Відповіді до підручника: Стр.213

Готова відповідь до завдання Стр.213 з ГДЗ Фізика 9 клас Засєкіна.

Фізика, 9 клас · Відповіді до підручника

Текстова відповідь

§ 34. Досліджуємо використання ядерної енергії

Чим відрізняються керовані й некеровані ядерні реакції?

Керована ядерна реакція відбувається з коефіцієнтом розмноження нейтронів k ≈ 1: її швидкість регулюють (контрольними стрижнями, уповільнювачем), енергію відводять у теплоносій і безпечно використовують у реакторі. Некерована реакція має k > 1, ланцюг поділів розвивається лавиноподібно, за дуже короткий час виділяється величезна енергія й відбувається вибух (як в атомній бомбі).

Як виробляють електроенергію на атомній електростанції?

У активній зоні реактора відбувається ланцюгова реакція поділу ядер палива, яка нагріває воду першого контуру. У парогенераторі ця теплота передається воді другого контуру, що перетворюється на пару високого тиску. Пара обертає турбіну, з’єднану з електрогенератором, який і виробляє електроенергію.

У чому принципова відмінність між атомними й тепловими електростанціями? Які переваги й недоліки атомних електростанцій?

Принципова відмінність у джерелі теплоти: на ТЕС її дає згоряння палива (хімічна реакція), а на АЕС — поділ ядер у реакторі (ядерна реакція), далі обидві мають подібну паротурбінну схему. Переваги АЕС: дуже велика енерговіддача з невеликої маси палива, малі викиди парникових газів, відносна паливна незалежність. Недоліки: ризик важких аварій з радіоактивним забрудненням, проблема довготривалого зберігання радіоактивних відходів і складність/дорожнеча будівництва та виведення станцій з експлуатації.

Під час вибухів атомних бомб у серпні 1945 року — 6 серпня над Хіросімою ("Little Boy", уранова бомба) і 9 серпня над Наґасакі ("Fat Man", плутонієва бомба) — у навколишнє середовище було викинуто велику кількість радіоактивних елементів, які утворилися в результаті ланцюгової реакції поділу ядер Урану-235 та Плутонію-239 (Цезій-137, Стронцій-90, Йод-131, Барій-140, Рутеній-106, Цирконій-95, Криптон-85, Ксенон-133, Уран-235, Плутоній-239, Нептуній-239, Америцій-241, Телур-132, Йод-133, Лантан-140). Які з них становили небезпеку тільки в перші години після вибуху, а які можуть загрожувати життю людей і зараз?

Небезпечними переважно в перші години/дні після вибуху були короткоживучі радіонукліди: Йод-131, Йод-133, Телур-132, Лантан-140, Барій-140, Ксенон-133, Цирконій-95, Нептуній-239, Рутеній-106 (і подібні з малим періодом піврозпаду) — вони досить швидко розпалися. Довготривалу небезпеку становлять довгоживучі радіонукліди: Цезій-137, Стронцій-90, Криптон-85, Уран-235, Плутоній-239, Америцій-241, які зберігаються десятиліттями й довше та можуть і нині забруднювати довкілля й біосферу.

Що розуміють під екологічними проблемами атомної енергетики?

Екологічні проблеми атомної енергетики — це ризики радіоактивного забруднення під час аварій, видобутку й переробки палива, а також проблема безпечного зберігання та захоронення відпрацьованого ядерного палива й радіоактивних відходів. До них належать і теплове забруднення водойм-охолоджувачів та вплив станцій на природні екосистеми навколо.

Виконай дослідження

Уяви, що твоя команда бере участь у міжнародному проєкті «Енергія майбутнього». Одне із завдань — змоделювати можливість будівництва атомної електростанції у твоїй області (районі, регіоні). Тобі потрібно дослідити, чи доцільно та безпечно розміщувати АЕС у твоїй місцевості.

Приклад плану дослідження й можливого висновку:

Зібрати дані про регіон: карту сейсмічної активності, наявні річки/водосховища, клімат, напрям вітрів, щільність населення, природоохоронні території.
Обрати тип реактора (наприклад, сучасний водо-водяний ВВЕР покоління III+) і коротко описати, які системи безпеки він має.
Оцінити потенційні впливи АЕС: викиди тепла у воду, можливе радіоактивне забруднення при аварії, потребу в охоронних зонах; запропонувати заходи мінімізації ризиків (подвійний контур, пасивні системи охолодження, надійне сховище відходів, санітарно-захисна зона тощо).
Провести (або спланувати) опитування місцевих жителів щодо ставлення до будівництва АЕС і врахувати їхні аргументи «за» і «проти».
Зробити висновок: за наявності достатніх водних ресурсів, низької сейсмічності та віддаленості від великих міст будівництво АЕС може бути доцільним як джерело стабільної низьковуглецевої енергії; якщо ж регіон сейсмічно активний, має дефіцит води або високу щільність населення, доцільніше розвивати інші джерела енергії.