Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

___________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Energetyka jądrowa1 Energia.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "___________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Energetyka jądrowa1 Energia."— Zapis prezentacji:

1 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Energetyka jądrowa1 Energia odnawialna Polska energetyka oparta jest na węglu 7 GW do 2020 r. … a zapotrzebowanie 44 GW do 2020 r. 36 GW ENERGETYKA

2 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 2 Energetyka jądrowa 6. Energetyka jądrowa 2 Reaktor jądrowy – urządzenie w którym zachodzi samoczynnie pod- trzymywany proces reakcji rozszczepienia uranu. Jeżeli rozszczepie- niu ulegnie jedno jądro, powstałe neutrony pochłonięte przez inne jądro prowadzą do reakcji łańcuchowej – 235 U. Wzbogacenie 238 U oraz zastosowanie moderatora (grafit) do spowolnienia neutronów.

3 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Jądro, struktura jądra 6. Energetyka jądrowa3 Jądro składa się z nukleonów: neutronów i protonów. Protonów jest tyle samo ile Elektronów w atomie (liczba atomowa), neutronów może być więcej, mniej – izotopy. Izotopy mogą być trwale i nietrwałe (szybko rozpadają się z czasem połowicznego zaniku T 1/2 ). Liczba masowa – liczba protonów i neutronów razem. Emisja cząstki z jądra – rozpad promieniotwórczy. Przy zmianie liczby protonów w jądrze – zmiana pierwiastka. Suma masy nowo powstałego jadra i wyrzuconej cząstki < masy jądra podlegającego rozpadowi – defekt masy. Energia wiązania – mc 2 (MeV/nukleon). Spalenie atomu węgla – 4 eV, rozszczepienie – 8*10 6 eV. Energia wiązania wzrasta, gdy lżejsze jadra połączą się w cięższe – synteza jądrowa. Reakcja rozszczepienia – jądro ciężkiego pierwiastka dzieli się spontanicznie lub w sposób wymuszony na dwa ciężkie jądra o porównywalnych masach. Część Wyzwolonej energii unoszona jest przez inne cząstki (neutrony) oraz prom. el.mgt.

4 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 4 Energia wiązania uranu 7.59 MeV/nukleon, energia uwalniana w każdej akcji rozszczepienia ~200 MeV (50*10 6 więcej niż przy spalaniu 1 atomu węgla). Przy spalaniu 1 kg węgla 2.5*10 6 mniejsza energia niż przy rozszczepianiu 1 kg uranu. Rozszczepienie uranu zachodzi w procesie reakcji łańcuchowej – cecha – samopodtrzymywanie się. Energia kinetyczna cząstek powstałych z rozpadu jąder zamieniana jest w materiale na ciepło. Masa uranu musi być nadkrytyczną – dla uranu ok. 50 kg. Aby uzyskać moc cieplną 1 MW w ciągu doby zużywa się 1 g, w ciągu roku 365 g uranu 235 (naturalnego – 61.1 kg). Dla typowej elektrowni o mocy 1000 MW – ro- czne zapotrzebowanie 61 ton uranu. Całkowity koszt wytwarzania energii elektrycznej przez elektrownie jądrowe (kosz- ty zabezpieczeń, ochrony przed rozprzestrzenianiem materiałów rozszczepialnych, Postępowania z odpadami promieniotwórczymi o raz całkowitej likwidacji elek- trowni) są najniższe w branży energetycznej. Reakcja rozszczepienia uranu 6. Energetyka jądrowa

5 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Energetyka jądrowa Obecnie tylko 14% energii elektrycznej produkowanej na świecie pochodzi z energetyki jądrowej. Chiny 2012 r. – 14 reaktorów, 26 w budowie, 28 w planach r – 10% zapotrzeb. Polska – 3000 MW.

6 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 66. Energetyka jądrowa Zapotrzebowanie roczne na paliwo elektrowni o mocy 1000 MW Wartości opałowe różnych paliw Ile mamy uranu? Przy obecnych Cenach (100 USD/kg) zasoby Uranu wyczerpią się za ok lat (5400 tys. ton)

7 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Energetyka jądrowa 6. Energetyka jądrowa7 Historycznie pierwsze reaktory to reaktory naturalne – Gabon, Oklo. Reaktor może być homogeniczny (sole uranu rozpuszczone w wodzie) lub heterogeniczny (pręty uranowe). Układ prętów – rdzeń reaktora. Sterowanie reaktorem – wprowadzanie do rdzenia reaktora prętów kontrolnych (węglik boru, kadm) na odpowiednią głębokość regulujących ilość neutronów oraz początek i koniec reakcji łańcuchowej. Reaktor jądrowy pracuje w tzw stanie krytycznym – tylko 1 neutron z 2.5 wywołuje kolejną reakcję rozszczepienia neutrony opóźnione. Neutrony prędkie uwalniające się podczas reakcji rozszczepienia trzeba spowolnić – moderator (woda, ciężka woda, beryl, grafit) oraz reflektor neutronów (wokół rdzenia reaktora). Rdzeń w czasie pracy musi być chłodzony (2000 o C) Substancje radioaktywne powstają w reaktorze w efekcie aktywacji materii w strefie aktywnej reaktora neutronami oraz z reakcji rozszcze- pienia uranu. Reaktory dzielimy na wodne, ciśnieniowe (PWR, WWER), reaktory wrzące wodne (BWR, RBMK), reaktory wodne basenowe, reaktory ciężkowodne (PHWR), reaktory gazowe (GCR, AGR, HTGR – CO 2, He), reaktory prędkie (LMFR – szybkie neutrony) chłodzone sodem, reaktory solne (MSR).

8 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Energetyka jądrowa8 W reaktorze PWR woda chłodząca pod ciśnieniem 15 Mpa nagrzewa się do kilkuset (~330 st. C) podczas omywania rdzenia. Powstaje para o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Para kierowana jest na turbinę parową i uruchamia jej łopatki, których ruch przenoszony jest na ruch wirnika generatora prądu. Skroplona para wraca do zbiornika wodnego MW rocznie 7 mln ton CO ton SO 2, ton popiołu

9 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 9 W reaktorze BWR para wodna jest chłodziwem i czynnikiem roboczym. Pręty sterujące wprowadzane są od dołu. W reaktorze HTGR – cykl uranowo-torowy 233 U. Paliwo w formie kul z ceramiki węglowej, z rozproszonymi ziarnami paliwa. Chłodzenie gazem. Reaktor termojądrowy pracuje na zasadzie syntezy jąder lekkich. Podczas tej syntezy uwalnia się duża energia powstała z energii wiązania. Słońce jest naturalnym reaktorem termojądrowym. 6. Energetyka jądrowa Czernobyl

10 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 106. Energetyka jądrowa Energetyka jądrowa 6. Energetyka jądrowa10 Tokamak i stellarator

11 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Bariery bezpieczeństwa 116. Energetyka jądrowa Zasady bezpieczeństwa w elektrowni jądrowej: -Bezpieczeństwo ważniejsze niż produkcja energii - Wielokrotne bariery zabezpieczające przed materiałami radioaktywnymi -Uwzględnianie możliwości błędu człowieka na każdym etapie eksploatacji Układy bezpieczeństwa działają w oparciu o następujące zjawiska fizyczne: grawitacja, konwekcja, różnica ciśnień – układy pasywne. W reaktorach III generacji przegrzaNie rdzenia może się zdarzyć raz na lat. Na świecie działa 436 reaktorów energetycznych, w budowie jest 63, planowanych w 10-leciu 152, w per- spektywie dalszej jest mowa o 350. Unia Europejska – 133, w budowie 4 planuje się 16.

12 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 12 Odpady promieniotwórcze 126. Energetyka jądrowa Elektrownia jądrowa o mocy 1000 MW wy- twarza rocznie tylko 3 m 3 odpadów prom. (27 ton) Recykling – zeszkliwienie – składowisko odpadów

13 ___________________________________________________________________________________________________________________________ Odpady promieniotwórcze 136. Energetyka jądrowa Elektrownia jądrowa o mocy 1000 MW wy- twarza rocznie tylko 3 m 3 odpadów prom. (27 ton) Recykling – zeszkliwienie – składowisko odpadów

14 ___________________________________________________________________________________________________________________________ 146. Energetyka jądrowa jądrowa. L. Dobrzyński, K. Żuchowicz


Pobierz ppt "___________________________________________________________________________________________________________________________ 6. Energetyka jądrowa1 Energia."

Podobne prezentacje


Reklamy Google