Перспективы развития солнечной энергетики в России
Введение
Материя, энергия, информация – три типа фундаментальных ресурсов, которые использует человек. Чем выше уровень развития цивилизации, тем в большей степени используются эти ресурсы. Материя – наиболее освоенный ресурс, давший человечеству возможность строить здания, шить одежду, изготавливать сложные орудия труда, а в наше время, и наноматериалы с уникальными свойствами. Информация – наименее освоенный ресурс, люди научились ее накапливать и классифицировать, но так и не научились справляться с «информационным взрывом», чрезмерным количеством информации, которую нужно обработать и осмыслить. Энергия же является тем ресурсом, который активнее всего осваивался в недавнее время, и наиболее важен с точки зрения глобального развития человечества.
Сегодня вся цивилизация, по сути, держится на электричестве – оно освещает и нагревает, оно же охлаждает, приводит в движение самые крупные конструкции и позволяет работать самым миниатюрным устройствам. Отключение электроэнергии способно вызвать гуманитарную катастрофу в крупных городах. Поэтому особенно актуальной остается задача разработки новых мощных и надежных источников энергии, чтобы поддерживать и повышать ее уровень в рамках всего человечества. Одним из наиболее современных способов это сделать является атомная энергетика.
В данной работе я хотела бы рассмотреть вопрос разработки мобильных атомных реакторов, позволяющих использовать энергию атомных ядер не только на монументальных атомных электростанциях, но и на движущихся платформах и различных видах транспорта. Насколько это эффективно, насколько это безопасно и насколько это перспективно – это основные аспекты данного вопроса.
Основная часть
Исторически первым целевым применением энергии деления атомных ядер была атомная бомба. Те реакторы, которые были построены первыми, предназначались исключительно для исследований и наработки оружейного плутония, а их нагрев в процессе работы считался побочным эффектом. Так, в 1942 году подобный реактор был создан в США, в СССР же он был запущен лишь в конце 1946 года.
На рисунке 1 показан процесс деления ядра атома урана-235 с высвобождением энергии и нейтронов. В случае достаточной массы урана, процесс переходит в цепную реакцию, имеющую характер взрыва. При этом, взрывается на самом деле не столь большая доля всего урана, а большая часть его отправляется в атмосферу в виде загрязнения.
Рис. 1. Основные стадии деления ядра урана-235.
Однако первая в мире атомная электростанция была построена именно в СССР, в 1954 году в Обнинске
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. Основная разница с реакторами для наработки плутония была в том, что теплоноситель (вода) не просто направляется на охлаждение, но в виде пара крутит турбину, тем самым вырабатывая электроэнергию.
Рис. 2. Принципиальная схема устройства ядерного реактора
Общая принципиальная схема устройства ядерного реактора изображена на рис. 2. В активной зоне происходит реакция деления, вырабатывающая энергию, которая нагревает теплоноситель внутреннего контура. В теплообменнике происходит охлаждение этого теплоносителя для его повторного использования в активной зоне реактора. Теплоноситель второго контура в свою очередь нагревается и в парообразном состоянии вращает турбину, после чего охлаждается в конденсаторе и снова подается в теплообменник. Разделение контуров нужно для предотвращения радиационного заражения среды водой, проходящей через сам реактор. Регулирующие стержни нужны для управления интенсивностью реакции деления, то есть регулирования мощности реактора.
Что касается мобильных ядерных реакторов, их можно условно разделить на две группы. К первой отнесем реакторы, расположенные на крупногабаритных платформах или крупных видах транспорта – кораблях, подводных лодках. Такие реакторы мобильны, но не компактны. Ко второй группе отнесем мобильные и при этом относительно компактные реакторы, способные перемещаться в частности на автотранспорте.
Первая атомная подводная лодка, равно как и первый мобильный ядерный реактор, были построены в 1954 году в США. Это ознаменовало новую эру в истории мореплавания, поскольку лодки и суда с атомным двигателем имеют больший запас хода и большую скорость хода. Эффективность подобного решения была продемонстрирована немедленно – первый атомоход «Наутилус» стал первым кораблем, достигшим Северного полюса. СССР ответил выходом в море своей атомной подводной лодки в 1959 году. Соотношение характеристик первых атомоходов представлено в табл. 1.
Таблица 1. Сравнение характиристик первых атомоходов СССР и США
Зато первый атомный ледокол «Ленин», спущенный на воду в СССР в 1959 году, позволил существенно продлить срок навигации, расширив возможности по использованию Северного морского пути. На данный момент Россия является единственной страной в мире, обладающей активным флотом атомных ледоколов.
Таким образом, мобильные ядерные реакторы продемонстрировали свою эффективность и, в некоторых случаях, незаменимость
50% эссе недоступно для прочтения
Закажи написание эссе по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
