Transcript nuclear_final_15_5

Α’ Λυκείου
Project
ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Μαλλίρης Γιώργος
Χριστοδουλάκης Χρήστος
Πλαστήρας Άρης
Ρόδης Γιάννης
Υπεύθυνη καθηγήτρια: Α. Τσαγκογέωργα
η εργασία μας
πραγματεύεται.........
ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ
Απαντήσεις στα
ερωτηματολόγια
Απαντήσεις από
μαθητές
Απαντήσεις από
ενηλίκους

2.Υπάρχουν
ακόμη ποσά
ραδιενέργειας
στην ευρωπη
απο την
πυρηνική
έκρηξη του
Τσέρνομπιλ;
4%
10%
86%
ΝΑΙ
ΌΧΙ
ΔΕΝ ΞΕΡΩ/ΔΕΝ ΑΠΑΝΤΩ

10. Ο
συνολικός
αριθμός των
πυρηνικών
εργοστασίων
σε
λειτουργία
είναι: Γ) 440
38%
12%
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Α
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Β
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Γ
50%
ΠΥΡΗΝΙΚΟΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ
ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ

11. Το ποσοστό
παραγωγής
ηλεκτρικής
ενέργειας μέσω
των πυρηνικών
εγκαταστάσεων
καλύπτει:Β) το
16%
30%
54%
16%
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Α
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Β
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Γ
4.Πιστεύετε ότι
υπάρχουν
πυρηνικοί
αντιδραστήρες
στην Ελλάδα;
Β)Ναι

42%
20%
ΝΑΙ
ΌΧΙ
ΔΕΝ ΓΝΩΡΙΖΩ /ΔΕΝ
ΑΠΑΝΤΩ
38%

Και αν ναι
πόσοι;
Α) 1
32%
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Α
ΑΠΑΝΤΗΣΑΝ Β
68%

6.Ποια είναι
η γνωμη
σας για την
πυρηνική
ενέργεια;
26%
58%
ΧΡΗΣΙΜΗ
ΒΛΑΒΕΡΗ
ΔΕΝ ΓΝΩΡΙΖΩ /ΔΕΝ ΑΠΑΝΤΩ
16%

7. Συμφωνείτε
με την
κατασκευή
πυρηνικού
εργοστασίου
για παραγωγή
ηλεκτρικής
ενέργειας στην
Ελλάδα;
60%
13%
27%
ΝΑΙ
ΌΧΙ
ΔΕΝ ΓΝΩΡΙΖΩ /ΔΕΝ ΑΠΑΝΤΩ

8.Ποια είναι
κατά την γνώμη
σας η
σημαντικότερη
συνέπεια της
λειτουργίας των
πυρηνικών
εργοστασίων ;
69%
6%
3%
ΤΑ ΠΥΡΗΝΙΚΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ
Η ΔΙΑΡΡΟΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
ΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΚΑΙ
ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙΑΣ ΤΟΥΣ
ΔΕΝ ΓΝΩΡΙΖΩ /ΔΕΝ ΑΠΑΝΤΩ
22%
Δομή πυρήνα


Όλοι οι πυρήνες των ατόμων
αποτελούνται από
μικροσκοπικά σωματίδια,τα
νουκλεόνια,που τα
διακρίνουμε σε πρωτόνια και
νετρόνια.
Πυρήνες που ανήκουν στο
ίδιο χημικό στοιχείο και έχουν
τον ίδιο αριθμό πρωτονίων
αλλά όχι και τον ίδιο αριθμό
νετρονίων ονομάζονται
ισότοποι.
Χημικά στοιχεία


Οι περισσότεροι από τους
πυρήνες που υπάρχουν στη
φύση ή έχουν παραχθεί τεχνητά
στο εργαστήριο είναι ασταθείς.
Διασπώνται δηλαδή σε άλλους
πυρήνες, οι οποίοι είναι
σταθερότεροι.
Όταν ένας πυρήνας είναι αρκετά
μεγάλος και οι ηλεκτρικές
απωστικές δυνάμεις
υπερισχύουν των πυρηνικών,
υπάρχει πιθανότητα να επέλθει
διάσπαση του πυρήνα.
Χημικά στοιχεία


Η διαδικασία κατά την
οποία ένας πυρήνας
μετατρέπεται σε έναν άλλο
διαφορετικού στοιχείου
ονομάζεται
μεταστοιχείωση.
Όταν ένας πυρήνας
μετατρέπεται αυθόρμητα
σε άλλο πυρήνα, εκλύεται
ενέργεια με ταυτόχρονη
εκπομπή ακτινοβολίας.Το
φαινόμενο αυτό ονομάζεται
ραδιενέργεια.
Παραδείγματα: ουράνιο,
πλουτώνιο, καίσιο, θόριο,
ραδόνιο κ.α.
Ραδόνιο

Πολύ μεγάλο ποσοστό
της ακτινοβολίας στην
οποία εκτίθεται ο
άνθρωπος, οφείλεται στο
ραδόνιο, (περίπου το 50
%.)

Το ραδόνιο βρίσκεται
παντού γύρω μας και σε
διάφορες συγκεντρώσεις.
Yπάρχει στο υπέδαφος,
άρα και στα οικοδομικά
υλικά με τα οποία
χτίζονται οι ανθρώπινες
κατοικίες.
Ραδόνιο


Το ραδόνιο
συσσωρεύεται σε
κλειστούς υπόγειους
χώρους.
Σημαντικό επίσης ρόλο
στην κατανομή του
ραδονίου έχει η
θερμοκρασία, η
διαλυτότητα και το pH.
Ραδόνιο

Επιπτώσεις στην υγεία:
Βλάπτει τους ιστούς των
πνευμόνων και έχει
ενοχοποιηθεί για την
πρόκληση του καρκίνου
των πνευμόνων στους
ανθρώπους. Στις ΗΠΑ
είναι υπεύθυνο για το
θάνατο 10.000-20.000
ατόμων τον χρόνο ενώ
στην Αγγλία και Βέλγιο για
1000-1500 και 900
αντίστοιχα.
Πυρηνική Ενέργεια

Ορισμός:
Η ενέργεια που απελευθερώνεται όταν
μετασχηματίζονται ατομικοί πυρήνες.

Για την μέτρηση των μαζών των
πυρήνων χρησιμοποιούμε την μονάδα
ατομικής μάζας U, η οποία ορίζεται ως το
1/12 της μάζας του ατόμου του άνθρακα.

Ε=mc2
ισοδυναμία
μάζας
ενέργειας
(108)2 = 1016

Πυρηνική Ενέργεια
Ιστορία:





Becquerel (1903)
Η ραδιενέργεια ανακαλύφθηκε τυχαία το 1896 από το Γάλλο
Μπεκερέλ, που παρατήρησε ότι τα ορυκτά του ουρανίου, χωρίς
καμιά εξωτερική επίδραση εκπέμπουν ακτινοβολία.
Curie (1903)
Πυρηνική αντίδραση με προϊόντα ραδιενεργά ισότοπα σταθερών
πυρήνων.
Rutherford (1919)
Πρώτες πυρηνικές αντιδράσεις με βομβαρδισμό πυρήνων αζώτου
από σωματίδια α.
Cockcroft-Walton (1932)
Πυρηνική αντίδραση από επιταχυνόμενα σωματίδια.
Otto Hahn-Fritz Strassman(1938)
Ανακάλυψη πυρηνικής σχάσης.
Πυρηνική Ενέργεια




Robert Oppenheimer
Πρωτεργάτης κατασκευής πρώτης ατομικής
βόμβας ουρανίου.
Άρκο των ΗΠΑ (1952)
Παραγωγή πυρηνικής ενέργειας από πυρηνική σχάση
και χρήση της για την ηλεκτροδότηση πόλης.
Σοβιετική Ένωση (1954)
Πρώτος πυρηνικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής.
Αμερικάνικο ναυτικό (1954)
Πρώτο πυρηνοκίνητο υποβρύχιο.
Πυρηνική σχάση




Πυρηνική σχάση ονομάζεται η διαδικασία κατά
την οποία ένας ασταθής ατομικός πυρήνας
χωρίζεται (σχάται) σε δυο ή περισσότερους
πυρήνες και σε νετρόνια.
Τα νετρόνια αυτά τα οποία μπορούν να
προκαλέσουν περαιτέρω σχάσεις
δημιουργώντας έτσι μια αλυσιδωτή αντίδραση
η οποία σε ελεγχόμενες συνθήκες μπορεί να
παράγει εκμεταλλεύσιμη ενέργεια.
Σε μη ελεγχόμενες συνθήκες η σχάση οδηγεί
σε έκρηξη (ατομική βόμβα, πυρηνικά όπλα).
Η σχάση μπορεί να είναι αυθόρμητη, αλλά
συνήθως προκαλείται από βομβαρδισμό των
πυρήνων με ταχέως κινούμενα νετρόνια.
Πυρηνική σύντηξη



Πυρηνική σύντηξη ονομάζεται η
συνένωση ελαφρών πυρήνων σε
βαρύτερους με ταυτόχρονη
απελευθέρωση ενέργειας.
Αντιδράσεις σύντηξης εξελίσσονται
συνέχεια στον Ήλιο,
απελευθερώνοντας τρομακτικά
ποσά ενέργειας και καθόλου
βλαβερά πυρηνικά απόβλητα.
Αν κατορθώσουμε να επιτύχουμε
τόσο υψηλές θερμοκρασίες (της
τάξης των εκατομμυρίων βαθμών
Κελσίου) ή τόσο υψηλές πιέσεις,
όπως στον Ήλιο, θα λύναμε το
ενεργειακό μας πρόβλημα.
Ακτινοβολίες


Η ακτινοβολία είναι ενέργεια σε
μορφή κυμάτων ή κινούμενων
υποατομικών σωματιδίων.
Διακρίνεται σε δύο μεγάλες
κατηγορίες ανάλογα με την
ενέργεια και την επίδρασή της
στην ύλη: την ιοντίζουσα και τη
μη ιοντίζουσα.
Ιοντίζουσες είναι οι
ακτινοβολίες που μεταφέρουν
ενέργεια ικανή να εισχωρήσει
στην ύλη, να προκαλέσει
ιοντισμό των ατόμων της, να
διασπάσει βίαια χημικούς
δεσμούς και να προκαλέσει
βιολογικές βλάβες στον
ανθρώπινο οργανισμό.
Ακτινοβολίες


Οι γνωστότερες ιοντίζουσες
ακτινοβολίες είναι οι ακτίνες
Χ που χρησιμοποιούνται
ευρέως στην ιατρική, καθώς
και οι ακτινοβολίες α, β, και
γ που εκπέμπονται από τους
ασταθείς πυρήνες ατόμων.
Οι ιοντίζουσες ακτινοβολίες
είναι διεισδυτικές. Η
διεισδυτικότητά τους στην ύλη
εξαρτάται από το είδος τους
και την ενέργεια που
μεταφέρουν. Η πιθανότητα
βλάβης της υγείας σχετίζεται
άμεσα με τη δόση και το είδος
της ακτινοβολίας, καθώς και το
είδος του ιστού.
Ακτινοβολίες

Ακτινοβολία Χ:
Ηλεκτρομαγνητική
ακτινοβολία ενέργειας
ικανής να προκαλέσει
ιοντισμό. Για θωράκιση
χρειάζεται να
χρησιμοποιηθεί
χάλυβας, μόλυβδος.
Είναι πολύ διεισδυτική.
Μπορεί να ανιχνευθεί
εύκολα.
Ακτινοβολίες


Ακτινοβολία α:
Σωματιδιακή ακτινοβολία
που αποτελείται από δύο
πρωτόνια και δύο
νετρόνια. Έχει μικρή
διεισδυτικότητα. Είναι
δύσκολα ανιχνεύσιμη.
Ακτινοβολία β:
Σωματιδιακή ακτινοβολία
που αποτελείται από
αρνητικά φορτισμένα
ηλεκτρόνια. Είναι πιο
διεισδυτική από την
ακτινοβολία α.
Ακτινοβολίες

Ακτινοβολία γ:
Ακτινοβολία πολύ
υψηλής ενέργειας,
άρα και πολύ βλαβερή
για τους οργανισμούς,
καθώς διασπά τις
ουσίες των κυττάρων,
μεταλλάσσοντας το
DNA τους. Προκύπτει
από πυρηνικές
αντιδράσεις.
Πυρηνικά Εργοστάσια





Πυρηνικός αντιδραστήρας ονομάζεται η διάταξη
εκείνη εντός της οποίας παράγεται ενέργεια με
ελεγχόμενη αντίδραση σχάσης.
Αποτέλεσμα της σχάσης είναι η παραγωγή ενέργειας
και νετρονίων.
Το ψυκτικό υγρό ελέγχει τον αριθμό των σχάσεων και
συμβάλλει στην απαγωγή θερμότητας.
Ο επιβραδυντής επιβραδύνει τα νετρόνια των
σχάσεων.
Ο Πυρηνικός αντιδραστήρας εκπέμπει έντονη
ακτινοβολία που αξιοποιείται στη παραγωγή
ραδιοϊσοτόπων. Η διαρροή της ακτινοβολίας αυτής
εμποδίζεται από τα προστατευτικά στρώματα της
"θωράκισης" του αντιδραστήρα.
Πυρηνικά Εργοστάσια



Στην πλειοψηφία τους, οι σύγχρονοι
πυρηνικοί αντιδραστήρες χρησιμοποιούν ως
καύσιμο εμπλουτισμένο ουράνιο ή μεικτό
οξείδιο, ενώ κάποιοι χρησιμοποιούν φυσικό
ουράνιο (U).
Το καύσιμο βρίσκεται σε ειδικούς φορείς ,
σε μορφή ράβδων καυσίμου. Αυτές οι
ράβδοι τοποθετούνται με καθορισμένη
διάταξη μέσα στον επιβραδυντή , ο οποίος
είναι γραφίτης ή νερό και σκοπός του είναι
να επιβραδύνει τα νετρόνια που παράγονται
από τις σχάσεις. Οι ρυθμιστικές ράβδοι, που
χρησιμεύουν στη διατήρηση ενός σταθερού
ρυθμού σχάσης, εισέρχονται στον πυρήνα
του επιβραδυντή και η θέση τους
μεταβάλλεται έτσι ώστε να επιτευχθεί ο
επιθυμητός ρυθμός σχάσης· όταν οι ράβδοι
είναι βαθύτερα μέσα στον πυρήνα,
επιβραδύνουν περισσότερα νετρόνια κι έτσι
μειώνεται ο ρυθμός σχάσεων. Το αντίθετο
συμβαίνει όταν οι ράβδοι αποσύρονται.
Αν οι ράβδοι καυσίμου βρεθούν ακάλυπτες
υπερθερμαίνονται και οξειδώνονται.
Οι ράβδοι αντιδρούν με το νερό, παράγεται
υδρογόνο και πραγματοποιείται έκρηξη.
Πλεονεκτήματα πυρηνικών
εργοστασίων

Κύρια πλεονεκτήματα των πυρηνικών μονάδων
ηλεκτροπαραγωγής είναι ότι εξασφαλίζουν ενεργειακή
ανεξαρτησία και δεν επιβαρύνουν με ρύπους αερίων
θερμοκηπίου το περιβάλλον. Επιπλέον σε αντίθεση με τους
συμβατικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, η ασφαλής και σε
βάθος χρόνου διαχείριση των ραδιενεργών καταλοίπων είναι
δυνατό να επιτευχθεί.
Nuclear Power Plant
Συνέπειες πυρηνικής έκρηξης
•
Με την έκρηξη εκλύονται
μεγάλες ποσότητες επιβλαβής
ακτινοβολίας. Μπορεί να
σκοτώσει ανθρώπους και ζώα
κοντά στον τόπο της έκρηξης.
Ακόμα πολλά μίλια μακριά, οι
άνθρωποι μπορούν να
ασθενήσουν από την έκθεση σε
ακτινοβολία. Η ακτινοβολία
μπορεί να προκαλέσει ασθένειες
όπως ο καρκίνος.
Πυρηνικά Ατυχήματα
Τσέρνομπιλ



Το ατύχημα συνέβη στις 26 Απριλίου
1986. Εκείνη την ώρα στο εργοστάσιο
βρίσκονταν περίπου 200 εργαζόμενοι .
Η έκρηξη προκλήθηκε από τη διάνοιξη
μιας τρύπας στην οροφή του κτιρίου και
την εκτόξευση γραφίτη, σκυροδέματος
και συντριμμιών. Ως αποτέλεσμα, ο
πυρήνας του αντιδραστήρα βρέθηκε σε
επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον.
Μεγάλο μέρος του ουρανίου που
χρησιμοποιούνταν ως καύσιμο διέφυγε
στον αέρα. Ξέσπασε πυρκαγιά στην
οροφή πάνω από τον στρόβιλο του
αντιδραστήρα.
Πυρηνικά Ατυχήματα
Φουκοσίμα




Λόγω του σεισμού κόπηκε
το ρεύμα στους
αντιδραστήρες.
Η γεννήτρια που
τροφοδοτούσε την ψύξη δε
λειτούργησε.
Το επόμενο μέσω ψύξης
(εισαγωγή ύδατος στον
αντιδραστήρα) δε
λειτούργησε επίσης.
Πραγματοποιήθηκε διαρροή
στο περίβλημα του πυρήνα
του αντιδραστήρα.
Πυρηνικά απόβλητα


Αυτά τα προϊόντα είναι
εξαιρετικά επικίνδυνα για
τους ζωντανούς
οργανισμούς λόγω της
ραδιενέργειας, δε μπορούν
να καταστραφούν
ικανοποιητικά σχεδόν
καθόλου εύκολα και δεν έχει
βρεθεί μέχρι στιγμής
ικανοποιητική λύση καθώς η
φύση χρειάζεται έως και
πολλές χιλιάδες χρόνια για
να τα αφομοιώσει λόγω του
μεγάλου χρόνου ημιζωής.
Το πιο επικίνδυνο
παράγωγο είναι το
πλουτώνιο το οποίο εκτός
της μεγάλης ραδιενέργειας
που εκπέμπει είναι τοξικό.
Πυρηνικά απόβλητα


Τα πυρηνικά απόβλητα
παράγονται από παραγωγή
ηλεκτρικής ενέργειας και την
κατασκευή πυρηνικών
όπλων. Η απόρριψή τους
γίνεται συνήθως σε
προσωρινά μέρη φύλαξης,
ενώ μόνιμες λύσεις
θεωρούνται η ταφή τους σε
έρημους και υπόγειους
χώρους, σε ακατοίκητες
περιοχές.
Η ραδιενέργεια που
παράγουν καταστρέφει
πολλές μορφές ζωής, ενώ
μπορεί να ρυπαίνει υπόγεια
νερά.
Ατομική Βόμβα


Το καλοκαίρι του 1941
έφτασαν στις Η.Π.Α. από
την Αγγλία οι
υπολογισμοί οι οποίοι
αποδείκνυαν ότι η
εκρηκτική δύναμη της
διάσπασης μιας μικρής
ποσότητας του ισοτόπου
ουρανίου, U-235,
αντιστοιχεί με μερικές
χιλιάδες τόνους ΤΝΤ
(=τρινιτρο-τολουόλης).
Στις ΗΠΑ υπό τη γενική
διεύθυνση του Robert
Oppenheimer
δημιουργήθηκε το
ερευνητικό και
κατασκευαστικό κέντρο
στην έρημο Los Alamos.
Ατομική Βόμβα




Συνολικά εργάστηκαν για την
κατασκευή της ατομικής βόμβας
περί τα 100.000 άτομα. Στις 16
Ιουλίου 1945 έγινε η πρώτη
δοκιμαστική έκρηξη μιας βόμβας
πλουτωνίου στο Alamogordo, με
εκρηκτική ισχύ 21 χιλιάδων τόνων
ΤΝΤ, είχε επιτευχθεί ο στόχος του
σχεδίου Manhattan και είχε
αρχίσει η εποχή των πυρηνικών
όπλων στην υφήλιο.
Οι ΗΠΑ έριξαν στις 6 Αυγούστου
1945 μία βόμβα ουρανίου-235
στη Χιροσίμα και στις 9
Αυγούστου 1945 μία βόμβα
πλουτωνίου-239 στο Ναγκασάκι.
Έως σήμερα τουλάχιστον δέκα
κράτη κατέχουν πυρηνικά όπλα
ικανά να καταστρέψουν τον
πλανήτη πολλές φορές!
Πυρηνικό οπλοστάσιο
διαθέτουν:Πακιστάν, Ινδία, Κίνα,
Αγγλία, Γαλλία , Ιράν, Ισραήλ,
Β. Κορέα, Η.Π.Α, Ρωσία, Συρία.
ΤΕΛΟΣ


Βιβλιογραφία:
"Ινστιτούτο Γεωλογικών και Μεταλλευτικών ερευνών" (ΙΓΜΕ)
• www.igme.gr

http://el.wikipedia.org