Номер 3, страница 250 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 64. Элементарные частицы. Темы докладов и проектов - номер 3, страница 250.

Условие.

3. Основные направления развития ядерной энергетики.

Решение.

Развитие ядерной энергетики в XXI веке сосредоточено на решении ключевых задач, связанных с безопасностью, экономической эффективностью, обращением с отходами и расширением ресурсной базы. Основные направления можно сгруппировать следующим образом:

1. Повышение безопасности и надежности АЭС.
Это приоритетное направление, особенно после аварий в Чернобыле и на Фукусиме. Развитие идет по пути создания реакторов поколений III, III+ и IV, которые обладают внутренне присущей безопасностью. Ключевой особенностью таких проектов (например, российских ВВЭР-1200, ВВЭР-ТОИ, или зарубежных AP1000, EPR) является наличие пассивных систем безопасности. Эти системы способны функционировать без внешних источников электропитания и вмешательства оператора, используя естественные физические процессы (гравитацию, естественную конвекцию) для охлаждения реактора и удержания радиоактивных веществ в случае нештатной ситуации.

2. Создание замкнутого ядерного топливного цикла (ЗЯТЦ).
Это стратегическое направление, направленное на решение двух главных проблем: ограниченности запасов природного урана и накопления радиоактивных отходов. ЗЯТЦ предполагает многократное использование ядерного топлива. Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) перерабатывается для извлечения из него ценных компонентов — плутония и невыгоревшего урана, которые затем используются для производства нового топлива. Ключевым элементом ЗЯТЦ являются реакторы на быстрых нейтронах (например, российские БН-800 и проект БРЕСТ-ОД-300), которые могут эффективно "сжигать" опасные долгоживущие изотопы и вовлекать в топливный цикл уран-238, которого в природе в сотни раз больше, чем урана-235. Это позволяет многократно расширить топливную базу атомной энергетики и снизить объемы и токсичность радиоактивных отходов.

3. Разработка малых модульных реакторов (ММР).
ММР — это реакторы мощностью до 300 МВт, которые изготавливаются на заводе и доставляются на площадку в виде готовых модулей. Их преимуществами являются:

• Повышенная безопасность за счет малых размеров и пассивных систем.
• Экономическая гибкость: меньшие начальные капиталовложения и возможность поэтапного наращивания мощности.
• Более короткие сроки строительства.
• Возможность использования в удаленных и труднодоступных районах для энергоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов, а также для опреснения воды.

Примером является российская плавучая АЭС "Академик Ломоносов".

4. Развитие управляемого термоядерного синтеза (УТС).
Это направление нацелено на создание источника энергии будущего, основанного на реакции синтеза легких ядер (например, изотопов водорода — дейтерия и трития), подобной той, что происходит на Солнце. Термоядерная энергетика обещает практически неисчерпаемые топливные ресурсы (дейтерий из морской воды), высокую безопасность (невозможность неконтролируемой цепной реакции) и значительно меньшее количество долгоживущих радиоактивных отходов по сравнению с ядерной энергетикой деления. Крупнейшим международным проектом в этой области является строящийся реактор ИТЭР (ITER).

5. Продление срока эксплуатации (ПСЭ) действующих энергоблоков.
Строительство новой АЭС — дорогостоящий и длительный процесс. Поэтому экономически целесообразным является продление ресурса существующих энергоблоков сверх проектного срока службы (обычно 30-40 лет) до 60 и более лет. Это достигается путем глубокой модернизации, замены ключевого оборудования и проведения всесторонней оценки безопасности. ПСЭ позволяет сохранить выработку электроэнергии без выбросов CO₂ при меньших затратах по сравнению со строительством новых мощностей.

6. Снижение стоимости и сроков строительства АЭС.
Высокая капиталоемкость и длительные сроки сооружения являются одним из главных барьеров для развития ядерной энергетики. Ведутся работы по оптимизации проектов, стандартизации и унификации оборудования, применению современных методов управления строительством и монтажом (например, цифровое моделирование, крупноблочный монтаж) для снижения затрат и ускорения ввода АЭС в эксплуатацию.

Ответ: Основными направлениями развития ядерной энергетики являются: повышение безопасности и надежности АЭС за счет внедрения реакторов новых поколений с пассивными системами безопасности; создание замкнутого ядерного топливного цикла с использованием реакторов на быстрых нейтронах для эффективного использования ресурсов и минимизации отходов; разработка малых модульных реакторов для удаленных районов и специфических нужд; долгосрочные исследования в области управляемого термоядерного синтеза; продление срока эксплуатации действующих энергоблоков; а также снижение экономической стоимости и сокращение сроков строительства новых АЭС.