Атомная энергетика, ядерные реакторы

Машиностроительное черчение
Единая система конструкторской
документации
Машиностроительные построения
Инженерная графика
Сборочный чертеж
Начертательная геометрия
Геометрические основы
построения чертежа
Конспект лекций по начертательной
геометрии
История искусства
Стили в искусстве Готика
Русский балетный театр
Русское изобразительное искусство
ТКМ
Материаловедение
Основы теории сплавов
Теория конструктивных материалов
Сопромат
Сопративление метериалов
Лабораторные работы
Задачи строительной механики
Лекции физика
Физика
Электричество
Магнетизм
Оптика
Электромагнетизм
Молекулярная физика
Лекции МАИ
Лекции МАИ часть 2
Диэлектрики
Квантовая механика
Физические законы механики
Электромагнитное взаимодействия
Атомные станции
Атомная энергетика
Экология энергетики
Атомная и ядерная физика
Теплотехника
Термодинамика
Билеты к экзамену по физике
Задачи физика электротехника
Решение задач по ядерной физике
Электростатика
Геометрическая оптика
Тепловое излучение
Основы теории сплавов
Теория относительности
Физические основы механики
Законы идеальных газов
Электростатика
Основы электротехники
Постоянный ток
Электромагнетизм
Оптика
Законы теплового излучения
Ядерная физика
Строение атома и молекул
Задачи математика
Математика
1 семестр
2 семестр
3 семестр
4 семестр
Интегралы
Лекции по высшей математике
Вычисление площадей в
декартовых координатах
Аналитическая геометрия
 
Информатика
Восстановление сети после аварии
Основные понятия и категории
информатики
Сетевые операционные системы

В 2007 г. по сравнению с 2006 г. потребление энергоресурсов в мире увеличилось на 2,4 %, а их производство – на 1,4%, рост происходил преимущественно за счет увеличения потребления энергоресурсов крупнейшими развивающимися странами, идущими по пути индустриализации. Так, за последние 5 лет энергопотребление в Китае выросло на 76%, Индии – на 31%, Бразилии – на 18%.

На протяжении последних пяти лет в мире непрерывно продолжалось нарастание энергопотребления. Этот процесс сопровождался затяжным периодом роста цен на нефть и уголь. Цена на природный газ, однако, была крайне неравномерной.

В последнее время вопросы международного сотрудничества в области энергоэффективности, а также экологические аспекты мировой энергетики входят в приоритеты деятельности не только профильных ведомств России и многих зарубежных стран, но становятся привычными и для внешнеполитических министерств.

К  традиционным видам энергетики  относятся тепловые электростанции ( ТЭС ) гидроэлектростанции (ГЭС ) и атомные электростанции ( АЭС )

Солнечная коллектор с полимерным абсорбером

В прогнозах Мирового энергетического агентства признается, что ядерная энергетика по сравнению с другими источниками энергии не только помогает удовлетворить растущий спрос на энергию и повысить безопасность энергоснабжения, но и уменьшает выброс углерода в атмосферу, поскольку на предприятия, производящие энергию из органического топлива, приходится около половины антропогенных выбросов парниковых газов.

За прошедшие 50 лет с начала развития мировой атомной энергетики сменилось несколько поколений коммерческих реакторов. Каждое поколение реакторов является очередной ступенью в повышении безопасности, надёжности реакторов и снижении себестоимости вырабатываемой энергии. В настоящее время в мире эксплуатируются в основном коммерческие реакторы поколения II.

В настоящее время в мире существует дисбаланс между потребностью в топливе для АЭС в пересчёте на природный урана и количеством свежедобытого природного урана: при производстве топлива для АЭС вместо свежедобытого урана используются и другие - вторичные источников (складские запасы добытого ранее природного урана, регенерированный уран, МОХ топливо и др.).

Устойчивое развитие атомной отрасли в долговременной перспективе обеспечивается эффективным функционированием научных организаций

Микрорентгеноспектральный анализ элементного состава структурных составляющих образцов модельного топлива

Реакторы на быстрых нейтронах и их роль в становлении «большой» атомной энергетики Потребление энергии – важнейший показатель, во многом определяющий уровень экономического развития, национальную безопасность и благосостояние населения любой страны. Рост энергопотребления всегда сопровождал развитие человеческого общества, но особенно стремительным он был на протяжении ХХ века, когда потребление энергии в мире увеличилось почти в 15 раз, достигнув к концу прошлого столетия абсолютной величины около 9,5 млрд. тонн нефтяного эквивалента (т.н.э.)

В современном проекте реактора БН-800, в котором использованы основные инженерные решения БН-600, реализованы дополнительные конструктивные решения, обеспечивающие сохранение герметичности реактора и исключение недопустимого воздействия на окружающую среду, даже при постулированной маловероятной аварии с расплавлением активной зоны реактора.

Энергетика - это та отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40-50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12-15 лет. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения.

Преобразование солнечной энергии в электрическую возможно посредством использования фотоэлементов, в которых солнечная энергия индуцируется в электрический ток безо всяких дополнительных устройств. Хотя КПД таких устройств невелик, но они выгодны медленной изнашиваемостью вследствие отсутствия каких-либо подвижных частей. Основные трудности применения фотоэлементов связаны с их дороговизной и занятием больших территорий для размещения. Проблема в какой-то мере решаема за счет замены металлических фотопреобразователей энергии эластичными синтетическими, использования крыш и стен домов для размещения батарей, выноса преобразователей в космическое пространство и т. п.

В мире существует большой спектр различных электростанций: атомные электростанции (АЭС), электростанции, работающие на органическом топливе (ТЭС), гидроэлектрические станции (ГЭС), ветроэлектростанции (ВЭС), солнечные электростанции (СЭС) и др. Роль атомной энергетики как альтернативного варианта использованию ископаемого топлива в настоящее время существенно возрастает. В отличие от подавляющего большинства электростанций ядерной энергетике свойственна стабильность цен на электроэнергию в течение длительного периода времени, т.к. АЭС практически не зависит от источников топлива из-за небольшого объёма его использования.

Атомный реактор. Источником энергии реактора служит процесс деления тяжелых ядер. Напомним, что ядра состоят из нуклонов, то есть протонов и нейтронов. При этом количество протонов Z определяет заряд ядра Ze: оно равно номеру элемента из таблицы Менделеева, а атомный вес ядра А – суммарному количеству протонов и нейтронов.

Для производства энергии в подкритическом режиме требуется хорошо делящийся изотоп. Обычно рассматриваются три возможности 239Pu,235U,233U. Очень интересным оказывается последний вариант, связанный с 233U. Этот изотоп может воспроизводиться в реакторе при облучении интенсивным потоком нейтронов, а это и есть непременное условие роботы реактора в подкритическом режиме. Действительно, представим себе, что реактор заполнен природного тория 232Th и 233U.

Ядерные реакции - превращение атомных ядер в результате взаимодействия друг с другом или с какими-либо элементарными частицами.

В результате деятельности человека во внешней среде появились искусственные радионуклиды и источники излучения. В природную среду стали поступать в больших количествах естественные радионуклиды, извлекаемые из недр Земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами.

Воздействие радиации на ткани живого организма   В органах и тканях биологических объектов как и в любой среде при облучении в результате поглощения энергии идут процессы ионизации и возбуждения атомов. Эти процессы лежат в основе биологического действия излучений. Его мерой служит количество поглощенной в организме энергии.

  Повышенной радиоактивностью обладают отходы (шлак, зола, сажа, угольная пыль) угольных ТЭЦ, ГРЭС, котельных и т. п.

Атомная энергетика, замещая тепловую энергетику, сможет сыграть существенную роль в сокращении выбросов углекислого газа, разрешении других экологических проблем. Все российские АЭС имеют явно выраженные экологические преимущества в сравнении с другими видами промышленной деятельности.

Главная проблема в развитии АЭС – разработка экономичных, надёжных способов захоронения больших количеств радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива.

Для обеспечения экологической безопасности требуется достоверная, полная и своевременная информация о состоянии природных ресурсов, качестве окружающей среды и уровне ее загрязнения в районах расположения АЭС. Производственный экологический мониторинг (ПЭМ), выполняемый Экологическими службами АЭС позволяет получать, обрабатывать и анализировать информацию для оценки состояния окружающей среды и выработки своевременных и экономически эффективных решений

Миссия ядерной сферы состоит в том, чтобы превратить Россию в первую энергетическую державу мира и, таким образом, создать материальный базис для достижения наивысшего мирового качества жизни и наилучших условий для свободного развития личности каждого гражданина России.

Важное значение имеет и тот факт, что дальнейшее развитие ядерной сферы требует кардинальной перестройки в соответствии с новыми принципами, технологиями и законами и превращения её в единую замкнутую строго иерархическую и контролируемую систему с тщательной увязкой и учетом материальных и иных потоков. Развиваясь сама, ядерная сфера будет одновременно развивать и строить новое государство нового века как такую же строгую систему.

Текущее состояние мировой ядерной энергетики в цифрах и фактах В настоящее время в мире, согласно базы данных МАГАТЭ «PRIS» о текущем состоянии мировой ядерной энергетики от 24 мая 2012 года, в эксплуатации находятся 436 ядерных энергоблоков (с учетом временно остановленных, но находящихся в рабочем состоянии и готовых к запуску при принятии соответствующих решений реакторов в Японии и ряде других стран), общая установленная мощность которых составляет 370 499 МВт (э.), 62 энергоблока общей мощностью 59 245 МВт (э.) находятся на различных стадиях строительства, 139 ядерных энергоблоков общей установленной мощностью 49369 МВт (э.) остановлены и находятся на различных этапах вывода из эксплуатации. Из эксплуатации выводятся реакторы первого поколения малой мощности, эксплуатировать которые нерентабельно, или исчерпавшие свой жизненный ресурс

Всего в России ведется строительство 11 энергоблоков. Однако, пятый энергоблок Курской АЭС - последний из заложенных в СССР энергоблоков с реактором РБМК-1000 достраиваться не будет. После катастрофы в Чернобыле строительство реакторных установок этого типа было прекращено, заложенные энергоблоки заморожены.

Ядерная энергия играет исключительную роль в современном мире: ядерное оружие оказывает влияние на политику, оно нависло угрозой над всем, живущим на Земле. А пока человечество стремится утолить свои непрерывно растущие потребности в энергии путем беспредельного развития ядерной энергетики, радиоактивные отходы загрязняют нашу планету.

Чистая водородная бомба. Первые разработки этой модификации термоядерной бомбы появились еще в 1957 году, на волне пропагандистских заявлений США о создании некоего «гуманного» термоядерного оружия, которое не несет столько вреда для будущих поколений, сколько обычная термоядерная бомба. В претензиях на «гуманность» была доля истины.

Индуктивно-кондуктивные нагреватели для плавучей АЭС Теплообеспечение береговых населенных пунктов с низкой плотностью населения, в районах мерзлотных зон, горных местностей при энергоснабжении от плавучей АЭС наиболее эффективно с помощью прямого преобразования электрической энергии в тепло непосредственно в месте теплопотребления.

В последнее время в энергетике все большее внимание уделяется вопросам аккумулирования энергии. РАО ЕЭС России ввело отдельные тарифы на электроэнергию при пиковых нагрузках и в остальное время. По сути, речь идет о качестве вырабатываемой электроэнергии. АЭС не могут конкурировать в этом вопросе с тепловыми и газовыми электростанциями, так как для АЭС имеются ограничения маневренных характеристик, в основном, связанные с требованиями сохранения целостности твэл.

Современная система подготовки и переподготовки кадров является залогом надежной эксплуатационной безопасности атомных станций. Обеспечение подготовки кадров для атомных электростанций в ВУЗах и последующая дополнительная подготовка непосредственно на атомных станциях является ключевой задачей отрасли.

Разработка и обоснование концепции высокотемпературного газоохлаждаемого реактора на быстрых нейтронах Целью проекта является разработка, исследование и обоснование концепции газоохлаждаемого ядерного реактора на быстрых нейтронах с керамической активной зоной, с коэффициентом воспроизводства больше 1, с повышенным уровнем самозащищенности и температурным потенциалом, позволяющим использовать этот реактор в качестве энергоисточника для промышленного производства водорода.

Проект Технопарка в г. Обнинске реализуется на основании государственной программы "Создание в Российской Федерации технопарков в сфере высоких технологий", одобренной Распоряжением Правительства РФ от 10 марта 2006 года №328-р. Научно-производственное предприятие «Радиационный контроль. Приборы и методы» приступило к реализации инвестиционного проекта, предусматривающего создание современного производства комплекса программных и технических средств радиационного контроля «РАДСИС»

Россия является крупнейшим игроком на мировом рынке энергоносителей. Благоприятная рыночная конъюнктура последних лет способствует внедрению системных инноваций в этой сфере — от добычи и транспортировки углеводородного сырья до переработки и создания новых материалов.

В приборостроении, как и в других областях машиностроения, наблюдается тенденция все более широкого применения неразъемных соединений из материалов с различными физико-механическими, физико-химическими, химическими свойствами. Оптимальное сочетание свойств материала элементов конструкции с условиями эксплуатации этих элементов позволяет существенно улучшить эксплуатационные характеристики приборов при одновременном снижении затрат за счет экономии дорогостоящих материалов.

Другой пример – сверхпроводниковая электроэнергетика. Известно, что потери при производстве и передаче энергии составляют десятки процентов. Решение проблемы – использование сверхпроводников. Наш Институт много сделал для развития технологий низкотемпературной сверхпроводимости при «гелиевых» температурах (температура жидкого гелия около 4 К). Разработанные Институтом материалы сейчас будут промышленно выпускаться на ОАО «Чепецкий механический завод» и поставляться как вклад России в проект ИТЭР – создание Международного термоядерного реактора в Кадараше (Франция).

На основании постановления Правительства от 2 августа 2005 г. №486 был создан Головной отраслевой научный центр данных о физических константах и свойствах веществ и материалов при ФГУП «ЦНИИАТОМИНФОРМ» для выявления потребностей отрасли в справочных данных, сбора, накопления, оценки и систематизации и распространения данных по различным тематическим направлениям отрасли.

Одно из приоритетных направлений деятельности ОКБМ – проектирование и изготовление нагнетательного оборудования. Важной составной частью данного оборудования являются торцовые уплотнения вала. Уплотнения могут эксплуатироваться в сложных условиях, при которых, как правило, несколько параметров могут достигать экстремальных значений: температура, перепад давления, линейная скорость вращающихся элементов. В связи с этим создание высоконадежных торцовых уплотнений вращающихся валов насосов является сложной проектной задачей.

Развитие производственной инфраструктуры сектора экономики закрытых городов оборонного комплекса в альтернативном или конверсионном направлении связан с многочисленными аспектами. Исторически весь комплекс научных, проектных, производственных организаций был направлен на выполнение политических задач оборонного комплекса

В Обнинске имеется ряд установок, которые могут использоваться как источники нейтронов для лечения злокачественных новообразований методами гамма-нейтронной и нейтрон-захватной терапии: реактор ВВР-ц (ФГУП НИФХИ), ускоритель КГ-2,5 (ГНЦ РФ ФЭИ), малогабаритные нейтронные генераторы (НИИА им. Н.Л.Духова, г. Москва).

Для лечения онкологических заболеваний в современной медицине успешно используются возможности физических установок, первоначально предназначавшихся для фундаментальных исследований в области ядерной физики. В настоящее время в развитых странах ускорители заряженных частиц активно с очень высокой эффективностью используются для лучевой терапии онкологических заболеваний. В России для этих целей создается медицинский центр на базе комплекса ускорителей ГНЦ ИФВЭ, где будет применяться наиболее передовая технология ионной лучевой терапии.

В условиях неопределенности тарифа, цен на топливо и затрат на эксплуатацию на расчетном горизонте необходимо оценить риск получения отрицательного результата по проекту. Существующая методология оценки экономического риска [1] основана на сценарном анализе (What-If-analysis).

Вопросам учета результатов научно-технической деятельности, полученных на федеральные средства (далее – РНТД), государством уделяется большое внимание в течение последних 5 лет, за которые практически сформирована законодательная и нормативно-правовая база.

Необходимым условием позитивного развития национальной экономики сегодня являются, по возможности быстро реализуемые эффективные инновации. Общество обоснованно ждет отдачи от произведенных ранее инвестиций в образование и науку. Улучшить ситуацию с реализацией научного потенциала способна коммерциализация разработок, рыночное приложений технологий.

Материалы и методы фильтрации. Фильтрующие материалы изготовляются на основе новейших технологий в области получения ультратонких волоконных структур на полимерной, стеклянной и металлической основах, ультрадисперсных порошков из металлов, оксидов, карбидов и других соединений, а также полиядерных мембран. Методы центробежной очистки особо чистых газов для микроэлектроники основаны на технологии разделения изотопов.

В настоящее время в связи с увеличением нефте- и газодобычи, развитием новых промыслов и необходимостью обеспечения экологической безопасности для предприятий нефтегазового комплекса (НГК) всё более актуальным становится решение проблемы обеспечения радиационной безопасности на объектах.

Целью проекта является создание экспериментальной базы для исследования объектов в импульсных потоках нейтронов, а также протонной радиографии статических и динамических объектов на основе практического использования опыта и технологий ГНЦ ИФВЭ в области

В нынешнюю эпоху перехода от индустриальной эры к эре знания наука становится краеугольным камнем и ключевым инструментом повышения благосостояния общества и государства. По оценкам специалистов как минимум три четверти добавленной стоимости продукции даже в традиционных отраслях экономики обуславливается эффективным использованием знаний.

Традиционно для контроля уровня агрессивных электропроводящих сред на АЭС и предприятиях ЯТЦ применялись датчики СУЭ-Д производства ФГУП ПО "Маяк" в комплексе с сигнализатором предельных сопротивлений СПРС 2И производства завода "Тензор", г. Дубна.

В настоящее время в рамках обеспечения промышленной и экологической безопасности функционирования предприятий нефтегазовой отрасли актуальна проблема детектирования меркаптановых соединений в газовых средах в реальном масштабе времени. Это необходимо, прежде всего, на транспортных и распределительных газопроводах, обеспечивающих природным газом как промышленные предприятия, так и жилой сектор. Природный газ, как известно, не уловим человеческим обонянием.

АСКУЭ-ОКБМ (в дальнейшем - система), базируется на комплексе технических средств (КТС) «Энергия +», который зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №21001-01 (НТП «Энергоконтроль» г. Заречный).

Благодаря своей большой проникающей способности нейтроны являются перспективным видом излучения для проведения интроскопических исследований и создания аппаратуры для обнаружения различных вредных и опасных веществ в объектах значительных размеров.

Мировой опыт эксплуатации литиевых химических источников тока (ЛХИТ) выдвинул в число приоритетных проблем обеспечение их экологической безопасности. Необходимость утилизации отработавших ЛХИТ обусловлена тем, что их компоненты (литий и его соединения, электролит, катод, сепаратор и др.) являются экологически опасными и могут привести к значительному загрязнению окружающей среды. Кроме того, отработавшие свой ресурс ЛХИТ в местах скопления представляют собой источник повышенной пожаро- и взрывоопасности.

Микросхемы памяти играют важнейшую роль во многих системах различного назначения. Они постоянно совершенствуются как в схемотехнической области, так и в области развития новых архитектур. В настоящее время созданы и используются десятки различных типов ЗУ, применяемых в различной аппаратуре.

Проблема отказов элементов микроэлектроники, вызванных одиночными частицами спектра космических излучений, становится в последнее время доминирующей проблемой обеспечения надежности аппаратуры космических аппаратов