0 просмотров

Что такое ядерная энергия? Наука ядерной энергетики

×

Если вы хотите узнать больше о работе МАГАТЭ, подпишитесь на наши еженедельные обновления, содержащие самые важные новости, мультимедийные материалы и многое другое.

Ядерное объяснение
15 ноября 2022 г.
Андреа Галиндо, Бюро общественной информации и коммуникации МАГАТЭ

Ядерная энергия представляет собой форму энергии, высвобождаемой из ядра, сердцевины атомов, состоящей из протонов и нейтронов. Этот источник энергии может быть получен двумя способами: делением — когда ядра атомов расщепляются на несколько частей — или слиянием — когда ядра сливаются друг с другом.

Ядерная энергия, используемая сегодня во всем мире для производства электроэнергии, осуществляется путем ядерного деления, в то время как технология производства электроэнергии путем синтеза находится на стадии НИОКР. В этой статье будет рассмотрено деление ядер. Чтобы узнать больше о ядерном синтезе, нажмите здесь.

Что такое ядерное деление?

Ядерное деление — это реакция, при которой ядро ​​атома расщепляется на два или более меньших ядра с выделением энергии.

Например, при попадании нейтрона ядро ​​атома урана-235 распадается на два меньших ядра, например, ядро ​​бария и ядро ​​криптона и два или три нейтрона. Эти дополнительные нейтроны будут сталкиваться с другими окружающими атомами урана-235, которые также будут расщепляться и генерировать дополнительные нейтроны в эффекте умножения, таким образом вызывая цепную реакцию за доли секунды.

Статья в тему:  Какая страна обладает самым смертоносным ядерным оружием

Каждый раз, когда происходит реакция, происходит выделение энергии в виде тепла и излучения. Тепло может быть преобразовано в электричество на атомной электростанции, аналогично тому, как тепло от ископаемого топлива, такого как уголь, газ и нефть, используется для выработки электроэнергии.

Ядерное деление (Графика: А. Варгас/МАГАТЭ)

Как работает атомная электростанция?

Внутри атомных электростанций ядерные реакторы и их оборудование содержат и контролируют цепные реакции, чаще всего подпитываемые ураном-235, для производства тепла путем деления. Тепло нагревает охлаждающий агент реактора, обычно воду, для производства пара. Затем пар направляется на вращающиеся турбины, приводящие в действие электрический генератор для выработки электроэнергии с низким содержанием углерода.

Более подробную информацию о различных типах ядерных энергетических реакторов можно найти на этой странице.

Реакторы с водой под давлением являются наиболее используемыми в мире. (Графика: А. Варгас/МАГАТЭ)

Добыча, обогащение и утилизация урана

Уран — это металл, который можно найти в горных породах по всему миру. У урана есть несколько встречающихся в природе изотопов, которые представляют собой формы элемента, различающиеся по массе и физическим свойствам, но с одинаковыми химическими свойствами.Уран имеет два первичных изотопа: уран-238 и уран-235. Уран-238 составляет большую часть урана в мире, но не может вызывать цепную реакцию деления, в то время как уран-235 можно использовать для производства энергии путем деления, но он составляет менее 1 процента мирового урана.

Статья в тему:  Какой канал транслирует мисс Вселенная 2021 в Австралии?

Чтобы повысить вероятность деления природного урана, необходимо увеличить количество урана-235 в данном образце с помощью процесса, называемого обогащением урана. После обогащения уран можно эффективно использовать в качестве ядерного топлива на электростанциях в течение трех-пяти лет, после чего он все еще остается радиоактивным и должен быть утилизирован в соответствии со строгими правилами защиты людей и окружающей среды. Отработавшее топливо, также называемое отработавшим топливом, также может быть переработано в другие виды топлива для использования в качестве нового топлива на специальных атомных электростанциях.

Что такое ядерный топливный цикл?

Ядерный топливный цикл — это промышленный процесс, включающий различные этапы производства электроэнергии из урана в ядерных энергетических реакторах. Цикл начинается с добычи урана и заканчивается захоронением ядерных отходов.

Ядерные отходы

В результате эксплуатации атомных электростанций образуются отходы с разным уровнем радиоактивности. С ними обращаются по-разному в зависимости от их уровня радиоактивности и назначения. См. анимацию ниже, чтобы узнать больше об этой теме.

Обращение с радиоактивными отходами

Радиоактивные отходы составляют небольшую часть всех отходов. Это побочный продукт миллионов медицинских процедур каждый год, промышленных и сельскохозяйственных применений, в которых используется радиация и ядерные реакторы, производящие около 11 % мировой электроэнергии. Этот анимационный фильм объясняет, как обращаются с радиоактивными отходами, чтобы защитить людей и окружающую среду от радиации сейчас и в будущем.

Статья в тему:  Миссия НАСА по испытанию двойного астероидного перенаправления (DART), запуск которой запланирован на ноябрь 2021 года, проверит кинетический ударный подход на небольшой луне околоземного астероида под названием Дидимос. DART врежется в Луну, пока астрономы на Земле наблюдают, насколько изменится период ее обращения вокруг Дидимоса.

Атомные электростанции следующего поколения, также называемые инновационными усовершенствованными реакторами, будут производить намного меньше ядерных отходов, чем сегодняшние реакторы. Ожидается, что они могут быть построены к 2030 году.

Атомная энергетика и изменение климата

Атомная энергетика является низкоуглеродным источником энергии, поскольку в отличие от угольных, нефтяных или газовых электростанций атомные электростанции практически не производят CO.2 во время их эксплуатации. Ядерные реакторы производят почти одну треть безуглеродной электроэнергии в мире и имеют решающее значение для достижения целей в области изменения климата.

Какова роль МАГАТЭ?

  • МАГАТЭ устанавливает и продвигает международные стандарты и рекомендации по безопасному и надежному использованию ядерной энергии для защиты людей и окружающей среды.
  • МАГАТЭ поддерживает существующие и новые ядерные программы во всем мире, предоставляя техническую поддержку и управление знаниями. В рамках поэтапного подхода МАГАТЭ предоставляет технические знания и рекомендации странам, которые хотят разработать ядерно-энергетическую программу, а также тем, кто выводит свои из эксплуатации.
  • Благодаря своей деятельности по гарантиям и проверке МАГАТЭ следит за тем, чтобы ядерные материалы и технологии не переключались с мирного использования.
  • Миссии по обзору и консультационные услуги, возглавляемые МАГАТЭ, обеспечивают руководство деятельностью, необходимой в течение всего срока службы ядерной энергии: от добычи урана до строительства, технического обслуживания и вывода из эксплуатации атомных электростанций и обращения с ядерными отходами.
  • МАГАТЭ управляет запасом низкообогащенного урана (НОУ) в Казахстане, который может быть использован в качестве крайней меры странами, остро нуждающимися в НОУ в мирных целях.
Статья в тему:  Какой процент американцев не верит в глобальное потепление 2018

Эта статья была впервые опубликована на сайте iaea.org 2 августа 2021 года.

Похожие истории

Атомная энергетика доказывает свою жизненно важную роль в качестве адаптируемого и надежного поставщика электроэнергии во время COVID-19

МАГАТЭ и АЯЭ-ОЭСР обсуждают ключевые разработки в области ядерной энергетики на ежегодном совещании

Министр чистой энергетики уделяет особое внимание ядерному будущему

Гросси из МАГАТЭ призывает к ядерной энергетике для достижения нулевых выбросов, поскольку «климатические часы тикают»

ОАЭ и Беларусь ввели атомную энергетику в прошлом году. Кто следующий?

МАГАТЭ и МЭА договорились активизировать сотрудничество в области ядерной энергетики для перехода к чистой энергии

Связанные ресурсы

  • Энергия
  • Ядерные энергетические реакторы
  • Энергетика, электроэнергия и атомная энергетика на период до 2050 г.
  • Прогнозы МАГАТЭ в отношении ядерной энергетики до 2050 года
  • Атомная энергетика: путь к безуглеродному будущему
  • Ядерное объяснение
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector