Введение. История развития в Узбекистане

Контрольные вопросы

1. 
   1.Основы теории истечения
   
2. 
   2.Скорость истечения
   
3. 
   3.Критическое давление
   
4. 
   4.Комбинированные соплы
   
5. 
   5.Чему равен коэффициент скорости?
   
6. 
   6.Как определить действительную скорость?
   
7. 
   7.Как влияет трение?
   

Контрольные вопросы

1. 
   Какая разница между конденсационными электростанциями и теплоэлектроцентралями?
   
2. 
   Что такое теплофикация?
   

ЛЕКЦИЯ-№8

Тема: АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

План.

1. 
   Ядерная реакция
   
2. 
   Атомные электростанции
   

Опорные слова и выражения

ТЭЦ, АЭС, ТЭС, компоновка, ядерные силы, энергия связи, уран, ядерная энергия, тепло, электроэнергия

Атомные электростанции

В отличие от паротурбинных электростанций, использующих энергию органического топлива, атомные электростанции в качестве источника тепла используют энергию расщепления атомного ядра некоторых химических элементов, обладающих большой массой.
Устройство, в котором происходит расщепление атомного ядра с выделением тепла, называется реактором. Тепло, выделенное в результате реакций деления, передается какому-либо веществу, отводящему тепло, называемому теплоносителем (газу, воде, жидкому металлу) и используемому в дальнейшем для работы тепловых двигателей. Пар, образующийся от использования тепла, развиваемого в реакторе, направляется в паровую турбину.
Дальнейший путь рабочего тела незначительно отличается от его прохождения в паротурбинной электростанции, поэтому принципиальная тепловая схема атомной электростанции напоминает тепловую схему паротурбинной электростанции. То же можно сказать и о компоновке атомной электростанции, которая показана на рис.41.
Атомное ядро состоит из элементарных частиц двух видов: протонов, несущих элементарный заряд положительного электричества, равной по абсолютной величине отрицательному заряду электрона, и нейтронов, не имеющих заряда. Массы обеих частиц почти одинаковы и в 1836 раз больше массы электрона.
Силы, связывающие частицы в ядре друг с другом и называемые ядерными, очень велики, что обусловливает чрезвычайную прочность атомных ядер. Изменение величины этих сил в процессе ядерной реакции приводит к выделению или поглощению энергии - атомной энергии. Ядерные силы - короткодействующие. Радиус их действия в сотни тысяч раз меньше радиуса действия сил химической связи, но по величине ядерные силы в миллионы раз больше сил химической связи. Так, например, энергия притяжения, удерживающая протон или нейтрон в ядре атома углерода, в пересчете на единицу массы составит около 176 млрд. ккал/кг, а теплота сгорания углерода, т. е. его химическая энергия, составляет всего лишь 8100 ккал/кг.
Химическая энергия углерода является положительной величиной, поскольку она выделяется в виде тепла при горении. Энергия связи частиц в ядре атома углерода, так же как и в ядрах атомов других элементов, представляет собой отрицательную величииу, т.е. эту энергию необходимо затратить, чтобы разрушить ядра атомов, разложить их на нейтроны и протоны, из которых они состоят. Здесь возникает сразу два вопроса. Во-первых, почему деление ядер может привести к освобождению энергии? Вовторых каким способом можно разделить такие исключительно прочные соединения, какими являются ядра атомов?

Рис. 41. Компоновка атомной электростанции:
1 - питательный насос, 3 - трубопровод циркуляционной поды конденсатор,!. 3 - конденсатор, 4 - электрический генератор. 5 - паровая турбин;), и - мостовой кран. 7 - деаэратор. 8 - деаэрационная колонка, 9 - перегрузочный края, 10 - реактор. 11 - бак водяной защиты. 12 - чехлы для кассет, 13 - бассейн для хранения отработавших технологических стержней (каналов), 14 - контейнер для транспорта радиоактивных стержней, 15 - блок стержней атомного реактора
Энергия связи тяжелого элемента урана 235 и урана-238 составляет около 177 млрд. ккал/кг. Если разделить ядро атома урана на два осколка с массовыми числами в пределах от 80 до 140. оказывается, что энергия связи в ядрах, обладающих такими массовыми числами, составляет около 196 млрд. ккал/кг. Следовательно, если бы можно было «растащить» по нуклону ядра атомов в 1 кг осколков деления, пришлось бы затратить на 196-177-19млрд. ккал/кг больше энергии, чем при «растаскивании» всех нуклонов у ядер, содержащихся в 1 кг урана. Значит, при превращении 1 кг урана в осколки деления должно освобождаться такое же количество энергии. Это и есть энергия деления атомных ядер или, как ее называют, атомная (ядерная) энергия.