Номер 3, страница 283 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Назовите три принципиальные проблемы современной атомной энергетики.

2. Назовите два основных преимущества АЭС перед ТЭС. Ответ обоснуйте.

Основными преимуществами атомных электростанций (АЭС) по сравнению с тепловыми электростанциями (ТЭС), работающими на ископаемом топливе, являются высокая энергоэффективность топлива и экологичность в плане выбросов в атмосферу.

1. Экологическая чистота (отсутствие выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ).

   Обоснование: В отличие от ТЭС, которые сжигают уголь, газ или мазут, АЭС в процессе работы не производят выбросов углекислого газа ($CO_2$), который является основным парниковым газом и главной причиной современного изменения климата. Также АЭС не выбрасывают в атмосферу оксиды серы ($SO_x$) и азота ($NO_x$), которые вызывают кислотные дожди, смог и респираторные заболевания. Таким образом, атомная энергетика является чистым источником энергии с точки зрения загрязнения воздуха.

2. Высокая удельная энергоемкость ядерного топлива.

   Обоснование: Ядерное топливо, как правило уран, обладает колоссальной концентрацией энергии. Например, энергия, выделяющаяся при делении ядер в 1 кг урана, эквивалентна энергии от сжигания примерно 2 500 тонн угля. Это означает, что для работы АЭС требуется значительно меньший объем топлива. Как следствие, существенно снижаются затраты и экологический ущерб от добычи, транспортировки и хранения топливных ресурсов. Кроме того, высокая энергоемкость позволяет АЭС работать на одной загрузке топлива в течение длительного периода (12–24 месяца), обеспечивая стабильную и надежную выработку электроэнергии.

Ответ: Два основных преимущества АЭС перед ТЭС – это экологическая чистота (отсутствие выбросов парниковых и загрязняющих газов в атмосферу) и колоссальная энергоемкость ядерного топлива, которая обеспечивает экономическую эффективность и стабильность работы станции.

3. Назовите три принципиальные проблемы современной атомной энергетики.

Несмотря на свои преимущества, современная атомная энергетика сталкивается с рядом сложных и фундаментальных проблем, три из которых являются ключевыми:

1. Проблема обращения с радиоактивными отходами (РАО).

   В процессе работы АЭС образуется отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) и другие виды радиоактивных отходов. Эти материалы остаются чрезвычайно опасными для живых организмов и окружающей среды на протяжении тысяч и даже сотен тысяч лет. На сегодняшний день в мире не существует общепринятого и реализованного в промышленных масштабах решения по их окончательной, долговременной и безопасной изоляции от биосферы. Создание и эксплуатация геологических хранилищ для глубокого захоронения РАО — это технически сложная, очень дорогая и политически чувствительная задача.

2. Обеспечение безопасности и риск тяжелых аварий.

   Хотя современные атомные реакторы оснащены множеством пассивных и активных систем безопасности, теоретический риск тяжелой аварии с расплавлением активной зоны и масштабным выбросом радиоактивных веществ полностью исключить невозможно. Аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году и на АЭС Фукусима-1 в 2011 году продемонстрировали, что последствия таких событий могут быть катастрофическими: радиоактивное загрязнение огромных территорий на долгие десятилетия, необходимость массовой эвакуации населения, долгосрочные негативные последствия для здоровья людей и экосистем, а также колоссальные экономические убытки. Общественное неприятие, вызванное страхом перед подобными авариями, является серьезным барьером для развития атомной энергетики во многих странах.

3. Риск распространения ядерных материалов и технологий.

   Технологии, используемые в ядерном топливном цикле, в частности обогащение урана и химическая переработка отработавшего топлива с выделением плутония, тесно связаны с технологиями производства материалов для ядерного оружия. Существует постоянный риск того, что эти материалы или технологии могут быть использованы для военных целей или попасть в руки террористических организаций. Этот риск требует создания сложной и дорогостоящей системы глобального контроля и нераспространения под эгидой МАГАТЭ, что накладывает серьезные ограничения на международное сотрудничество в атомной сфере и усложняет развитие атомной энергетики в новых странах.

Ответ: Три принципиальные проблемы современной атомной энергетики: проблема безопасной долговременной изоляции радиоактивных отходов, риск тяжелых аварий с катастрофическими последствиями для населения и окружающей среды, а также опасность распространения ядерных материалов и технологий, которые могут быть использованы для создания оружия.