Metody i Technologie Jądrowe, 2008/9

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
N izotony izobary izotopy N = Z Z.
Advertisements

ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER.
CYKL PALIWOWY W ENERGETYCE JĄDROWEJ
Energia Jądrowa.
Nuclear physics Rozpady jąder, promieniotwórczość, reakcje rozszczepiania i syntezy jąder.
Proseminarium fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych I
TEMAT: Reaktor jądrowy..
ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER.
ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER.
ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER.
ENERGETYKA JĄDROWA TADEUSZ HILCZER.
FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Jądro atomowe. Jądro atomowe Doświadczenie Rutherforda Na jaką odległość może zbliżyć się do jądra cząstka ? Wzór słuszny.
FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych
FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych
”Metody fizyki jądrowej w środowisku, przemyśle i medycynie”
Reakcje rozszczepienia i energetyka jądrowa
Energia wiązania nukleonu w jądrze w funkcji liczby masowej jadra A: Reakcje rozszczepienia i energetyka jądrowa Warunek energetyczny – deficyt masy:
Energia wiązania nukleonu w jądrze w funkcji liczby masowej jadra A: Energia Jądrowa Warunek energetyczny – deficyt masy:
TOKAMAK czyli jak zamknąć Słońce w obwarzanku ?
N izotony izobary izotopy N = Z Z.
Bezpieczeństwo jądrowe
Energia z atomu Energia 1 J (1 w*sek) - 3, rozszczepień
Elektrownia w Czarnobylu 26 kwietnia 1986 i dzisiaj
CZARN BYL Elektrownie atomowe Tomasz Siergiejuk.
Elektrownie jądrowe.
Czarnobyl 2011 – badania społeczne. Wielkość próby badanej: Ukraina -128 osób Polska-100 osób.
Elektrownie jądrowe Przygotowali uczestnicy OPP pod kierownictwem mgr Jolanty Tutajewicz.
Elektrownie jądrowe EXIT Jak działają? Fakty i mity
Przemiany promieniotwórcze.
Autor prezentacji: Krzysztof Papuga
Reakcje jądrowe Reakcja jądrowa – oddziaływania dwóch obiektów, z których przynajmniej jeden jest jądrem. W wyniku reakcji jądrowych powstają: Nowe jądra.
Atom Doświadczenie Rutherforda wykazało, że prawie cała masa jądra skupiona jest w bardzo małym obszarze w centrum atomu, zwanym jądrem atomowym. Zgromadzony.
Sterowanie elektrownią jądrową 2012/2013Procesy zatrucia reaktora I Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż. Katedra Inżynierii Systemów Sterowania 1 Procesy.
Reaktor jądrowy jako obiekt sterowania
Kinetyka reaktora i generacja ciepła
Blok WWER-440. Matematyczny model procesów cieplno-przepływowych w obudowie bezpieczeństwa reaktora jądrowego.
ANALIZY BEZPIECZEŃSTWA I OPTYMALIZACJA WYDAJNOŚCI NAPROMIENIAŃ W REAKTORZE MARIA – METODY OBLICZENIOWE I EKSPERYMENTALNE K. Pytel, Z. Marcinkowska, W.
Projekt ROZWÓJ PRZEZ KOMPETENCJE jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał
Kontrolowane i niekontrolowane reakcje jądrowe.
PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ.
Katastrofa w Czarnobylu
ENERGETYKA Energia odnawialna 36 GW 7 GW do 2020 r.
Badania naukowe w obszarze fizyki, chemii i technologii jądrowej jako czynnik wzmacniający proces kształcenia kadr na przykładzie strategicznego projektu.
Energetyka i broń jądrowa.
Elektrownia jądrowa !.
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Dlaczego tak i dlaczego nie?
Energia w środowisku (9)
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +
Informatyka +.
Fizyka jądrowa Rozpady jąder, promieniotwórczość, reakcje rozszczepiania i syntezy jąder.
Energetyka jądrowa – ratunek czy zagrożenie? Katarzyna Szerszeń Wydział Mechaniczny W10 Nr indeksu:
Energetyka jądrowa Wyk. Agata Niezgoda Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Reaktory jądrowe Kamil Niedziela. Reaktor jądrowy Reaktor jądrowy jest to urządzenie, w którym są przeprowadzane z kontrolowaną prędkością.
Reaktory jądrowe, wzmacniacze energii Łukasz Psykała rok akademicki 2015/2016 GiG, gr. 3 nr tematu: 22 Wydział Górnictwa i Geologii Kraków, dnia
Dlaczego boimy się promieniotwórczości?
Izotopy i prawo rozpadu
Przemiany jądrowe sztuczne
Reaktory jądrowe Marta Rusek ZiIP Grupa 3. Plan prezentacji 1.Rozszczepienie jądra atomu 2.Energia wiązania 3.Jak działa elektrownia jądrowa ? 4.Reaktor.
Reaktory termojądrowe Kraków, Autor: Paulina Plucińska ZiIP gr.2.
Reaktory termojądrowe Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie AGH University of Science and Technology Paweł Kobielus.
Czarnobyl. Co? Jak? Gdzie? Kiedy? Katastrofa elektrowni jądrowej w Czarnobylu – wypadek jądrowy mający miejsce 26 kwietnia 1986 w reaktorze jądrowym bloku.
N izotony izobary izotopy N = Z Z.
Bomba atomowa, energetyka jądrowa.
16. Elementy fizyki jądrowej
Trwałość jąder atomowych – warunki
Promieniowanie Słońca – naturalne (np. światło białe)
Fizyka jądrowa. IZOTOPY: atomy tego samego pierwiastka różniące się liczbą neutronów w jądrze. A – liczba masowa izotopu Z – liczba atomowa pierwiastka.
Zapis prezentacji:

Metody i Technologie Jądrowe, 2008/9 Reakcje rozszczepienia i energetyka jądrowa Energia wiązania nukleonu w jądrze w funkcji liczby masowej jadra A: Warunek energetyczny – deficyt masy:

Reakcja rozszczepienia Studnia potencjału dla protonu i neutronu

Reakcja rozszczepienia

Reakcja rozszczepienia Jak to przebiega?

Reakcja rozszczepienia Dlaczego rozpady beta(-) ..bo jądra powstałe w wyniku rozszczepienia posiadają nadmiar neutronów. Tworzą się sztuczne szeregi promieniotwórcze. emisja „neutronów opóźnionych”

Reakcja rozszczepienia „Uwalniają się duże ilości energii”... Jakiej energii – co nią jest? Energia uwalniana w reakcji: C + O2 => CO2, wynosi ok. 4 eV. Stosunek wynosi 50 *106 !!!

Reakcja rozszczepienia Co się dzieje z kilkoma neutronami uwolnionymi w reakcji rozszczepienia?

Reakcja rozszczepienia Energia neutronów emitowanych w reakcji rozszczepienia 235U jest rzędu 1 MeV. Materiały rozszczepialne: 233U, 235U, 239Pu Uran naturalny:

Reakcja rozszczepienia

Reaktory jądrowe klasyczna Jądrowa PWR Pressurized Water Reactor) Porównanie elektrowni: klasyczna Jądrowa PWR Pressurized Water Reactor)

Reaktory jądrowe Stany pracy reaktora: Podkrytyczny – reakcja wygasa Krytyczny – stan równowagi Nadkrytyczny – reakcja lawinowa Współczynnik mnożenia: ni – liczba neutronów w i-m pokoleniu ni+1 – liczba n. w nast. pokoleniu Współczynnik reaktywności: Istotna rola moderatora i reflektora neutronów

Reaktory jądrowe RBMK PWR RBMK – Reaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj

Reaktory jądrowe Wartość współczynnika k zależy od: Stopnia wzbogacenia paliwa Stosunku ilości moderatora do ilości paliwa Geometrii rdzenia reaktora Rodzaju moderatora i chłodziwa Zależność k od temperatury: PWR Zmniejszenie przekroju czynnego na absorpcje neutronów w wodzie - pr rośnie Zmniejszenie gęstości wody – pr maleje (efekt dominujący) Wzrost temperatury => zmniejszenie reaktywności (ujemne temperaturowe sprzężenie zwrotne) RBMK Zwiekszenie strumienia neutronów spowalnianych w graficie - pr rośnie Wzrost temperatury => zwiększenie reaktywności (dodatnie temperaturowe sprzężenie zwrotne)

Reaktory jądrowe Sterowanie reaktorem: -pręty sterownicze – materiał silnie absorbujący neutrony termiczne (kadm) źródło rozruchowe – pręty sterownicze głęboko w rdzeniu sterowanie – położenie prętów sterowniczych wewnątrz reaktora Zatrucie reaktora: - absorpcja neutronów przez produkty rozszczepień trucizna reaktorowa 135Xe ksenon – bardzo duży przekrój czynny na wychwyt neutronów termicznych rozpad ksenonu T1/2=9.2 godz. w stanie krytycznym – równowaga promieniotwórcza „czas martwy” – kilkadziesiąt godzin

Reaktory jądrowe klasyczna Jądrowa PWR Pressurized Water Reactor) Porównanie elektrowni: klasyczna Jądrowa PWR Pressurized Water Reactor)

PWR – Reaktor wodny ciśnieniowy Grubościenny zbiornik o rozmiarach rzędu kilku metrów Paliwo: UO2 wzbogacenie 3-4% ciśnienie wody 16 MPa (160 atm) Temperatura wody: 300-340 oC Rola wody: moderator, chłodziwo, reflektor Moc: do 1.5 GW

Reaktory jądrowe RBMK PWR RBMK – Reaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj

CANDU

Реактор Большой Мощности Канальный

RBMK – Reaktor Bolszoj Moszcznosti Kanalnyj Реактор Большой Мощности Канальный Paliwem jest naturalny uran Woda jest jedynie chłodziwem, i przepływa tylko przez poszczególne kanały Moderatorem jest grafit Wymiana paliwa możliwa podczas pracy reaktora Możliwość wytwarzania plutonu dla celów wojsk.

Mechanizm awarii w Czarnobylu W reaktorze RBMK grafit pracuje w bardzo wysokiej temperaturze (ok. 750 oC), znacznie przekraczającej jego temperaturę zapłonu w powietrzu. Bliskie sąsiedztwo pary wodnej pod ciśnieniem i gorącego grafitu stwarza niebezpieczeństwo reakcji chemicznej prowadzącej do wytworzenia tzw. gazu wodnego. W przypadku rozerwania rury ciśnieniowej gorąca para dostaje się do grafitu. Reakcja prowadząca do powstania gazu wodnego zachodzi przy temperaturach 1000-1200 oC, a więc niewiele wyższych od normalnej temperatury eksploatacyjnej w graficie. Jeśli w reaktorze dochodzi do utraty chłodziwa z obiegu pierwotnego, to w miarę przekształcania się wody w parę zachodzą w nim dwa niekorzystne procesy. Po pierwsze para jest gorszym chłodziwem niż woda, a więc paliwo zaczyna się podgrzewać i temperatura rośnie. Jednocześnie para wodna pochłania mniej neutronów niż woda, wskutek czego odparowanie wody powoduje w reaktorze RBMK wzrost jego mocy. Ten drugi efekt doprowadza do nagłego zwiększenia strumienia neutronów, wzrostu intensywności reakcji rozszczepienia i nagłego lokalnego przegrzania części rdzenia.

Nowe tendencje w energetyce jądrowej ADS Accelerator Driven System - reaktory sterowane akceleratorami, rekcje transmutacji Reaktory wysokotemperaturowe – synergia węglowo-jądrowa Kontrolowana reakcja termojądrowa - reaktory termojądrowe

ADS

ADS

Rekcje fuzji termojądrowej

Warunki zachodzenia reakcji Iloczyn potrójny; kryterium Lawsona Temperatura; powyżej 100 mln K Gęstość (konieczność usuwania popiołu (He)) Utrzymanie plazmy Iloczyn musi być większy niż ściśle określona wartość.

Utrzymanie gorącej plazmy w reaktorze typu TOKAMAK

Reaktor termojądrowy ITER w Cadarache (Francja)

Energetyka jądrowa Aktualna problematyka energetyki, środowiska i ekologii