CZY BOIMY SIĘ ELEKTROWNI ATOMOWYCH?

Prezentacja na temat: "CZY BOIMY SIĘ ELEKTROWNI ATOMOWYCH?"— Zapis prezentacji:

1

2 CZY BOIMY SIĘ ELEKTROWNI ATOMOWYCH?
ID grupy: 97/2 _MF_G2 Opiekun: Mariola Freyter Kompetencja: MATEMATYCZNO – FIZYCZNA Temat projektowy: CZY BOIMY SIĘ ELEKTROWNI ATOMOWYCH? Semestr II / rok szkolny : / 2011

3 Plan prezentacji: 1. Nasza ankieta „ Czy boimy się elektrowni jądrowych?” i co z niej wynika. 2. Boimy się, bo nie wiemy. Trochę wiadomości o elektrowniach jądrowych. 3. Boimy się, bo zdarzyła się awaria w Czarnobylu. O katastrofie faktów kilka. 4. Systemy zabezpieczeń. 5. Boimy się, bo co z odpadami? 6. O reaktorze badawczym w Świerku. 7. Nie mamy wyjścia, czyli plany rozwoju energetyki jądrowej w Polsce.

4 Sposób pozyskiwania energii jest jednym z najważniejszych problemów współczesnego człowieka. Czy chcemy, czy nie – atom jako źródło energii, stanie się naszym problemem w dorosłym życiu. Na potrzeby prezentacji ułożyliśmy poniższą ankietę Poprosiliśmy o wypełnienie trzy pokolenia : naszych dziadków, rodziców i rówieśników. Wynik nie był trudny do przewidzenia.

5 Czy boimy się elektrowni jądrowych
Czy boimy się elektrowni jądrowych ? Ankieta jest przeprowadzana na potrzeby tematu projektowego „Czy boimy się elektrowni jądrowych? ” opracowywanego przez grupę uczniów z klasy II b w ramach projektu „As kompetencji” realizowanego w Liceum Ogólnokształcącym w Sławnie. 4. Czy protestowałbyś przeciwko lokalizacji elektrowni jądrowej w promieniu 100 km od Twojego miejsca zamieszkania? □ tak, □ nie. 5. Skąd czerpiesz wiedzę dotyczącą energetyki jądrowej ? □ z prasy, □ z publikacji naukowych, □ z Internetu, □ od znajomych □ z innego źródła, jakiego ? ……………….. □ nie interesuję się tym tematem. Dziękujemy za poświęcony czas. 1. Który ze sposobów pozyskiwania energii uważasz za najkorzystniejszy dla środowiska ? Można zaznaczyć kilka odpowiedzi.  □ elektrownie węglowe, □ farmy wiatrowe, □ elektrownie wodne, □ elektrownie jądrowe.  2. Czy obawiasz się elektrowni jądrowych? Jeśli zakreślisz odpowiedź tak, prosimy o krótkie uzasadnienie. □ tak, ponieważ …….., □ nie. 3. Czy byłbyś przeciwny lokalizacji elektrowni jądrowej w Polsce ? □ tak, □ nie.

6 A oto wyniki ankiety przez nas przeprowadzonej : Który ze sposobów pozyskiwania energii uważasz za najkorzystniejszy dla środowiska?

7 Czy obawiasz się elektrowni jądrowych?

8 Czy protestowałbyś przeciwko lokalizacji elektrowni jądrowej w promieniu 100km od Twojego miejsca zamieszkania?

9 Skąd czerpiesz wiedzę dotyczącą energetyki jądrowej?

10 Wnioski z przeprowadzonej ankiety
Jeśli chodzi o metody pozyskiwania energii, to najwyższą akceptacją wśród ankietowanych cieszą się odnawialne źródła energii: elektrownie wodne i farmy wiatrowe. Niemal połowa badanych boi się elektrowni jądrowych – wszyscy z pokolenia dziadków oraz część rodziców. Młodsze pokolenie nie podziela obaw. Ponad połowa respondentów protestowałaby przeciwko budowie elektrowni jądrowej w promieniu 100 km od miejsca zamieszkania (nawet ci, którzy wcześniej nie wyrazili obaw). Źródła wiedzy na temat elektrowni jądrowych są różne, jednak przeważa prasa i Internet.

11 Dlaczego ludzie boją się energetyki jądrowej?
Brak wiedzy i radiofobia (awaria w Czarnobylu). Lobby energetyki węglowo-naftowej. Działania grup ekologicznych. Teraz trochę teorii…

12 Zasada działania elektrowni atomowej
W elektrowni jądrowej następuje proces rozszczepiania jąder atomów uranu, plutonu lub toru przy wyzwoleniu energii cieplnej, którą wykorzystuje się do wytworzenia pary wodnej. Energia cieplna tej pary zostaje przemieniona w energię mechaniczną, a dalej w energię elektryczną w napędzanym przez łopatki turbiny generatorze prądu.

13 Budowa reaktora jądrowego
Reaktor jądrowy jest urządzeniem, w którym zachodzi kontrolowana reakcja łańcuchowa. Główną częścią reaktora jest rdzeń, w nim znajduje się materiał rozszczepialny stanowiący paliwo jądrowe. Rdzeń jest otoczony warstwą materiału zwaną reflektorem, która ma za zadanie zatrzymywać uciekające neutrony z rdzenia. Wytwarzana w reaktorze energia jest odbierana przez przepływające przez rdzeń chłodziwo. Całość układu znajduje się w osłonie termicznie i biologicznie chroniącej otoczenie. Intensywność reakcji rozszczepienia reguluje moderator, czyli spowalniacz neutronów. .

14 Budowa reaktora a) kanałowego (CANDU, RBMK) b) zbiornikowego (PWR, BWR)
1 - rdzeń reaktora, 2 - zespół paliwowy, 3 - moderator, 4 -kanały paliwowe, 5 - kolektory wodne, 6 – ciśnieniowy zbiornik reaktora

15 Najczęściej spotykane rodzaje reaktorów atomowych
Reaktory wodno-ciśnieniowe PWR Reaktory wodne, wrzące BWR, RMBK Reaktory ciężkowodne PHWR np. CANDU

16 Reaktory wodno-ciśnieniowe
PWR- chłodziwem i moderatorem w tego typu reaktorach jest zwykła woda pod ciśnieniem (na tyle wysokim, by woda nie zaczęła wrzeć podczas normalnej pracy reaktora). Ok. 65% energii wytwarzanej w elektrowniach jądrowych, powstaje w reaktorach typu PWR.

17 Reaktory z wodą wrzącą BWR- chłodziwem i moderatorem jest zwykła woda, ale wrząca. RBMK- chłodzone są wodą wrzącą w kanałach paliwowych, a moderowane grafitem. Te reaktory uważana są za najbardziej niebezpieczne. Ten typ reaktora posiadają wszystkie elektrownie na terenie byłego ZSRR, min. był używany w Czarnobylu.

18 Reaktor ciężkowodny PHWR np. CANDU- chłodziwem i moderatorem
jest ciężka woda tzn. woda, w której znaczącą część atomów wodoru stanowi izotop 2H, czyli deuter, którego jądro zbudowane jest z protonu i neutronu ,podczas gdy jądro (1H) w zwykłej wodzie zawiera jedynie proton.

19 Skąd bierze się energia ?
Neutron uderzając w ciężkie jądro, mające przed reakcją więcej neutronów niż protonów, powoduje szybkie rozszczepienie się na 2 jądra o podobnych masach. Część neutronów nie znajduje w nich miejsca i wylatuje jako cząstki swobodne. Wzbudzone jądra oddają nadmiar energii, emitując promieniowanie γ. 235 U n 0 => [ 236 U 92]* => 87 Br La n γ Powyżej przykładowa reakcja rozszczepiania jąder promieniotwórczych (uranu) powolnym neutronem.

20 Boimy się, bo zdarzyła się tragedia
Czarnobyl - miasto na Ukrainie znane za sprawą największej w dziejach świata katastrofy atomowej. Przed katastrofą było zamieszkałe przez około 15 tysięcy ludzi. Obecnie mieszkają tam (na określony czas 3 miesięcy, w systemie zmianowym) naukowcy.

21 Elektrownia jądrowa w Czarnobylu
Pracowały w niej reaktory typu RBMK. Moderatorem- spowalniaczem neutronów regulującym intensywność reakcji rozszczepienia- był w tym reaktorze węgiel (grafit), a chłodziwem- odbierającym energię wyzwalaną w reaktorze i przekazującym ją do wymiennika ciepła- była woda. W dniu awarii elektrownia posiadała 4 ukończone reaktory, miało być ich jeszcze 8. Ze względów bezpieczeństwa elektrownia została całkowicie zamknięta w 2000 roku.

22 Katastrofa zdarzyła się 26 kwietnia 1986 r.
W nieodpowiedzialnym eksperymencie prowadzonym przez elektryków ( bez konsultacji z fizykami) zostały wyłączone wszystkie automatyczne zabezpieczenia. Wyciągnięcie prętów regulacyjnych spowodowało nagły wzrost liczby rozszczepień, co doprowadziło do wzrostu temperatury i wyparowania wody. Para wodna jest słabszym moderatorem niż woda - liczba rozszczepień dalej rosła. W temperaturze ponad 2000 °C kanały prętów regulacyjnych zniekształciły się, nie można więc było wsunąć prętów ponownie. Doszło do eksplozji.

23 Rozerwana została obudowa reaktora i budynek,
w którym się mieścił. Doszło do bezpośredniej emisji do atmosfery i otoczenia elektrowni radioaktywnego pyłu grafitu oraz uranu z wnętrza reaktora. Reaktor typu RBMK-1000, który uległ awarii, pokryto betonowo-stalową osłoną; pozostałe trzy reaktory pracowały dalej.

24 Prądy powietrzne wywołane pożarem i wybuchem
wyniosły cząstki paliwa i radioaktywnych substancji na wysokość ok. 2 km, skąd były one roznoszone przez wiatry. Skażenie radioaktywne odnotowano na terenie niemal całej Europy. Najgroźniejszymi substancjami były jod – 131 i cez 137.

25 Skutki katastrofy Do 2005 roku zmarło ok. 20 tys.
"likwidatorów"- robotników zatrudnionych przy zakopywaniu najbardziej niebezpiecznych odpadów i budowie specjalnego budynku wokół zniszczonego reaktora ochrzczonego "sarkofagiem". 200 tys. robotników jest inwalidami. Ze strefy najbardziej skażonej ewakuowano blisko 130 tysięcy osób. Chmura radioaktywna ogarniała w kolejnych dniach północno-wschodnią Polskę, Finlandię, część Szwecji, pozostałą część Polski, Niemcy, Rosję, Grecję i kraje bałkańskie.

26 Skutki cd. Setki tysięcy napromieniowanych osób
cierpi lub zmarło na choroby popromienne, a także na choroby tarczycy, nowotwory u dzieci i dorosłych, białaczki, uszkodzenie mózgu u dzieci znajdujących się w łonie matki, zmiany w układzie immunologicznym. Do skutków społeczno-psychologicznych należy również wspomniana wcześniej radiofobia. Pozytywnym efektem katastrofy stało się podniesienie bezpieczeństwa jądrowego w elektrowniach na całym świecie.

27 Problem bezpieczeństwa
Na rzecz bezpiecznego i pokojowego wykorzystania energii jądrowej pracuje Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA). Do zadań MAEA należy : prowadzenie i rozwijanie badań nad praktycznym zastosowaniem energii jądrowej, rozwój wiedzy o pokojowym jej wykorzystaniu, ułatwianie wymiany informacji naukowo-technicznej, szkolenie specjalistów w tym zakresie.

28 Ogólne zasadnicze cele bezpieczeństwa elektrowni jądrowych przyjęte przez MAEA
Ogólny cel bezpieczeństwa jądrowego: Chronić ludzi, społeczeństwo i środowisko przed szkodami przez utworzenie i utrzymywanie w instalacjach jądrowych skutecznej obrony przeciw zagrożeniom radiologicznym. Cel ochrony radiologicznej: Zapewnić, że we wszystkich stanach eksploatacyjnych narażenie radiacyjne wewnątrz instalacji lub powodowane przez planowane uwolnienia materiałów radioaktywnych z instalacji utrzymywane jest poniżej wyznaczonych limitów. Cel bezpieczeństwa technicznego: Podjąć wszelkie praktycznie możliwe środki dla zapobiegania wypadkom w instalacjach jądrowych i ograniczania ich następstw. Jeśli jednak do awarii dojdzie; zapewnić z wysokim poziomem ufności, że dla wszystkich możliwych awarii branych pod uwagę w projekcie instalacji, wszelkie skutki radiologiczne będą niewielkie i poniżej określonych limitów.

29 Zabezpieczenia elektrowni jądrowej
Rozwiązania techniczne zastosowane w obecnie eksploatowanych elektrowniach jądrowych praktycznie wykluczają możliwość gwałtownego wzrostu mocy i generowanego ciepła w ilości, której nie można bezpiecznego odprowadzić; systemy zabezpieczeń są "odporne" na błędy ludzkie, a zastosowane systemy barier oddzielających produkty rozszczepienia od środowiska są niewrażliwe na oddziaływania zewnętrzne, jakie mogą występować w warunkach pokojowych.

30 Przykładowe zabezpieczenia elektrowni atomowej.

31 Trudny problem odpadów radioaktywnych

32 Rodzaje odpadów pochodzących z elektrowni jądrowych
Odpady niskoaktywne stanowi zużyta odzież ochronna, papier, filtry itp. po kilkudziesięciu latach stają się odpadami komunalnymi. Odpady średnioaktywne - głównie zużyte części reaktora, koszulki i pręty paliwowe itp. Zwykle są zamykane w zacementowanych beczkach i składowane często na terenie elektrowni jądrowej lub w jej pobliżu. Odpady wysokoaktywne to przede wszystkim wypalone paliwo jądrowe. Po usunięciu z reaktora jądrowego jest schładzane, a następnie stapiane z proszkiem szklanym. W dalszej kolejności zatapiane w cemencie i zamykane w specjalnych pojemnikach ze stali nierdzewnej i składowane głęboko pod ziemią.

33 Co z odpadami ? Miejscem składowania powstających w Polsce odpadów promieniotwórczych jest Krajowe Składowisko Odpadów Promieniotwórczych w Różanie, zlokalizowane na terenie byłego fortu wojskowego. Jest to składowisko typu powierzchniowego przeznaczone do składowania krótkożyciowych odpadów nisko- i średnioaktywnych oraz do okresowego przechowywania odpadów długożyciowych.

34 Reaktor Maria To jedyny obecnie czynny reaktor jądrowy
w Polsce. Uruchomiono go w grudniu 1974 roku, jako drugi w Polsce reaktor badawczy, w Instytucie Badań Jądrowych w Otwocku-Świerk pod Warszawą. Nosi imię na cześć Marii Skłodowskiej-Curie.

35 Reaktor Maria w czasie pracy
Pracuje ok.4000 godzin rocznie. Moc cieplna pojedynczego kanału wynosi 1.8 MW. Moc reaktora 30 MW. Materiałami tworzącymi moderator reaktora są woda i beryl. Materiałami tworzącymi reflektor są grafit i woda.

36 Przykłady wykorzystania reaktora MARIA:
Badanie obiektów statycznych : - ukazywanie wewnętrznej struktury urządzeń technicznych - wykrywanie defektów wyrobów - badanie jednorodności materiałów - badanie jakości urządzeń. Badanie procesów - migracji wody w materiałach porowatych (cegły, gleby) - transportu cieczy w złożach filtracyjnych - rozwoju systemu korzennego roślin - transportu ropy naftowej w złożach geologicznych.

37 Terapia borowo-neutronowa
To metoda leczenia niektórych typów nowotworów, zwłaszcza mózgu. Wprowadza się do organizmu związki boru (10B), które osadzają się głównie w tkance nowotworowej. Napromieniowuje się pacjenta wiązką neutronów; w wyniku reakcji z jądrami 10B powstają cząstki alfa i jony 7Li. Cząstki te mają znaczną energię i mały zasięg, niszczą lokalne komórki nowotworowe. Sąsiadująca zdrowa tkanka zawiera mniej boru i nie jest poważnie zagrożona.

38 Elektrownia w Żarnowcu
Polska elektrownia jądrowa budowana w latach 1982–1990 w miejscu zlikwidowanej wsi Kartoszyno nad Jeziorem Żarnowieckim. Elektrownia w Żarnowcu docelowo miała się składać z czterech bloków energetycznych napędzanych reaktorami WWER-440, (typ PWR), o łącznej mocy ok MW.

39 Makieta elektrowni jądrowej w Żarnowcu

40 Powody przerwania budowy elektrowni jądrowej w Żarnowcu
Protesty społeczne paraliżujące prace budowlane, spowodowane awarią w Czarnobylu. Akcje organizacji takich jak: Franciszkański Ruch Ekologiczny Gdańskie Forum Ekologiczne Ruch Wolność i Pokój Wolę być. Zmiana sytuacji politycznej w Polsce na przełomie lat 80 i 90.

41 Kiedy w naszym kraju będzie atom?
Etap I - do : opracowanie i przyjęcie przez Radę Ministrów Programu polskiej energetyki jądrowej do , uchwalenie i wejście w życie przepisów prawnych niezbędnych dla rozwoju i funkcjonowania energetyki jądrowej do , Etap II : ustalenie lokalizacji i zawarcie kontraktu na budowę pierwszej elektrowni jądrowej, Etap III : wykonanie projektu technicznego i uzyskanie wymaganych prawem uzgodnień, Etap IV : pozwolenie na budowę i budowa pierwszego bloku pierwszej elektrowni jądrowej, rozpoczęcie budowy kolejnych, Etap V : budowa kolejnych bloków elektrowni jądrowych. .

42 Planowane lokalizacje elektrowni jądrowej w Polsce

43 Podsumowanie Do najważniejszych zalet energetyki jądrowej należą
konkurencyjność ekonomiczna w stosunku do innych źródeł energii, dostępność paliwa i jego znikoma objętość. Energetyka nuklearna jest uznawana za jedno z rozwiązań problemów z paliwami kopalnymi, czy globalnym ociepleniem. Poważnym problemem jest akceptacja technologii jądrowej przez społeczeństwo. Skutki zdrowotne, ekologiczne i społeczne nie dotyczą jedynie państwa, w którym wydarzyła się awaria. Konieczne jest stałe inwestowanie w systemy bezpieczeństwa i zaawansowane technologie jądrowe.

44 Niezbędna jest też odpowiedzialna współpraca
na poziomie międzynarodowym. Czarnobyl uzmysławia, jak realne jest niebezpieczeństwo katastrofy nuklearnej, z jakim respektem powinniśmy wykorzystywać odkrycia i osiągnięcia naukowe. Technologia jądrowa, jest jedną z dróg do zaspokojenia potrzeb energetycznych. Są jeszcze inne metody, które przecież także niosą zagrożenia… Dziękujemy za uwagę.

45 Źródła M. Fiałkowska, K. Fiałkowski, B. Sagnowska , Fizyka dla szkół Ponadgimnazjalnych, ZamKor, Kraków 2005.

46