Вопросы, страница 31 - гдз по русскому языку 11 класс учебник Султанова, Бондаренко

• Вспомните, что вы знаете из курса физики о ядерных реакциях.

• Рассмотрите схему и скажите, что на ней изображено.

• Как предотвратить радиоактивное заражение местности и обслуживающего персонала АЭС?

• Сопоставима ли выгода, получаемая от существования ядерного реактора, с той угрозой, которую он несет для окружающей среды? Дайте развернутый ответ на этот вопрос.

• Вспомните, что вы знаете из курса физики о ядерных реакциях.

Ядерные реакции — это процессы превращения атомных ядер, которые происходят при их взаимодействии с другими ядрами или элементарными частицами. В отличие от химических реакций, затрагивающих только электронные оболочки атомов, ядерные реакции изменяют состав и структуру самих ядер.

Ключевым типом ядерной реакции, используемым в атомной энергетике, является цепная реакция деления тяжелых ядер, например, урана-235. Процесс выглядит следующим образом:

1. Нейтрон попадает в ядро атома урана-235.

2. Ядро становится нестабильным и распадается (делится) на два более легких ядра (осколки деления).

3. При этом высвобождается огромное количество энергии в виде тепла и излучения, а также испускается несколько (2-3) новых нейтронов.

4. Эти новые нейтроны могут, в свою очередь, вызвать деление других ядер урана, что приводит к цепной реакции. Если эта реакция является управляемой, как в ядерном реакторе, высвобождаемую энергию можно использовать в мирных целях.

• Рассмотрите схему и скажите, что на ней изображено.

На схеме изображен принцип работы атомной электростанции (АЭС) с водо-водяным энергетическим реактором. Процесс преобразования ядерной энергии в электрическую состоит из нескольких этапов:

1. В реакторе происходит управляемая цепная реакция деления ядер, в результате которой выделяется огромное количество тепла.

2. Это тепло передается теплоносителю первого контура (обычно вода под высоким давлением), который циркулирует через реактор.

3. Горячий теплоноситель поступает в парогенератор, где он отдает свое тепло воде второго контура, не смешиваясь с ней. Вода второго контура закипает и превращается в пар.

4. Пар под высоким давлением подается на лопасти турбины, заставляя ее вращаться.

5. Турбина вращает ротор генератора, который вырабатывает электрический ток.

6. Отработанный пар из турбины поступает в конденсатор, где он охлаждается водой из третьего контура (взятой из водохранилища или охлаждаемой в градирне) и снова превращается в воду.

7. Полученная вода насосом закачивается обратно в парогенератор, и цикл повторяется.

Стержни управления, погружаемые в активную зону реактора, служат для регулирования скорости реакции, поглощая избыточные нейтроны.

• Как предотвратить радиоактивное заражение местности и обслуживающего персонала АЭС?

Для предотвращения радиоактивного заражения на АЭС применяется система глубокоэшелонированной защиты, включающая в себя несколько барьеров безопасности и организационных мер:

1. Физические барьеры:

- Топливная таблетка: Само ядерное топливо спекается в керамические таблетки, которые удерживают большинство продуктов деления.

- Оболочка тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ): Таблетки герметично запаяны в прочные циркониевые трубки, которые предотвращают выход радиоактивных веществ в теплоноситель.

- Корпус реактора: Толстостенный стальной корпус, выдерживающий высокое давление и температуру, заключает в себе активную зону.

- Герметичная защитная оболочка (контейнмент): Реактор и оборудование первого контура находятся внутри массивного здания из железобетона, способного удержать радиоактивные вещества внутри даже в случае серьезной аварии.

2. Системы безопасности:

- Система управления и защиты: Стержни управления позволяют мгновенно остановить цепную реакцию (аварийная остановка).

- Системы охлаждения: Многократное дублирование систем отвода тепла от реактора, включая системы аварийного охлаждения, которые срабатывают при отказе основных.

3. Защита персонала:

- Дозиметрический контроль: Каждый сотрудник носит индивидуальные дозиметры для контроля полученной дозы облучения.

- Средства индивидуальной защиты: Использование спецодежды, респираторов и других СИЗ при работе в контролируемых зонах.

- Зонирование: Территория станции разделена на зоны со строгим контролем доступа в зависимости от уровня радиационной опасности.

- Автоматизация и дистанционное управление: Операции с высокоактивными материалами проводятся дистанционно с помощью роботов и манипуляторов.

• Сопоставима ли выгода, получаемая от существования ядерного реактора, с той угрозой, которую он несет для окружающей среды? Дайте развернутый ответ на этот вопрос.

Этот вопрос является одним из самых дискуссионных в современной энергетике и не имеет однозначного ответа. Сопоставление выгоды и угрозы требует рассмотрения множества факторов.

Выгода от существования ядерного реактора:

1. Высокая энергоэффективность: Ядерное топливо обладает колоссальной концентрацией энергии. Один килограмм урана может выделить столько же энергии, сколько сжигание тысяч тонн угля. Это позволяет АЭС вырабатывать огромное количество электроэнергии на компактной территории.

2. Экологичность в части выбросов: В процессе работы АЭС не производят выбросов парниковых газов (CO₂), оксидов серы и азота, что делает их важным инструментом в борьбе с глобальным потеплением и загрязнением воздуха.

3. Надежность и стабильность: АЭС могут работать непрерывно с высоким коэффициентом использования установленной мощности, обеспечивая стабильное базовое энергоснабжение, в отличие от возобновляемых источников (солнце, ветер), зависящих от погодных условий.

Угрозы и риски, связанные с ядерным реактором:

1. Риск тяжелых аварий: Несмотря на многоуровневые системы безопасности, существует, пусть и малая, вероятность аварий с расплавлением активной зоны (как в Чернобыле или на Фукусиме). Последствия таких аварий могут быть катастрофическими: радиоактивное заражение огромных территорий, необходимость массовой эвакуации, долгосрочные последствия для здоровья людей и экосистем.

2. Проблема радиоактивных отходов: Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) и другие радиоактивные отходы остаются чрезвычайно опасными на протяжении тысяч и даже сотен тысяч лет. На сегодняшний день не существует общепринятого окончательного решения проблемы их долгосрочного захоронения.

3. Тепловое загрязнение: АЭС сбрасывают в водоемы-охладители большое количество нагретой воды, что может негативно влиять на местные водные экосистемы.

4. Высокая стоимость и сложность: Строительство и вывод из эксплуатации АЭС — это чрезвычайно дорогие и длительные процессы, требующие высоких технологий и строжайшего контроля.

Вывод:

Сопоставление выгоды и угрозы — это сложный компромисс. С одной стороны, ядерная энергетика предлагает мощный и чистый (с точки зрения выбросов CO₂) источник энергии, необходимый для развивающейся цивилизации и борьбы с изменением климата. С другой стороны, она несет в себе потенциальные риски катастрофических аварий и оставляет нерешенной проблему долгосрочного хранения отходов. Современные проекты реакторов (поколения III+ и IV) обладают значительно более высокими стандартами безопасности, включая пассивные системы, которые не требуют вмешательства человека или внешнего питания для предотвращения аварии. Поэтому для многих стран ответ на вопрос "сопоставима ли выгода?" является положительным, но при условии соблюдения высочайших стандартов безопасности, строжайшего государственного регулирования и постоянного поиска решений проблемы радиоактивных отходов.