Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «горно-алтайский государственный университет» влияние отраслей промышленности на экологию окружающей среды
Скачать 1.93 Mb.
|
Проблема радиоактивных отходов. Проблема радиоактивных отходов находит простое решение в системе подземно-наземной энергетики. Они могут храниться прямо возле станции в подземных штреках, которые создаются по мере накопления отходов. Важно отметить, что это не могильники, не свалки, а производственные цеха при атомной станции, которая может функционировать сотни и тысячи лет, и все это время отходы будут храниться под наблюдением. Можно надеяться, что через сотни лет найдут и другое решение этой проблемы. Более того, эти отходы есть источник ценного физического воздействия — радиоактивного и могут стать подсобными производствами при атомной станции, например, по стерилизации продуктов, материалов и т.д. При крупных станциях возможно создание установок по регенерации топливных элементов. Этим самым резко сокращаются перевозки радиоактивных материалов. Постепенно все работы с радиоактивными материалами или большая их часть будет переноситься под землю в окрестности атомных станций, очищая поверхность земли от радиоактивных воздействий. Ликвидация атомных станций. Ликвидация современных атомных станций — это та головная боль, которая уже нависает над атомщиками. По подсчетам их ликвидация может стоить больше, чем само строительство. Подземно-наземные атомные станции рассчитаны на работу не на десятки, а на сотни и даже тысячи лет, аналогично тому, как на неограниченный срок службы рассчитан, к примеру, городской метрополитен. Ведь с самой подземной инфраструктурой ничего не может произойти, она изнашивается, но может ремонтироваться. Могут меняться части реактора и других устройств. Но вся подземная инфраструктура, фактически, вечна. Иногда может возникнуть проблема ликвидации атомной станции. Решается она просто. Радиоактивные помещения и сам реактор просто тампонируются — заполняются или заливаются специальными материалами. В таком виде они могут находиться сотни и тысячи лет. Проблемы нераспространения ядерного оружия. Мирная атомная энергетика стала источником распространения ядерного оружия. Но подземно-наземная ядерная энергетика решает проблему нераспространения наиболее эффективно. Так как реактор может работать в безлюдном режиме с управлением с поверхности, то в договоре на строительство атомной станции оговаривается работа реактора под замком. Лишь на смену топлива приезжают представители МАГОТЭ, под наблюдением которых производится замена топлива, старые топливные элементы вывозятся, а реактор снова закрывается на замок. Этим самым полностью исключается возможность создания ядерного оружия на базе атомной станции и использования для этих целей извлекаемых расщепляющихся материалов. Создание кругооборота минеральных ресурсов. АСВ могут использовать подземные источники воды. Соответственно в окрестности водозабора АСВ создается воронка депрессии давления, благодаря которой подземные воды движутся к водозабору. Можно на периферию этой воронки депрессии закачивать сточные воды, которые будут двигаться контролируемым образом к водозабору, по пути фильтруясь и очищаясь, а через кипячение полностью доводясь до кондиций чистой воды. При этом можно иметь разные точки закачки сточных вод в зависимости от их характера. Например, в одну точку закачивать сточные воды с тяжелыми металлами, в другую — с другими загрязнителями. При этом будет происходить концентрация загрязняющих материалов, фактически, создаваться искусственные месторождения, которые в дальнейшем смогут разрабатывать будущие поколения. В настоящее время человек ведет хищническое истребление минеральных ресурсов Земли. Разрабатываются месторождения, полезные элементы концентрируются, используются, а затем рассеиваются по всей земле хаотичным образом. Атомная энергетика позволит создать кругооборот минеральных ресурсов. Для этого отработанные материалы растворяют, разбавляют и закачивают в воронку депрессии, создавая при этом вторичные месторождения для потомков. Экономика подземно-наземной ядерной энергетики. Подземно-наземная ядерная энергетика дает кратное удешевление ее продуктов. 1. Стоимость реактора снижается в несколько раз ввиду замены дорогостоящего металлического силового корпуса тонкостенной металлической и бетонной облицовкой. Строительство и сборка реактора по месту будет гораздо дешевле, чем изготовление его в заводских условиях, перевозка и монтаж. Ядерный реактор также удешевляется за счет упрощения функции — это не паровой котел перегретого пара, что сильно усложняет конструкцию ТВЭЛОВ, так как заставляет рассчитывать на работу в нескольких фазовых средах, а кипятильник, в котором ТВЭЛЫ рассчитываются на работу в одной фазе — водной. Эксплуатационные затраты вообще почти нулевые за исключением затрат по периодической смене топлива. 2. В случае использования реактора в системе АСЭ стоимость наземных сооружений снижается в десять и более раз. Нет нужды в бетонном колпаке, нет нужды в специальных средствах безопасности, нет необходимости строить специальные городки с особой системой допуска, нет необходимости выделять охранные зоны, нет необходимости в высокой оплате труда работников с учетом ответственности и опасности работы. Производимая энергии станет на порядок дешевле, чем на химических электростанциях. 3. В случае АСТ размещение ее под центром населенного пункта резко снижает теплопотери и длину теплосетей. Тепло будет уже дешевле на два порядка по сравнению с производством его из химического топлива, причем абсолютно экологически чистое. 4. Использование ядерной энергии в АСВ почти не имеет аналога в современной технике. В настоящее время имеется лишь считанное количество атомных опреснителей, и надеяться на массовое их строительство в существующем виде просто не приходится. А АСВ могут стать одним из самых массовых применений атомной энергии, особенно в южных регионах Земли ввиду дешевизны получаемой пресной воды, которая будет конкурентоспособна даже с переброской ее по каналам. 5. Главными затратами в подземно-наземной энергетике будут начальные затраты на горные работы. Но эти затраты более чем умеренны и даже не могут сравниться с затратами при строительстве гидростанций. Действительно, объем самого помещения для ядерного реактора порядка 1000 кубометров. Плюс подсобные помещения, считаем 10 тысяч. Это примерно одна десятая объема станции метрополитена. Остается шахтный ствол. Для АСЭ эта стоимость существенна, но для АСТ и АСВ шахтный ствол в сто-двести метров весьма небольшая затрата. Паро- и водопроводы создаются средствами буровых технологий, стоимость их будет вообще ничтожной. 6. Эксплуатационные затраты становятся малыми и сводятся практически только к стоимости замены топлива. Все сказанное выше говорит о совершенно уникальной дешевизне подземно-наземной атомной энергетики. Заключение. Показано, что перед Россией стоят задачи освоения безопасной ядерной энергетики, она имеет необходимый научный и производственный потенциал и может завоевать мировых позиции в этой области. В 1963 году в Москве был подписан "Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой". Договор был подписан правительствами СССР, США и Великобритании. В настоящее время его участниками стали около 120 государств. 28 февраля 1989 года родилось антиядерное движение "Невада — Семипалатинск". Главной целью этого движения стало закрытие не только Семипалатинского, но и всех других ядерных полигонов на земле. Литература: Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы. /Б. А. Дементьев. - М., 1984. Самойлов О. Б. и др. Безопасность ядерных энергетических установок / О.Б. Самойлов, Г.Б. Усынин, А.М. Бахметьев. – М., 1989. Синев Н. М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии экономики ядерного топлива. Экономика АЭС. М., 1987. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М., 1985. http://www.rosatom.ru/concern/reports/prospects/prospects.htm Использование электроэнергии в различных областях науки и влияние науки на использование электроэнергии в жизни Сапронов А., Архипов О., 219 гр. Фото́н (от др.-греч. φῶς «свет») — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать, только двигаясь со скоростью света. Заряд фотона также равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения. Этому свойству в классической электродинамике соответствует круговая правая и левая поляризация электромагнитной волны. Фотону как элементарной частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм, он проявляет одновременно свойства частицы и волны. Ряд авторов относят фотон к квазичастицам в связи с нулевой массой покоя. Фотон обладает нулевой массой покоя, подобно квазичастицам, однако не требует среды для своего распространения, подобно элементарным частицам, к которым большинство авторов относят фотон. Современная теория света основана на работах многих учёных. Квантовый характер излучения и поглощения энергии электромагнитного поля был постулирован М. Планком в 1900 году для объяснения свойств теплового излучения. Термин «фотон» введён химиком Гильбертом Льюисом в 1926 году. В 1905—1917 годах Альбертом Эйнштейном опубликовано ряд работ, посвящённых противоречиям результатов экспериментов и классической волновой теорией света, в частности фотоэффекту и способности вещества находиться в тепловом равновесии с электромагнитным излучением. Источники света - излучатели электромагнитной энергии в видимой (или оптической, т. е. не только видимой, но и ультрафиолетовой и инфракрасной) области спектра. Естественными источниками света являются Солнце, Луна, звёзды, атмосферные электрические разряды и др., искусственными — устройства, превращающие энергию любого вида в энергию видимых (или оптических) излучений. Различают тепловые источники света, в которых, свет возникает при нагревании тел до высокой температуры, и люминесцентные, в которых свет возникает в результате превращения тех или иных видов энергии непосредственно в оптическое излучение, независимо от теплового состояния излучающего тела. Искусственные источники света могут подразделяться: по роду используемой энергии на химические, электрические, радиоактивные и др.; по назначению на осветительные, сигнальные и т. п. Каждый из типов, в свою очередь, может классифицироваться по различным дополнительным признакам, например по конструктивно-технологическим, эксплуатационным и др. Первые искусственные источники света (костёр, лучина, факел) появились в глубокой древности. До конца 19 в. применялись в основном тепловые источники света, основанные на сжигании горючих веществ (свечи, масляные и керосиновые лампы, калильные сетки). Излучение в них создаётся раскалёнными в пламени мельчайшими частицами твёрдого углерода или калильными сетками. Они дают непрерывный спектр излучения. Их световая отдача очень мала и не превышает 1 лм/вт (теоретический предел для белого света около 250 лм/вт). Виды лампочек. Все привычные лампы накаливания постепенно уходят в прошлое, уступая место новым способам освещения. Сейчас для освещения пространства активно используются люминесцентные и галогеновые лампы, для декоративных целей неоновые и ксеноновые лампы, для медицинских кварцевые. И во всём этом многообразии не так просто разобраться. Большинство ламп отличаются не только размером и формой, но и способом получения света, мощностью, типом и номиналом используемого напряжения. Понятие “энергия” в современной научной, учебной и справочной литературе и, особенно, в средствах массовой информации обросло большим количеством дополнений и определений, которые подчас не имеют никакого отношения к физике. Но и в самой физике в вопросе систематизации этих дополнений и определений тоже нет четкости. И прежде всего этого касается понятий “формы энергии” и “виды энергии”. В словаре, “энергия – это скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие”. О том же говорит и БСЭ: “Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает; она только может переходить из одной формы в другую". В этих двух определениях речь идет только о формах движения и о формах энергии. Но можно привести и примеры путаницы. Одна из важнейших энергий в жизни человека - это электроэнергия. Электричество, пожалуй, один из важнейших факторов жизнедеятельности человека. Без него становится практически немыслимо существование в этом мире. Это не только освещение, тепло и подача воды. Это также и многочисленное количество электроприборов, используемых в домах и облегчающих труд человека. Использование электроэнергии в жизни ХХ век стал веком, когда наука вторгается во все сферы жизни общества: экономику, политику, культуру, образование и т.д. Естественно, что наука непосредственно влияет на развитие энергетики и сферу применения электроэнергии. С одной стороны наука способствует расширению сферы применения электрической энергии и тем самым увеличивает ее потребление, но с другой стороны в эпоху, когда неограниченное использование невозобновляемых энергетических ресурсов несет опасность для будущих поколений, актуальными задачами науки становятся задачи разработки энергосберегающих технологий и внедрение их в жизнь. Рассмотрим эти вопросы на конкретных примерах. Около 80% прироста ВВП (внутреннего валового продукта) развитых стран достигается за счет технических инноваций, основная часть которых связана с использованием электроэнергии. Все новое в промышленность, сельское хозяйство и быт приходит к нам благодаря новым разработкам в различных отраслях науки. Большая часть научных разработок начинается с теоретических расчетов. Но если в ХIХ веке эти расчеты производились с помощью пера и бумаги, то в век НТР (научно-технической революции) все теоретические расчеты, отбор и анализ научных данных и даже лингвистический разбор литературных произведений делаются с помощью ЭВМ (электронно-вычислительных машин), которые работают на электрической энергии, наиболее удобной для передачи ее на расстояние и использования. Но если первоначально ЭВМ использовались для научных расчетов, то теперь из науки компьютеры пришли в жизнь. Сейчас они используются во всех сферах деятельности человека: для записи и хранения информации, создания архивов, подготовки и редактирования текстов, выполнения чертежных и графических работ, автоматизации производства и сельского хозяйства. Электронизация и автоматизация производства – важнейшие последствия "второй промышленной" или "микроэлектронной" революции в экономике развитых стран. С микроэлектроникой непосредственно связано и развитие комплексной автоматизации, качественно новый этап которой начался после изобретения в 1971 году микропроцессора - микроэлектронного логического устройства, встраиваемого в различные устройства для управления их работой. Микропроцессоры ускорили рост робототехники. Большинство применяемых ныне роботов относится к так называемому первому поколению и применяются при сварке, резании, прессовке, нанесении покрытий и т.д. Приходящие им на смену роботы второго поколения оборудованы устройствами для распознавания окружающей среды. А роботы-"интеллектуалы" третьего поколения будут "видеть", "чувствовать", "слышать". Ученые и инженеры среди наиболее приоритетных сфер применения роботов называют атомную энергетику, освоение космического пространства, транспорта, торговлю, складское хозяйство, медицинское обслуживание, переработку отходов, освоение богатств океанического дна. Основная часть роботов работают на электрической энергии, но увеличение потребления электроэнергии роботами компенсируется снижением энергозатрат во многих энергоемких производственных процессах за счет внедрения более рациональных методов и новых энергосберегающих технологических процессов. Но вернемся к науке. Все новые теоретические разработки после расчетов на ЭВМ проверяются экспериментально. И, как правило, на этом этапе исследования проводятся с помощью физических измерений, химических анализов и т.д. Здесь инструменты научных исследований многообразны - многочисленные измерительные приборы, ускорители, электронные микроскопы, магниторезонансные томографы и т.д. Основная часть этих инструментов экспериментальной науки работают на электрической энергии. Но наука не только использует электроэнергию в своей теоретической и экспериментальной областях, научные идеи постоянно возникают в традиционной области физики, связанной с получением и передачей электроэнергии. Ученые, например, пытаются создать электрические генераторы без вращающихся частей. В обычных электродвигателях к ротору приходится подводить постоянный ток, чтобы возникла "магнитная сила". К электромагниту, "работающему ротором" (скорость его вращения достигает трех тысяч оборотов в минуту) электрический ток приходится подводить через проводящие угольные щетки и кольца, которые трутся друг о друга и легко изнашиваются. У физиков родилась мысль заменить ротор струей раскаленных газов, плазменной струей, в которой много свободных электронов и ионов. Если пропустить такую струю между полюсами сильного магнита, то по закону электромагнитной индукции в ней возникнет электрический ток - ведь струя движется. Электроды, с помощью которых должен выводится ток из раскаленной струи, могут быть неподвижными, в отличие от угольных щеток обычных электрических установок. Новый тип электрической машины получил название магнитогидродинамического генератора. В середине ХХ столетия ученые создали оригинальный электрохимический генератор, получивший название топливного элемента. К электродным пластинкам топливного элемента подводится два газа - водород и кислород. На платиновых электродах газы отдают электроны во внешнюю электрическую цепь, становятся ионами и, соединяясь, превращаются в воду. Из газового топлива получается сразу и электроэнергия и вода. Удобный, бесшумный и чистый источник тока для дальних путешествий, например в космос, где особенно нужны оба продукта топливного элемента. Другой оригинальный способ получения электроэнергии, получивший распространение в последнее время, заключается в преобразовании солнечной энергии в электрическую "напрямую" - с помощью фотоэлектрических установок (солнечных батарей). С ними связано появление "солнечных домов", "солнечных теплиц", "солнечных ферм". Такие солнечные батареи используются и в космосе для обеспечения электроэнергией космических кораблей и станций. Очень бурно развивается наука в области средств связи и коммуникаций. Спутниковая связь используется уже не только как средство международной связи, но и в быту - спутниковые антенны не редкость и в нашем городе. Новые средства связи, например, волоконная техника, позволяют значительно снизить потери электроэнергии в процессе передачи сигналов на большие расстояния. Не обошла наука и сферу управления. По мере развития НТР, расширения производственной и непроизводственной сфер деятельности человека, все более важную роль в повышении их эффективности начинает играть управление. Из своего рода искусства, еще недавно основывавшегося на опыте и интуиции, управление в наши дни превратилось в науку. Наука об управлении, об общих законах получения, хранения, передачи и переработки информации называется кибернетикой. Этот термин происходит от греческих слов "рулевой", "кормчий". Он встречается в трудах древнегреческих философов. Однако новое рождение его произошло фактически в 1948 году, после выхода книги американского ученого Норберта Винера "Кибернетика". До начала "кибернетической" революции существовала только бумажная Информатика, основным средством восприятия которой оставался человеческий мозг, и которая не использовала электроэнергию. "Кибернетическая" революция породила принципиально иную - машинную информатику, соответствующую гигантски возросшим потокам информации, источником энергии для которой служит электроэнергия. Созданы совершенно новые средства получения информации, ее накопления, обработки и передачи, в совокупности образующие сложную информационную структуру. Она включает АСУ (автоматизированные системы управления), информационные банки данных, автоматизированные информационные базы, вычислительные центры, видеотерминалы, копировальные и фототелеграфные аппараты, общегосударственные информационные системы, системы спутниковой и скоростной волокнисто-оптической связи - все это неограниченно расширило сферу использования электроэнергии. Многие ученые считают, что в данном случае речь идет о новой "информационной" цивилизации, приходящей на смену традиционной организации общества индустриального типа. Такая специализация характеризуется следующими важными признаками: -широким распространением информационной технологии в материальном и нематериальном производстве, в области науки, образования, здравоохранения и т.д.; -наличием широкой сети различных банков данных, в том числе общественного пользования; -превращение информации в один из важнейших факторов экономического, национального и личного развития; -свободной циркуляцией информации в обществе. Такой переход от индустриального общества к "информационной цивилизации" стал возможен во многом благодаря развитию энергетики и обеспечению удобным в передаче и применении видом энергии - электрической энергией. |
Похожие:
 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «алтайский государственный... | | Дипломный проект защищен Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный... |
| «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |  | Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) |
| «московский государственный университет пищевой промышленности» Кафедра... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное агентство по образованию государственное образовательное... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольская государственная медицинская академия»... |
| Федеральное агентство по образованию государственное образовательное... Утверждены: Ученым советом Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования... | | Федеральное агентство по образованию государственное образовательное... Утверждены: Ученым советом Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования... |
| Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное... М., Розенштейн М. М., Серпунин Г. Г., Авдеева Е. В., Шеховцев Л. Н., Уманский С. А. Калининград: Федеральное государственное бюджетное... | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
