ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткое заключение к гл из "Введение в ядерную физику " Прошло немногим более двадцати лет с того времени, когда была впервые получена цепная реакция деления, а атомная энергия применяется сейчас практически во всех областях науки и техники и уже начинает вносить заметный вклад в энергетические ресурсы многих стран мира. Ниже будут рассмотрены некоторые последние достижения в области применения атомной энергии. [c.405] Всего 10 лет назад в г. Обнинске была пущена первая в мире промышленная атомная электростанция (АЭС) мощностью 5000 кет, а сейчас в разных странах уже работают 35 АЭС и строятся еще 30, причем электрические мощности некоторых из них измеряются сотнями тысяч киловатт. Только в одном Советском Союзе мощность действующих АЭС достигла 900 ООО кет. В качестве примеров можно привести Белоярскую АЭС им. И. В. Курчатова, первый блок которой имеет электрическую мощность ilOOOOO кет, и Нововоронежскую АЭС, первый блок которой имеет электрическую мощность 210 000 кет. [c.405] Стоимость атомной электроэнергии пока превосходит стоимость электроэнергии, получаемой на тепловых электростанциях. Однако экономический расчет, основанный на опыте эксплуатации атомных электростанций, показывает, что уже через 5—10 лет эти стоимости должны сравняться, а затем электроэнергия, вырабатываемая на АЭС, станет дешевле тепловой электроэнергии. Одним из условий экономической выгодности АЭС является большая мощность. Поэтому в дальнейшем будут строиться и уже строятся более мощные, чем действующие в настоящее время, АЭС. В ближайшие годы электрическая мощность АЭС будет приближаться к цифре 500 ООО кет. Примером является строящийся на Нововоронежской АЭС второй блок с электрической мощностью 365 ООО кет. [c.405] Легко подсчитать, что 1 г урана по энерговыделению эквивалентен примерно 2,5 г угля. Это значит, что для работы первого блока Нововоронежской АЭС в течение суток надо 800 г а для работы эквивалентной тепловой электростанции 2000 т угля. Последняя цифра говорит сама за себя. Если электростанцию строить около основного потребителя, то нужны огромные затраты на транспортирование угля на большие расстояния. Если же тепловые электростанции строить вблизи топливной базы, то возникает серьезная проблема передачи электроэнергии на большие расстояния. Причем эти обстоятельства с каждым годом будут играть все большую роль, так как указанные трудности значительно возрастают с ростом мощности электростанций. [c.406] Не надо забывать, кроме того, что запасов органического топлива на земле не так уж много. С учетом роста расхода его может хватить всего на 100—200 лет. Поэтому замена тепловых электростанций атомными позволит сохранить органическое топливо для нужд химии. [c.406] Наконец, немаловажным обстоятельством является то, что практически не существует ограничений для сооружения АЭС любой мощности, причем атомные электростанции гораздо меньше по размерам, чем электростанции другого вида такой же мощности. [c.406] Кроме создания мощных и сверхмощных АЭС в настоящее время большое внимание уделяется разработке небольших АЭС, удобных для эксплуатации в специфических условиях (например, в отдаленных районах). Так, например, в Советском Союзе построена транспортабельная атомная электростанция (ТЭС-3) электрической мощностью 1500 кет, которая смонтирована на четырех гусеничных транспортерах. ТЭС-3 имеет реактор водоводяного типа с двумя контурами. Он может работать без перезарядки более года. Общий вес ТЭС-3 (вместе с транспортерами) около 350 т, т. е. ее можно перевозить на большие расстояния по железной дороге. Кроме того, она может двигаться самоходом в любой труднодоступный район страны. [c.407] В атомных электростанциях преобразование атомной энергии в электрическую проходит через промежуточные этапы получения высокотемпературного пара, используемого для приведения в движение паровых турбин, соединенных с электрогенераторами. В этом смысле АЭС отличается от тепловой только типом блока, в котором получают тепловую энергию. Однако специфические особенности атомных источников тепла позволяют построить удобные источники тока, в которых осуществляется прямое преобразование тепловой энергии в электрическую (без паровых котлов, паровых турбин и электрогенераторов). [c.407] Принцип работы таких установок заключается в получении термоэлектричества за счет тепла, выделяемого при радиоактивном распаде или в цепной реакции. Установки первого типа называются изотопными источниками тока, второго — реакторами-термопреобразоеателями. [c.407] В Советском Союзе прошел успешные испытания и принят к массовому изготовлению изотопный источник Бета , в котором в качестве источника тепла используется -радиоактивный изотоп Се 4 (Ti/j = 290 дней). Изотопный источник Бета предназначен для питания автоматических метеорологических станций. Источник снабжен специальным накопителем, который позволяет получать мощность до 200 вт для питания радиопередатчика с большим радиусом действия (до 600 км). [c.408] Одним из самых перспективных направлений использования атомной энергии является опреснение морской и засоленной подземной воды. [c.408] Опреснение воды — весьма дорогостоящий процесс. Так, например, один из наиболее распространенных методов опреснения— дистилляция—требует очень большого количества тепловой энергии из-за большой величины удельной теплоты парообразования воды (539 кал г). Легко подсчитать, что если для опреснения воды методом дистилляции применять органическое топливо, например каменный уголь (теплотворная способность 7000 кал/г), то для производства 1 пресной воды нужно сжигать его около 80 кг. Промышленный город среднего размера (несколько десятков тысяч человек) потребляет в сутки примерно 200 ООО воды. Следовательно, для обеспечения его водой надо ежедневно сжигать более 15 000 т угля. Ясно, что это экономически невыгодно. Вместе с тем задача опреснения морской или подземной соленой воды может быть успешно решена при помощи атомной энергии. [c.409] В настоящее время в СССР работает опытная опреснительная установка производительностью 5000 пресной воды в сутки (на органическом топливе) и строится атомная установка описанного выше типа (реактор на быстрых нейтронах электрической мощностью 350 ООО квг) производительностью 100 ООО воды в сутки. [c.409] В настоящем разделе мы затронули лишь несколько областей применения атомной энергии в народном хозяйстве. Общеизвестны успехи атомной энергии и в других областях. Так, вслед за атомным ледоколом Ленин , который успещно провел уже пять навигаций, вышло в плавание американское товаро-пассажирское судно Саванна . В СССР и других странах в ближайшие годы будет построено еще несколько крупных атомных кораблей. [c.410] Построены и работают специальные ядерные реакторы с очень высокими потоками нейтронов для физических исследований и для получения трансурановых, элементов. Созданы крупнейшие материаловедческие лаборатории, исследующие поведение расщепляющихся и конструкционных материалов в условиях высокой температуры, радиации и химически агрессивной среды. Построены заводы стабильных изотопов. Все более широкое применение находят ионизирующие излучения. Радиоактивные изотопы и ядерные излучения используются в промышленности (дефектоскопия, автоматизация и др.), медицине (диагностика и лечение), биологии (генетика), сельском хозяйстве (повышение урожайности), химии (органический синтез). [c.410] Нет сомнения, что в условиях, когда главными атомными державами принято решение о сокращении производства ядер-ного горючего для военных целей, мирное использование атомной энергии будет расти еще быстрее. [c.410] Глава Vn посвящена физике деления атомных ядер и применению атомной энергии. [c.410] Делением называется реакция расщепления атомного ядра (обычно тяжелого) на две (иногда на три) примерно равные по массе части (осколки деления). Тяжелые ядра (Z 90) делятся как после предварительного слабого возбуждения атомного ядра, например в результате облучения его нейтронами с энергией Тп 1 Мэе, а для некоторых ядер даже тепловыми нейтро-на ли (вынужденное деление), так и без предварительного возбуждения, т. е. самопроизвольно (спонтанное деление). [c.410] Вернуться к основной статье