1. ENERGIA
NUCLEARA
Proiectul a fost realizat de:
Bela Teo-Andrei
Caraman Dimciu,
Scoala 12 ¡°Hasdeu¡±
Profesor indrumator
Laurentziu Rosu
2. CUPRINS
?I. Energia nucleara
?II. Fisiunea nucleara stimulata
?III. Istoric nuclear
?IV. Tipuri de centrale electrice
?V. Reactorul nuclear
¡®
?VI. Principiul fizic al bombei atomice
SCOPUL LUCRARII:
prezentarea notiunilor legate de producerea energiei
electrice, fizica nucleara, si crearea unor animatii
reprezentand reactia de fisiune
3. ENERGIA NUCLEARA
? Scopul energeticii nucleare este producere
de electricitate folosind caldura eliberata prin
schimbari ce au loc in nucleele atomilor,
proces numit reactie controlata.
4. ? Nucleele elementelor radioactive se pot scinda, eliberand energie, sub
forma de radiatii si caldura. In acest proces elimina 2-3 neutroni, care
pot lovi alte nuclee, provocand scindarea lor si disociera altor nuclee.
Animatie originala realizata cu programele Powerpoint si Paint Shop Pro
5. ISTORIC
? Lise Meitner (1878-1968)a
demonstrat ca atomii grei
pot fi scindati in atomi mai
usori-proces pe care ea l-
a numit ¡°fisiune nucleara¡±.
? Otto Hahn si Hans
Strassman au lucrat alaturi
de Meitner si au descoperit
fisiunea stimulata atomilor
de uraniu si au primit in
anul 1944 Premiul Nobel
pentru chimie.
6. ? Enrico Fermi (1901-1954) a
construit in anul 1942
primul reactor nuclear si
mai tarziu a lucrat la
proiectul bombei atomice.
7. ISTORIC NUCLEAR
? August 1939: Scrisoarea lui Einstein
? Fizicianul Albert Einstein ii trimite o scrisoare presedintelui
american Franklin D. Roosevelt, prin care il avertizeaza asupra
faptului ca doi cercetatori germani lucreaza la construirea unei
bombe atomice. Roosevelt organizeaza un comitet special
pentru a analiza implicatiile militare ale cercetarii atomice.
8. ? Septembrie 1942: Proiectul Manhattan
? Este initiat Proiectul Manhattan, avind ca scop
crearea unei arme atomice inaintea germanilor.
Bomba e creata pe baza fisiunii uraniului, stimulata
cu neutroni lenti ¨C experimentata in America de
Enrico Fermi.
9. TIPURI DE CENTRALE ELECTRICE
? De-a lungul istoriei omenirii, s-au creat, in ordine: 1. termocentrale, 2.hidrocentrale, 3.centrale nucleare
? 1. Intr-o termocentrala, arderea combustibilului in cuptor furnizeaza energie termica; aceasta este
preluata de sistemul de racire si este utilizata in vaporizor pentru producerea de vapori, care
antreneaza turbina cuplata la generatorul electric-ALTERNATOR.
ALTERNATOR
ELECTRO- BOBINA
MAGNET -ROTOR
10. ? Intr-o hidrocentrala, energia potentiala
gravitationala a apei din lacul de acumulare este
transformata in energie cinetica, in galeriile de
fuga.
? Apa pune in miscare turbinei, care este
? cuplata la generatorul electric.
11. REACTORUL
NUCLEAR Se bazeaza pe initierea reactiei
?
de fisiune nucleara ?n lant,
controlata si sustinuta la o rata
stationara intr-o instalatie
complexa ce trasforma energia
termica produsa de reactia de
fisiune in energie elecrica, in doua
etape:
? 1.Sistemul de racire cu apa preia
caldura eliberata de uraniu, prin
evaporarea apei care roteste
palele turbinei, producand energie
mecanica
? 2. Alternatorul legat de turbina
transforma energia mecanica in
electrica.
12. Schema
simplificata a
unui reactor
nuclear
1. bara pentru oprire
de urgenta
2. bare de control
3. combustibil
4. protectie biologica
5. iesirea vaporilor
6. intrarea apei
7. protectie termica
13. Principiul
fizic al ? Primele bombe nucleare construite au utilizat
bombei reactia de fusiune.
atomice ? Principiul de constructie al acestora este
urmatorul: contine 2 bucati de material
fisionabil care nu explodeaza singure fiindca au
STRUCTURA BOMBEI ATOMICE mai putin decat masa critica. Dar, daca sunt
puse in contact, depasesc impreuna masa critica
LA CARE EXPLODEAZA . Ele sunt aduse in
1. TRINITROTOLUEN contact prin explozia focosului realizat din
2. MATERIAL FISIONABIL
URANIU235 SAU PLUTONIU 239
exploziv clasic. (trinitrotoluen) si astfel se
3. ZONA DE SEPARATIE, CU SURSA produce reactia in lant, care curpinde intregul
DE NEUTRONI material fisionabil intr-o fractiune de secunda, .
15. Avantajele si dezavantajele REACTORULUI
NUCLEAR
? In mod curent, toate reactoarele nucleare comerciale sunt bazate pe fisiunea nuclear a
si sunt considerate problematice datorita sigurantei lor si riscurilor asupra sanatatii.
Din contra, altii considera centrala nucleara ca fiind o metoda sigura si nepoluanta de
generare a electricitatii.
? Instala?ia de fuziune este o tehnologie bazata pe fuziunea nucleara ?n locul fisiunii
nucleare.
? Exista si alte instalatii in care au loc reactii nucleare intr-o maniera controlata,
incluz?nd generatoarele termoelectrice radioizotope ?i bateriile atomice, care
genereaza caldura si putere exploatand dezintegrarile radioactive pasive, cum ar fi,
de exemplu, instalatiile Farnsworth-Hirsch de producere a radia?iilor neutronice.
16. UN COMBUSTIBIL IDEAL: URANIUL
? Spre deosebire de carbune, petrol sau
gaze naturale, cantitati foarte mici de
uraniu pot produce foarte multa
energie electrica, fara a polua aerul.
Energia nucleara este ideala pentru
propulsarea navelor spatiale si a
submarinelor:o nava spatiala cu
combustibil nuclear poate functiona ani
de zile, iar un submarin cu energie
nucleara poate face inconjurul lumii
fara a se alimenta cu combustibil si
fara a polua.
17. Solutie pentru viitor
? Inca din 1950, puterea nucleara a
fost vazuta ca solutia nenecesitatilor
energetice.
? Prima centrala nucleara,Calder Hall,
din Marea Britanie, a inceput sa
furnizeze energie electrica in 1956.
? Anumite tari, printre care si Franta,
se bazeaza pe energia nucleara, iar
in Romania 10% din totalul energiei
este energie nucleara .
? Datorita riscurilor posibile, se
contruiesc putine centrale nucleare.
18. ARMAMENT NUCLEAR
? Datorita prigoanei fasciste din anii `30 si imediat dupa inceperea celui de-al
doilea razboi mondial, un mare numar de savanti din Europa au emigrat in
SUA.Incepand din 1941,Hitler ameninta mereu cu ¡°arma finala¡±.Constienti
de faptul, odata cu descoperirea in Germania, in 1937, a reactiei de fisiune
in lant, exista posibilitatea construirii de catre Germania fascista a bombei
atomice, unii dintre savanti au atras atentia presedintelui SUA asupra
acestui pericol.S-a lansat astfel un proiect de realizare a unei bombe
atomice, proiect la care au participat numerosi fizicieni.Dupa 3 ani de
cerectari,
? in aprilie 1945, in desertul Alamogordo, SUA a avut loc primul experiment
constand in detronarea unei bombe bazate pe fisiunea uraniului, urm?nd
ca .
19. Lansarea primelor bombe atomice
? La 6 august 1945, Statele Unite a lansat prima bomba atomica asupra
orasului Hiroshima (Japonia).In urma acestei explozii au murit peste
100.000 de oameni din cei aproximativ 350.000 de locuitori si au ramas
fara adapost inca aproximativ 170.000 de locuitori (orasul a fost distrus in
proportie de 60%).
? La 9 august 1945, Statele Unite au lansat a doua bomba atomica asupra
orasului Nagasaki(Japonia).Au murit aproximativ 40.000 de oameni si a
fost distrusa aproape o treime din oras.
? Efectele acestei explozii au fost devastatoare.Ele au fost depasite,
probabil, numai de efectele bombardamentelor cu bombe conventionale in
toata Anglia si in orasele Dresda, Hamburg si Tokio (luate la un loc!) in
timpul celui de-al doilea razboi mondial.Cele doua bombe lansate impotriva
oraselor japoneze au fost singurele utilizate intr-un conflict armat.
20. Efectele unei explozii nucleare
? 1. mecanice: datorita temperaturilor uriase, presiune aerului creste foarte
mult.Aceasta perturbatie a presiunii aerului se propaga sub forma unei unde
de soc, care determina distrugerile mecanice;
? 2. termice: in centrul exploziei, temperatura atinge valori enorme (milioane
de grade)
? 3. de iradiere: radiatiile nucleare care insotesc reactiile fisiune( formate, in
general, din fluxuri de neutroni si radiatii gama) determina efecte bilogice
atat pe termen scurt, cat si pe termen mediu si lung;
? 4. luminoase: intensitatea luminoasa este ata de mare incat poate provoca
leziuni grave ale retinei
21. HAZARDE NUCLEARE
? Deseurile nucleare sunt greu de indepartat,
ramanad mii de ani radioactive.Este
costisitor sa pui in functiune vechi reactoare
nucleare.Totodata exista posibilitatea unor
accidente, cum a foast cel din 1986, la
centrala nucleara de la Cernobal, din
U.R.S.S.
? Efectul acestui accident a fost contaminarea
cu substante radioactive a unor suptrafete
de mii de km patrati.
? Fuziunea nucleara, care elibereaza energie
prin unirea nucleelor, nu prin scindare, poate
oferi in viitor modalitatea de producere in
conditii de siguranta a energiei.
22. Accidente nucleare
?
? In 1937,in timpul prigoanei fasciste a acelor ani,in
care Hitler ameninta cu ?bomba finala¡±,a fost
descoperita in Germania ?reactia de fisiune in lant¡±,a
dat posibilitatea construirii bombei atomice,care a
fost experimentata in localitatea Los Alamos(New
Mexico,SUA),pentru prima data,constand in
detonarea unei bombe bazate pe fisiunea uraniului.
? Primul dezastru nuclear a avut loc odata cu
detonarea primei bombe atomice asupra orasului
Hiroshima,care s-a soldat cu peste 100000 morti.
? In prezent s-au emis multe ipoteze privind
posibilitatea exploziei unui reactor nuclear precum o
bomba,lucru care nu este posibil.Dar sunt insa
posibile accidente datorita supraincalzirii
reactoarelor in care componentele lor se pot
topi.Reactoarele moderne sunt inchise in conditii
extrem de izolate precum ar fi containerele.
23. Primul accident la o centrala
nucleara
? In 1979 la centrala din Three Mile Island(Pennsylvania,SUA)
datorita defectarii sistemului de racire al centralei,s-a
supraincalizit reactorul,dar paguba a fost reparata in catava
minute(pagubele materiale fiind ?mici¡±,de peste un miliard $).
? Cel mai mare accident nuclear a avut loc la Cernobil(Ucraina) in
1986,cand reactorul 4 a suferit o supraincalzire,provocand mari
pagube,cum ar fi pierderi de vieti omenesti,precum si boli sau
mutatii genetice,zona fiind,in prezent,sub radioactivitate,totul
fiind datorita temperaturilor mari si a nerespectarii regulilor si a
disciplinelor tehnologice fapt care a dus chiar la aparitia
accidentelor genetice,cum ar fi mutantii(animale,etc.)
? In prezent,datorita sistemelor avansate pentru prevenirea a
astfel de accidente,posibilitatile producerii unui accident
asemenator Cernobil-ului sunt aproape nule.
? O mare problema in energetica nucleara o reprezinta
depozitarea rezidurilor nucleare,care sunt produse de
reactoare.Acestea pot infecta grav mediul inconjurator.
? Reziduurile sunt depuse in containere speciale,puse sub
pamant in vechi mine parasite.In 1957,in Rusia,intr-un loc de
depozitare din muntii Ural,rezidurile s-au aprins si au
explodat,fapt care a dus la moartea a zeci de oameni.
24. CENTRALELE
CANDU
? Centrala de la Cerna-
voda, construita in colaborare
cu societatea ¡°Canadian
Deuterium Uranium¡±,
utilizeaza redactoare
CANDU.Acestea au fost
proiectate ca o replica la alte
tipuri de reactoare nucleare
care nu folosesc uraniu
imbogatit.Ele au castigat
incredere datorita faptului
ca nu utilizeaza presiuni
care ar putea sparge
recipientele si nu necesita
costisitoare operatie de
imbogatire a uraniului.
25. CONCLUZII
? Reactorul nuclear reprezinta o solutie la
necesitatile energetice ale lumii, care a fost
descoperita abia in secolul XX.
? Cercetarile trebuie insa continuate pentru a
descoperi alte modalitati de obtinere a
energiei, mai ecologice si lipsite de riscuri
