«ЯЭУ и радиационные технологии «
ЭКЛ-С09, 8 семестр, 13 чел., 34 ч лекции, зачёт
Цели и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
Целью преподавания является сообщение студентам сведений о принципах работы ЯЭУ и радиационных технологиях .
Выпускник должен знать принципы работы ядерных реакторов и иметь представление о новых радиационных технологиях, в особенности в применении к экологическим задачам.
Дисциплины, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины: «Ядерная и нейтронная физика», « Радиобиология »
Студент должен знать принципы работы и основные характеристики ядерных реакторов, иметь представление о механизмах влияния ядерной энергетики на окружающую среду и в о основных принципах использования ядерных излучений
Л1 11 02 13
Содержание
Тема 1. Введение. Энергия атомного ядра и новые технологии. Ядерная энергетика и общество.
Тема 2. ЯЭУ. Физика реактора. Основные концепции физики цепного ядерного процесса. Уравнения баланса. Критическая масса и критические размеры. Тепловыделение и отвод теплоты в ядерных реакторах. Кинетика нуклидного состава реактора. Нестационарный ядерный реактор. Управление реактором Основные российские энергетические реакторы. Безопасность ядерных реакторов.
Тема 3. Ядерная энергетика и окружающая среда. Источники ядерных излучений, воздействующие на население. Дозы облучения населения.
Тема 4. Радиационные технологии в медицине. Компьютерная томография с использованием радионуклидов.
1 Введение
Энергия атомного ядра и новые технологии.
1. Новый источник энергии, позволяющий создать крупномасштабную энергетику на длительный период времени.
2. В промышленности новые ядерные технологии позволили:
-заменить многие технологии, представляющие опасность для человека и природы
-создавать новые материалы или придавать материалам новые свойства;
-повысить эффективность производственных процессов (автоматизировать процессы и увеличить их скорость, повысить качество и улучшать характеристики изделий).
3. В аграрной сфере –выведение новых пород животных и сортов растений, борьба с вредителями и болезнями, оптимизация биологических процессов и др.
4. В сфере здравоохранения человека ядерные методы позволили существенно продвинуться в понимании функционирования организма человека, в происхождении болезней и действия лекарств, в диагностике и лечении многих заболеваний.
5. В научных исследованиях в промышленности и строительстве, в гидрологических исследованиях и изучении климата, в геологии и геохимии, в археологии.
Новые технологии и общественный риск
Любая человеческая деятельность связана с определенной опасностью (риском) заболевания, увечья или преждевременной смерти. Поэтому, при появлении новых технологий перед человечеством встает проблема сопоставить пользу затраты от их внедрения, а также риск, которые они несут.
Индивидуальный риск может быть определен как вероятность заболевания, несчастного случая или смерти в единицу времени
( например, за год ).
Абсолютной безопасности нет. Приемлемость риска означает, что общество, повышая безопасность, считает этот риск оправданным, имея в виду пользу, которую приносит источник риска.
Риск естественной смерти человека от болезней и старения cоставляет около 1,310-2 1/год
Диапазон риска, связанный с искусственной средой, довольно широк, но в среднем, риск смерти от несчастных случаев составляет примерно 10-4 1/год.
Риск заболеваний и последующей смерти от всех естественных и техногенных источников радиации порядка 10-5 чел/год, а за счет радиоактивных выбросов и отходов АЭС – около 10-7 1/год.
Крупномасштабная энергетика:
Тепловая энергетика.
Атомная энергетика.
Гидроэнергетика.
Энергетика, основанная на возобновляемых ресурсах
Капитальные затраты на строительство
ТЭС – 1000 $/кВт,
АЭС – 3000 $/кВт.
ГЭС – 3000 $/кВт
Экологические убытки:
ТЭС на угле - 0,6 $/кВт×ч,
на газе – 0,3 $/кВт×ч,
АЭС - 0,01 $/кВт×ч.
Предельные КПД:
обычной ТЭС -40-42 %,
парогазовой – 55-60 %
АЭС – 33%
Маломасштабная (до 1 МВт) и среднемасштабная (до сотен МВт) энергетика на возобновляемых ресурсах
Ветроэнергетика –
Солнечная энергетика
Геотермальная энергетика
Приливные электростанции
Общий недостаток - дорого, в большинстве случаев небольшая удельная энергонапряжённость (полупроводниковые СЭС – 10 Вт/м2) и высокие удельные затраты.
