tyrinėtojai pastebėjo, kad tarp produktų, atsiradusių uranui absorbavus neutronus, buvo ir Mendelejevo periodinės elementų sistemos vidurinės dalies elementai: baris, kriptonas ir kiti. Šių elementų masė yra daug mažesnė už urano masę. Švitinant urano branduolius lėtaisiais (šiluminiais) neutronais, branduoliai pasidalija į dvi beveik vienodas dalis – jodą ir itrį arba barį ir kriptoną, arba ksenoną ir stroncį, arba lantaną ir bromą, arba cezį ir rubidį ir panašiai. Be to, atsiranda vienas, du arba trys neutronai, išspinduliuojami  kvantai ir išsiskiria apie 200 MeV energija, kuri pasiskirsto tarp dalijimosi produktų.

Urano izotopo branduolių dalijimosi reakcija gali vykti taip:Panašiai dalijasi ir kitų sunkiųjų elementų branduoliai, kai jie „pagauna“ neutroną.

Sunkiųjų branduolių dalijimasis įmanomas tik todėl, kad jų rimties masė yra didesnė už dalijantis susidariusių skeveldrų (lengvesnių branduolių) rimties masių sumą. Dėl šio rimties masių skirtumo, dalijantis branduoliams išsiskiria milžiniška energija, vadinama branduoline. Ši energija proporcinga pirminių ir antrinių dalelių masių skirtumui ir randama remiantis Einšteino formuleŠioje formulėje šviesos greičio kvadratas yra labai didelis skaičius , todėl su mažais masės pokyčiais m susiję dideli energijos pokyčiai E.

Kaip rodo bandymai, dalijantis urano izotopo branduoliui, absorbavusiam neutroną, išsiskiria du – trys neutronai. Dalijantis branduoliams atsiradę centriniai neutronai gali suskaidyti kitus branduolius, kurie vėl išlaisvina 2 – 3 neutronus ir t.t. Neutronų kiekis, o kartu su juo ir skylančių branduolių kiekis didės. Tokio tipo branduolių dalijimosi reakcija vadinama grandinine. Vykstant grandininei reakcijai, ją sukeliančios dalelės (neutronai) susidaro kaip šios reakcijos produktai.

Praktiškai sukelti tokią reakciją ne taip paprasta. Tam tinka tik izotopai.

Tokio jo kiekio nepakanka reikiamam neutronų skaičiui sukurti ir grandininei reakcijai palaikyti. Didžiausią dalį gamtiniame urane sudaro urano izotopas (99,3%). Urano izotopo branduoliai skyla, veikiami tik labai greitų neutronų, kurių energija lygi 1 MeV. Be to, tik vienas neutronas iš penkių sukelia urano izotopo branduolio dalijimąsi. Kitus neutronus branduolys taip pat „pagauna“, tačiau jie nesukelia branduolio dalijimosi.

Ignalinos atominė elektrinė

Klimatas

Ignalinos AE yra vidutinio klimato juostoje. Ir nors toks klimatas būdingas Lietuvai, visgi šio regiono klimatas, dėl įsiveržiančių oro masių iš gretimų geografinių zonų, yra gana permainingas. Palyginus šį regioną su kitais Lietuvos regionais išaiškėja, kad čia temperatūrų pokyčiai per visus metus yra žymiai didesni negu kituose regionuose – žiemos čia ilgesnės ir šaltesnės,o vasaros – trumpesnės.

Per metus per šį regioną praslenka apie 170 atmosferos frontų.
vakarų ir pietų vėjai. Ypač stiprūs esti vakarų ir pietryčių krypties vėjai. Vidutinis vėjo greitis siekia 3,5 metrų per sekundę. Maksimalus greitis kartais pasiekia ir 28 metrus per sekundę. Pavasarį vidutinis mėnesinis vėjo greitis siekia 3,1 m per sekundę, vasarą – 2,7 m per sekundę, rudenį – 3,4 m per sekundę ir žiemą – 3,7 m per sekundę.

IAE Generalinis planasIgnalinos AE užima 0,75 km2 plotą, pastatai užima 0,2 km2 ploto. Ignalinos AE turi du panašius blokus su RBMK-1500 reaktoriais. Kiekvienas blokas susideda iš šešių įrenginių. Pagrindiniai Ignalinos AE pastatai yra nutolę nuo Drūkšių ežero už 400-500 metrų.

Abu blokai turi bendras patalpas: mažo radioaktyvumo atliekų saugyklą, kietųjų radioaktyviųjų atliekų saugyklą, skystų radioaktyviųjų atliekų perdirbimo korpusą ir t. t.

Ignalinos AE istorija

1974 m. prasidėjo parengiamieji IAE statybos darbai.

1978 m. kovo mėnesį pradėti žemės darbai 1 energetinio bloko statyboje, kurie buvo užbaigti rugsėjo mėnesį. Balandžio mėnesį priduotas valdymo įrenginių blokas. .

1980 m. pradžioje baigti techninio vandens užtvarų montavimo darbai. Rugsėjo mėnesį užbaigti 2 energetinio bloko žemės darbai.

1981 m. pradžioje iškeltos avarijų lokalizacijos sienos iki 20 metrų ir baigta betonuoti pirmojo reaktoriaus šachta. Gegužės mėnesį pradėta montuoti priverstinės vandens cirkuliacijos vamzdynų sistema. Pradėtas reaktoriaus salės metalo konstrukcijų montavimas.

1983 m. gruodžio 31 d. paleistas pirmasis blokas. Pradėtas statyti 3 energetinis blokas.

1986 m. buvo užbaiginėjami visi montažo darbai. Antrą reaktorių buvo planuojama pradėti eksploatuoti 1986 m., bet dėl avarijos Černobylyje eksploatavimo darbai buvo nukelti į 1987 metus.

1987 m. rugpjūčio 31 d. pradėjo dirbti 2 blokas. Tuo metu jau buvo pastatyta 60 % trečiojo energobloko, bet netrukus statybos buvo užkonservuotos.

1989 m. 3 reaktoriaus statyba buvo pilnai sustabdyta. Per 11 metų buvo pastatyta pati galingiausia atominė elektrinė pasaulyje. Statant atominę elektrinę buvo pastatyta: 142 km kelių, 50 km geležinkelio kelių, 390 km ryšio linijų, 334 km elektros linijų, 133 km kanalizacijos linijų ir 164 km šiluminių tinklų. Taip pat buvo sunaudota 3544000 m3 gelžbetonio konstrukcijų, 76480 t armatūros. Dabar Ignalinos AE dirba 4634 darbuotojai, iš jų – 1290 moterų. 92,4% darbuotojų – Lietuvos Respublikos piliečiai.

2001 m. vasario 19 d. Lietuvos Respublikos Vyriausybė patvirtino Valstybės įmonės Ignalinos atominės elektrinės pirmojo bloko eksploatavimo nutraukimo programą.

2004 m. gruodžio 31 d. Uždarytas Ignalinos AE pirmasis blokas, antrąjį bloką numatoma uždaryti vėliausiai iki 2009 metų gruodžio 31 dienos.

Radiacinė apsauga

Elektrinėje numatyti specialūs elementai ir sistema, kuri garantuoja elektrinės ir aplinkos apsaugą nuo radiacijos esant normaliam elektrinės darbui ir kilus avarinėms situacijoms.

Apsaugą nuo radiacijos užtikrina ir ją kontroliuoja:

• labai patikima automatizuota valdymo ir apsaugos sistema;

• reaktoriaus avarinio aušinimo sistema;

• avarijų lokalizavimo sistema;

• strypų apvalkalų hermetiškumo kontrolės sistema;

• elektrinės išmetamų dujų-aerozolinių atliekų valymo nuo radioaktyvių medžiagų specializuoti įrengimai;

• skystų radioaktyvių atliekų pašalinimo, perdirbimo ir saugojimo sistema;

• elektrinės apsaugos nuo radiacijos automatizuota kontrolės sistema;

• išmetamų dujų-aerozolinių ir skystų medžiagų kontrolės automatizuota sistema;

• aplinkos radiacinės kontrolės automatizuota sistema;.

Ar gali Ignalinos AE įvykti tokia avarija kaip Černobylyje?

Černobylio avarijos pasekmės yra unikalios. Avarijos pagrindinė priežastis yra ne tiek operatorių padarytos klaidos, kiek pačių tuometinių RBMK tipo reaktorių projekto trūkumai, nes tam tikruose eksploatacijos režimuose aktyviosios zonos reaktyvumo koeficientas buvo teigiamas. Tai jokiom aplinkybėm neleistinas trūkumas, kuris nulėmė pražūtingas pasekmes. Svarbu pažymėti, jog šis trūkumas yra pašalintas. Atlikti įrangos patobulinimai pakeitė Ignalinos AE neutronines charakteristikas. Tai ir strypų-sugėriklių įvedimas, kuro sodrumo pakeitimas ir valdymo strypų konstrukcijos modernizacija. Dėl to dabartiniai Ignalinos AE reaktoriai negali būti sutapatinami su Černobylyje buvusiais reaktoriais. Įvykdyti pakeitimai garantuoja, kad bendras reaktyvumo koeficientas išlieka neigiamas esant visoms galimoms aplinkybėms. Ši charakteristika buvo verifikuota plačia tarptautinių ekspertų analize. Netgi mažai tikėtino įvykio metu, t.y. padarius panašias klaidas kaip ir Černobylio avarijoje, pasekmės būtų ribotos ir nenukentėt ų nei šalia esantys gyventojai, nei elektrinės darbuotojai.

Černobylio atominė elektrinė

Černobylio atominė elektrinė Ukrainoje buvo pradėta statyti 1971 metais, o 1983-iaisiais jau veikė keturi RBMK tipo reaktoriai, gaminę keturis milijonus kilovatų elektros energijos. Ignalinos atominė elektrinė pradėta statyti 1975-aisiais, pirmasis reaktorius pradėjo veikti 1983-iaisiais. Vėliau buvo sumontuotas ir antrasis reaktorius. Sovietų mokslininkai ilgą laiką teigė, kad SSRS gaminami RBMK tipo reaktoriai yra pasaulyje ne tiktai galingiausi, bet ir saugiausi. To meto spaudoje pasirodydavo tokių teiginių:
„RBMK sistemos atominiai reaktoriai yra visiškai nepavojingi. Jokių didelių avarijų čia negali būti. Tai tiesiog neįmanoma. Pati konstrukcijos technologija avariją padaro negalimą…“ Tačiau avarija Černobylio atominėje elektrinėje, įvykusi naktį iš balandžio 25-osios į 26-ąją 1986 metais, kai sprogo branduolinis reaktorius ketvirtajame bloke, įrodė ką kita. Apie reaktorių saugumą ir patikimumą jau nebebuvo kalbų, tačiau labiau susirūpinta jų apsauga, kontrole, priežiūra. Būtent tokie reaktoriai yra ir Ignalinos AE. Todėl per anksti džiaugtis ir visiems teigti, kad jie saugūs ir patikimi. Radioaktyviųjų medžiagų poveikis dar ir šiandien turi įtakos daugelio žmonių sveikatai, jos švitina dabartinę kartą, švitins ir būsimas kartas, nes kai kurios mirtį nešančios radioaktyviosios medžiagos suskils ir taps nepavojingos tik po kokių 300 metų.

Šiuo metu Jūs matote 32% šio straipsnio.
Matomi 2349 žodžiai iš 7419 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.