Úvod do moderní fyziky. lekce 5 energie z jádra
|
|
- Kristýna Švecová
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Úvod do moderní fyziky lekce 5 energie z jádra
2 elektrony vs. nukleony elektron vázán v atomu coulombovskou silou energie k odtržení pouze několik ev nukleon vázán v jádře silnou jadernou silou energie pro jejich odtržení milióny ev z 1kg uranu můžeme získat milionkrát více energie než z 1 kg uhlí
3 jaderné štěpení 30. léta E. Fermi při ostřelování různých prvků neutrony vznikají nové radioaktivní prvky neutrony nemají náboj, vhodné ke štepení (i tepelné o pokojové teplotě 0.04 ev) L. Meitnerová, O. Hahn, F. Strassmann ostřelování uranu obr.: závislost výtěžku fragmentů uranu 235 U na nukleonovém čísle
4 rozpadové řady po štěpení uranu uran se štepí na vysoce nestabilní fragmenty s podílem neutronů/protonů 1.6 (stabilní nuklidy mají poměr ), proto dále prodělají několik beta rozpadů (při nich přeměna neutronu na proton)
5 model jaderného štěpení navrhli Niels Bohr a John Wheeler na základě kolektivního (kapkového) modelu jádra parametr deformace mírou toho, jak moc se jádro odchýlilo od kulového tvaru E b - výška potenciálové bariéry Q energie reakce
6 schopnost štěpení E n <E b (excitační energie na základě Bohr-Wheelerova modelu < výška potenciálové bariéry na základě porovnání hmotností produktů) tepelný neutron nedodá dostatečnou excitační energii na překonání bariéry nebo účinné tunelování potenciálovou bariérou (neutron s větší energií může energii dodat) místo štěpení jádra se excitační energie uvolní ve formě fotonu gama záření
7 účinný průřez vysvětlení pojmu je mírou pravděpodobnosti reakce (interakce) jeho rozměr je udáván v cm 2 (m 2 ) 1 barn = m 2
8 absorpční koeficient střední volná dráha (makroskopický účinný průřez) (střední vzdálenost, kterou urazí částice v materiálu před interakcí)
9 účinný průřez (reakce, absorpce,...)
10 účinný průřez pro záchyt protonů proton musí překonat coulombovskou potenciálovou bariéru pravděpodobnost záchytu neutronu závisí na době, kterou se vyskytuje poblíž jádra a neutronů v jádře
11 řetězová reakce každý neutron uvolněný při jaderné reakci má možnost spustit další štěpení 235 U v jaderném reaktoru je nutné překonat problém úniku neutronů - je to povrchový jev úměrný kvadrátu rozměru paliva, počet neutronů je úměrný třetí mocnině problém energie neutronů - neutrony o energii 2 MeV nutno zpomalit moderátorem, často voda, protože při srážce s vodíkovými atomy (o podobné hmotnosti) jim předá neutron téměř veškerou energii problém záchytu neutronů při zpomalení na energie ev velká pravděpodobnost jejich zachycení jádry 238 U, rezonanční záchyt vedoucí k emisi gama záření aby byla menší pravděpodobnost, palivo a moderátor jsou v reaktoru rozmístěny tak, že zaujímají rozdílné oblasti v objemu reaktoru
12 bilance neutronů v reaktoru násobící faktor k poměr nové generace neutronů vůči předchozí generaci reaktor konstruován na k>1, regulace řídícími tyčemi (nadkritický k>1 vs. podkritický k<1 režim)
13 Jaderné elektrárny s tlakovodním reaktorem
14 schéma tlakovodního reaktoru
15
16 přírodní jaderný reaktor 1972 při kontrole zjištěno, že ruda v dolu Oklo v Gabonu má jiné izotopové složení, pouze 0.4% U235, podezření na manipulaci se štěpným materiálem vysvětlení: štěpení U235 před 2 mld. let, kdy zastoupení U235 bylo 3.7%, moderátorem byla podzemní voda, která se při přílišném zahřátí odpařovala a tím reakci zastavovala
17
18 (NH 4 ) 2 U 2 O 7* n H 2 O diuranát amonný v případě naší poslední úpravny uranu - DIAMO s.p., odštepný závod GEAM - na 1 kg U spotřebuje asi 13 kg Na 2 SO 4, 3,5 kg H 2 SO 4, 2 kg NH 3, a 1 kg mlecích koulí Z tzv. žlutého koláče se chemicky získá kysličník UO 4 a ten se dále redukuje na kovový uran. Metoda pro separaci izotopů pracuje s plynným hexafluoridem UF 6. Separace difuzí, plynovými ultracentrifugami a trysková separace využívají rozdílnou molekulovou hmotnost sloučenin 235 UF 6 a 238 UF 6, které se od sebe liší o 3,007 m u.
19
20 jaderné elektrárny v České republice JE Dukovany Parametry jaderných reaktorů JE Dukovany JE Temelín typ reaktoru VVER 440 VVER 1000 tepelný výkon 1375 MW 3000 MW průměr tlak. nádoby výška tlak. nádoby 3,56 m 4,5 m 11,8 m 10,9 m palivové kazety 312 ks 163 ks hmotnost paliva moderátor a chladivo 42 t 92 t obyčejná (lehká) voda obyčejná (lehká) voda tlak v reaktoru 12,25 MPa 15,7 MPa teplota chladiva 267 C C 290 C C JE Temelín
21 havárie jaderného reaktoru Černobyl (havárie ve fázi probíhající štepné reakce) kombinace vážných chyb obsluhy (vypnutí havarijní ochrany reaktoru a vysunutí regulačních tyčí z aktivní zóny po předchozím příliš velkém poklesu výkonu při přerušeném testu) a konstrukčního řešení reaktoru (moderátorem grafit), rozsáhlý únik radioaktivních látek po výbuchu reaktoru Fukushima (havárie ve fázi odstaveného reaktoru) automatické odstavení reaktorů při silném zemětřesení, chlazení zbytkového tepla v aktivních zónách vodními čerpadly napájené dieselagregáty, po 10 m vlně tsunami přestaly agregáty fungovat přehřátí reaktoru zbytkovým teplem, vznik výbušné směsi vodíku a kyslíku
22 rychlé množivé reaktory (FBR - fast breeder reactor ) v reaktoru není moderátor, řízená štěpná reakce v něm probíhá působením nezpomalených rychlých neutronů rychlé neutrony transmutace uranu 238 na neptunium, které se beta rozpadem mění na štěpitelné plutonium 239 chlazení sodíkem, který je při teplotách nad 100 C tekutý a má teplotu varu asi 900 C za atmosférického tlaku FBR reaktor uvolňuje asi 10 krát více tepla než tlakovodní, sodík má dobrou tepelnou vodivost, ale nebezpečím je jeho reaktivita s kyslíkem (izolace sodíkového okruhu) možno použít i pro recyklaci vyhořelého paliva z pomalých reaktorů
23 Bezpečnost Základní 10 x vyšší 100 x vyšší jako u Gen III Účinnost [%]
24 reaktory 4. generace využití potenciálu obsaženého v zásobách uranu 238, příp. thoria 232 zmenšení objemu, aktivity a nebezpečnosti jaderných odpadů několik typů reaktorů, v současné době jejich vývoj Český název Anglický název Zkratka Reaktor chlazený roztavenou solí Molten Salt Reaktor System MSR Plynem chlazený rychlý reaktor Gas-Cooled Fast Reator System GFR Olovem chlazený rychlý reaktor Lead-Cooled Fast Reacotr System LFR Sodíkem chlazený rychlý reaktor Sodium-Cooled Fast Reaktor System SFR Reaktor chlazený vodou o nadkritických parametrech Vysokoteplotní reaktor Supercritical-Water-Cooled Reaktor System Very-High-Temperature Reaktor System SCWR VHTR
25 termojaderná fúze slučování jader překonání Coulombovy potenciálové bariéry vysoké teploty kt pro překonání potenciálové bariéry koncentrace protonů na jednotku energie ve středu Slunce a pravděpodobnost průchodu bariérou u proton-protonových srážek
26 proton-protonový řetězec základní jaderné reakce v nitrech hvězd dále slučování těžších prvků až po A= 56, těžší prvky vznikají při výbuších supernov
27 proton-protonový řetězec složitější než v předchozím schematu na začátku slučování dvou protonů v diproton, ten většinou emituje proton, vzácně dochází k jeho beta rozpadu 3 He se může slučovat s několika jádry s různou pravděpodobností reakcí
28 řízená termojaderná fúze výhoda: nejsnadněji dosažitelné nevýhoda: nejvíce energie v neutronech, které poškozují stěny reaktoru a způsobují jejich radioaktivitu k reakcím dochází se skoro stejnou pravděpodobností výhoda: produktem jsou jenom nabité částice nevýhoda: velmi vysoká zápalná teplota
29 způsoby udržení termojaderné reakce pro udržení termojaderné reakce je třeba splnit Lawsonovo kritérium nτ > m -3 s (pro DT reakci) nτ > m -3 s (pro DD reakci) a dosáhnout zápalné teploty někdy se proto používá tzv. trojný součin nτt magnetické udržení tokamaky n m -3, τ 0.1 s inerciální udržení lasery n m -3, τ s zápalná teplota výkon reakce musí být větší než radiační ztráty (brzdným zářením elektronů), což začne platit od určité hodnoty kt (4 kev pro DT reakci, 35 kev pro DD reakci)
30 tokamaky 1951 A. O. Lavrentěv, A. D. Sacharov, I. E. Tamm, L. I. Arcimovič toroidalnaja kamera s magnitnimi katuškami sekundární závit transformátoru, který v komoře generuje proud v toroidálním směru, vytváří poloidální magnetické pole cívky vytváří toroidální magnetické pole, které udržuje plazma
31 ohřev plazmatu v tokamaku proudový (indukční) ohřev se zvyšující se teplotou elektrický odpor plazmatu klesá mikrovlnný ohřev dodatečný ohřev, mikrovlny rozkmitávají částice, srážkami se energie mění na tepelnou ohřev neutrálními částicemi pronikají snadno magnetickým polem v tokamaku (neutralizování urychlených iontů v plynu) samoohřev po dosažení zápalné teploty
32 konstrukční problémy tokamaků pulzní zařízení lze nahradit kontinuálním režimem při režimu samoohřevu? divertor odvod nečistot a helia z vnitřku tokamaku eroze materiálu stěny intenzivním proudem neutronů získávání tritia obálka tokamaku (blanket) obsahující lithium Pierre-Gilles de Gennes (1991 získal Nobelovu cenu za fyziku): We say that we will put the sun into a box. The idea is pretty. The problem is, we don't know how to make the box.
33 ITER international thermonuclear experimental reactor druhý nejnákladnější mezinárodní projekt po ISS (rozpočet 13 mld. EUR EU, USA, Rusko, Čína, Japonsko, Jižní Korea, Indie) uvedení do provozu 2020 ( first plasma ), 2027 (deuterium+tritium), v listopadu 2015 článek v Science zmiňuje 6 let zpoždění, bude vyjasněno v červnu 2016 z 0.5 g směsi deuteria a tritia zahřáté na teplotu 100 mil. K zisk 500 MW fúzní energie (50 MW spotřeba na provoz) po dobu s (1997 tokamak JET Joint European Torus fúzní energie 16 MW po dobu 1 s) experimentální reaktor bez elektrického generátoru, výkon ve formě tepla bude odváděn dvěma nezávislými okruhy naplněnými vodou do chladících věží rozměry objem reaktoru 840 m 3, střední průměr prstence 12 m (6.5 m až 19.4 m), výška 11.3 m (dvojnásobek než JET), váha tun (trojnásobek váhy Eiffelovy věže) během provozu plánováno zahájení konstrukce tokamaku DEMO prototyp fúzní elektrárny
34 JET ITER
35 inerciální fúze stlačení paliva (D+T) do velmi malého objemu (vysoká hustota) a zahřátí paliva 1. zahřátí ablační vrstvy, 2. její prudká expanze a imploze vnitřní vrstvy, 3. stlačení paliva a slučování jader, 4. exploze parametry - hustota stlačeného paliva až 1000 g/cm 3, teplota 100 mil. K problémy velmi krátká doba udržení plazmatu, hydrodynamické nestability za obrovského tlaku
36 direct vs. indirect drive nesymetrické ozáření terče vede k hydrodynamickým nestabilitám (Rayleigh-Taylorova)
37 alternativní schémata
38 NIF National Ignition Facility součástí Lawrence Livermore National Laboratory v Kalifornii, cena výstavby 3.5 mld. dolarů 192 laserových svazků ozařuje zlatý váleček (hohlraum), kde se generuje rtg záření, které pak ozařuje kapsli (indirect drive) o průměru 2 mm celková energie v laserových svazcích přibližně 2 MJ (422 MJ v nabitých kondenzátorech pro zesilování svazků), interakční komora o průměru 30 m (tloušťka stěn 2 m) již v provozu od roku 2009, přiznává problémy se zapálením fúzní reakce (prosinec 2012), následně zkoumání vlivu změn parametrů, problém s pomalejší implozí terče, v září 2013 energetický zisk vyšší než množství absorbovaného záření, ale čekalo se více
39 LMJ Laser Megajoule francouzská obdoba NIF postavena nedaleko Bordeaux, 240 laserových svazků s celkovou energií 1.8 MJ podobně jako u NIF je prioritou vojenský výzkum validace modelů pro simulace použití jaderných zbraní oficiálně uvedeno do provozu na konci roku 2014
40 hybridní fúzně-štěpné elektrárny využívají produkci vysokého počtu neutronů při fúzních reakcích u tokamaku nebo inerciální fúze obálka reaktoru by obsahovala 238 U nebo 232 Th v podkritickém množství, využití neutronů také k přeměnám jader izotopů s dlouhým poločasem rozpadu na krátké poločasy rozpadu
41 princip atomové bomby Little Boy (Hirošima) dělový typ - oddělené části podkritického množství materiálu ( 235 U), který po sloučení pomocí exploze klasické výbušniny vytvoří nadkritické množství Fat Man (Nagasaki) implozní typ konvenční trhavina stlačí plutonium ( 239 Pu), začne řetězová reakce, plášť z berylia (Be) odráží neutrony pro zvýšení účinku, zdroj neutronů Po v kombinaci s BeO pro zvýšení efektivity neutronový reflektor (odražeč) a neutronový iniciátor (zdroj) plus moderační účinek látek zpomalujících neutrony minimální kritické množství 15 kg uranu nebo 5 kg plutonia
42 princip vodíkové bomby termonukleární reakce směsi deuteria a tritia iniciována jadernou roznětkou menší atomová bomba exploze první fáze způsobí prudké stlačení fúzní náplně plutoniová tyč uprostřed po stlačení vybuchne tato exploze zahřeje fúzní náplň fúzní náplň obsahuje deuterium a lithium (z lithia vzniká tritium bombardováním neutrony) kobaltová bomba vodíková bomba obsahuje kobalt, který se reakcí s neutrony změní na izotop 60 Co s poločasem rozpadu 5 let, dlouhodobě zamoří půdu neutronová bomba slabší vodíková bomba, cílem je únik velkého množství neutronů, které proniká pancéřovými vozidly, je relativně šetrná k civilním budovám
Elektroenergetika 1. Jaderné elektrárny
Jaderné elektrárny Vazební energie jádra Klidová hmotnost jádra všech prvků a izotopů je menší než je součet hmotností všech nukleonů -> hmotnostní defekt m j m j = Nm n + Zm p m j Kde m n je klidová hmotnost
Vícevysokoteplotního plazmatu na tokamaku GOLEM
Měření základních parametů vysokoteplotního plazmatu na tokamaku GOLEM J. Krbec 1 1 České vysoké učení technické v Praze Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská U3V Fyzika přátelsky / Aplikované přírodní
VíceElektroenergetika 1. Jaderné elektrárny
Jaderné elektrárny Vazební energie jádra Klidová hmotnost jádra všech prvků a izotopů je menší než je součet hmotností všech nukleonů -> hmotnostní defekt m j m j = Nm n + Zm p m j Kde m n je klidová hmotnost
VíceMonitorovací indikátor: 06.43.10 Počet nově vytvořených/inovovaných produktů Akce: Přednáška, KA 5 Číslo přednášky: 19
Název projektu: Automatizace výrobních procesů ve strojírenství a řemeslech Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Příjemce: SPŠ strojnická a SOŠ profesora Švejcara Plzeň Monitorovací indikátor: 06.43.10
VíceJADERNÁ ENERGIE. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 25. 6. 2012. Ročník: devátý
Autor: Mgr. Stanislava Bubíková JADERNÁ ENERGIE Datum (období) tvorby: 25. 6. 2012 Ročník: devátý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Chemické reakce; chemie a společnost 1 Anotace: Žáci se
VíceJaderná elektrárna. Martin Šturc
Jaderná elektrárna Martin Šturc Princip funkce Štěpení jader Štěpení jader Štěpení těžkých se nejsnáze vyvolá neutronem. Přestože štěpení jader je vždy exotermická reakce, musí mít dopadající neutron určitou
VíceJADERNÁ ENERGIE. Jaderné reakce, které slouží k uvolňování jaderné energie, jsou jaderná syntéza a jaderné štěpení.
JADERNÁ ENERGIE Jaderné reakce, které slouží k uvolňování jaderné energie, jsou jaderná syntéza a jaderné štěpení.. Jaderná syntéza (termonukleární reakce): Je děj, při němž složením dvou lehkých jader
VíceJaderná fúze. Jednotka pro globální spotřebu energie 1Q = 1.05 10 21 J 2000 Q ročně (malá hustota) Σ 1850 1950 - Σ 1950 2050 -
Jaderná fúze Problém energie Jednotka pro globální spotřebu energie 1Q = 1.05 10 21 J Slunce zem Světová spotřeba energie 2000 Q ročně (malá hustota) Zásoby uhlí ~100 Q, zásoby ropy do 1850 0.004 Q/rok
VíceVlastnosti atomových jader Radioaktivita. Jaderné reakce. Jaderná energetika
Jaderná fyzika Vlastnosti atomových jader Radioaktivita Jaderné reakce Jaderná energetika Vlastnosti atomových jader tomové jádro rozměry jsou řádově 1-15 m - složeno z protonů a neutronů Platí: X - soustředí
VíceVY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE
VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011 Jaderná energie je energie, která existuje
VíceRadioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití. Jméno: Ondřej Lukas Třída: 9. C
Radioaktivita a radionuklidy - pozitivní i negativní účinky a využití Jméno: Ondřej Lukas Třída: 9. C Co to je Radioaktivita/Co je radionuklid Radioaktivita = Samovolná přeměna atomových jader Objev 1896
VíceVY_52_INOVACE_VK64. Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen červen 2013 Ročník, pro který je VM určen
VY_52_INOVACE_VK64 Jméno autora výukového materiálu Věra Keselicová Datum (období), ve kterém byl VM vytvořen červen 2013 Ročník, pro který je VM určen Vzdělávací oblast, obor, okruh, téma Anotace 8. ročník
Více4.4.9 Energie z jader
4.4.9 Energie z jader Předpoklady: 040408 Graf závislosti vazebné energie na počtu nukleonů v jádře (čím větší je vazebná energie, tím pevněji jsou nukleony chyceny v jádře, tím menší mají energii a tím
VíceRADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření
KAP. 3 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE sklo barvené uranem RADIOAKTIVITA =SCHOPNOST NĚKTERÝCH ATOMOVÝCH JADER VYSÍLAT ZÁŘENÍ přírodní nuklidy STABILNÍ NKLIDY RADIONKLIDY = projevují se PŘIROZENO RADIOAKTIVITO
Více6.3.1 Jaderné štěpení, jaderné elektrárny
6.3.1 Jaderné štěpení, jaderné elektrárny ředpoklady: Druhý způsob výroby energie štěpení těžkých jader na jádra lehčí, lépe vázaná. ostupný rozpad těžkých nestabilních nuklidů probíhá v přírodě neustále
Více29. Atomové jádro a jaderné reakce
9. tomové jádro a jaderné reakce tomové jádro je složeno z nukleonů, což jsou protony (p + ) a neutrony (n o ). Průměry atomových jader jsou řádově -5 m. Poznámka: Poloměr atomového jádra je dán vztahem:
VíceRadioaktivita,radioaktivní rozpad
Radioaktivita,radioaktivní rozpad = samovolná přeměna jader nestabilních nuklidů na jiná jádra, za současného vyzáření neviditelného radioaktivního záření Výskyt v přírodě v přírodě se vyskytuje 264 stabilních
VíceA) Štěpná reakce obecně
21. Jaderná energetika A) Štěpná reakce obecně samovolné štěpení těžkých jader nemá z hlediska uvolňování energie praktický význam v úvahu přichází pouze 238 U, poločas přeměny je velký a uvolněná energie
VíceJADERNÁ FYZIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník
JADERNÁ FYZIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník Základní pojmy Jaderná síla - drží u sebe nukleony, velmi krátký dosah, nasycení Vazebná energie jádra: E V = ( Z m p + N
Více1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) JET 11) ITER
Term ojaderná fúze V rámci projektu Fyzikou a chemií k technice vytvořil prezentaci za GKS Marek Kovář (kovar.ma@seznam.cz). Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org). 1) Nový zdroj
VíceAtomová a jaderná fyzika
Mgr. Jan Ptáčník Atomová a jaderná fyzika Fyzika - kvarta Gymnázium J. V. Jirsíka Atom - historie Starověk - Démokritos 19. století - první důkazy Konec 19. stol. - objev elektronu Vznik modelů atomu Thomsonův
VíceSvět a poptávka po energii
Svět a poptávka po energii Lidé potřebují více energie a potřebují čistší energii Celosvětová spotřeba energie poroste, a to hlavně ze dvou příčin: Přibývá lidí, a některé chudé země bohatnou. Příklady
VíceJADERNÁ ENERGIE. Při chemických reakcích dochází ke změnám v elektronových obalech atomů. Za určitých podmínek mohou změnám podléhat i jádra atomů.
JADERNÁ ENERGIE Při chemických reakcích dochází ke změnám v elektronových obalech atomů. Za určitých podmínek mohou změnám podléhat i jádra atomů. HISTORIE Profesor pařížské univerzity Sorbonny Antoine
VíceJaderné reaktory a jak to vlastně vše funguje
Jaderné reaktory a jak to vlastně vše funguje Lenka Heraltová Katedra jaderných reaktorů Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze 1 Výroba energie v České republice Typy zdrojů elektrické energie
VíceJADERNÁ ENERGETIKA aneb Spojení poznatků z fyziky a chemie. Jiří Kameníček
JADERNÁ ENERGETIKA JADERNÁ ENERGETIKA aneb Spojení poznatků z fyziky a chemie Jiří Kameníček Osnova přednášky Styčné body mezi fyzikou a chemií Způsoby získávání energie Uran a jeho izotopy, princip štěpné
VíceJaderná fyzika. Zápisy do sešitu
Jaderná fyzika Zápisy do sešitu Vývoj modelů atomu 1/3 Antika intuitivně zavedli pojem atomos nedělitelná část hmoty Pudinkový model J.J.Thomson (1897) znal elektron a velikost atomu 10-10 m v celém atomu
VíceJaderné elektrárny. Tomáš Vysloužil. Fakulta výrobních technologií a managementu Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Ústí nad Labem
Jaderné elektrárny Tomáš Vysloužil Fakulta výrobních technologií a managementu Univerzita Jana Evangelisty Purkyně Ústí nad Labem Sokolov, 28. 1. 2015 Registrační číslo: CZ.1.07/2.3.00/45.0029 Název projektu:
VíceJaderná energie Jaderné elektrárny. Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o.
Jaderná energie Jaderné elektrárny Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o. Obsah prezentace Energie jaderná Vývoj energetiky Dělení jaderných reaktorů I. Energie jaderná Uvolňuje se při jaderných reakcích
VíceUrychlovačem řízené transmutační systémy (ADS - Accelerator driven systems)
Urychlovačem řízené transmutační systémy (ADS - Accelerator driven systems) Miniprojekt, v rámci Fyzikálního týdne na Fakultě Jaderné a Fyzikálně inženýrské ČVUT Řešitelé: David Brychta - Gymnasium Otokara
VíceStudium produkce neutronů v tříštivých reakcích a jejich využití pro transmutaci jaderného odpadu
Studium produkce neutronů v tříštivých reakcích a jejich využití pro transmutaci jaderného odpadu Pouze budoucnost může rozhodnout, jestli jsme vybrali právě tu jedinou správnou cestu a nalezli to nejlepší
VíceFYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA
FYZIKA ATOMOVÉHO JÁDRA Je to nejstarší obor fyziky Stručně jaderná nebo nukleární fyzika Zabývá se strukturou jader, jadernými ději a jejich využití v praxi JÁDRO ATOMU Tvoří centrální část atomu o poloměru
VíceJaderné reaktory a jak to vlastně funguje
Jaderné reaktory a jak to vlastně funguje O. Novák Katedra jaderných reaktorů 24. května 2018 O. Novák (ČVUT v Praze) Jaderné reaktory 24. května 2018 1 / 45 Obsah 1 Jederná energetika v České republice
VíceVY_32_INOVACE_06_III./10._JADERNÉ ELEKTRÁRNY
VY_32_INOVACE_06_III./10._JADERNÉ ELEKTRÁRNY Jaderné elektrárny Jak fungují jaderné elektrárny Schéma Informace Fotografie úkol Jaderné elektrárny Dukovany a Temelín Schéma jaderné elektrárny Energie vzniklá
VíceInovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie
Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í CZ.1.07/2.2.00/15.0324 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem
VíceJaderná energetika (JE)
Jaderná energetika (JE) Pavel Zácha 2015-02 Program přednášek - úvod do jaderné energetiky - základy jaderné fyziky - skladba atomu, stabilita jader, vazebná energie, radioaktivita, jaderné reakce, štěpná
VíceMožné přístupy k realizaci termojaderné syntézy
České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra fyziky Možné přístupy k realizaci termojaderné syntézy, rezack@fel.cvut.cz Katedra fyziky FEL ČVUT v Praze 6. října 2016 Exkurze Gymnázium
Více4.4.6 Jádro atomu. Předpoklady: Pomůcky:
4.4.6 Jádro atomu Předpoklady: 040404 Pomůcky: Jádro je stotisíckrát menší než vlastní atom (víme z Rutherfordova experimentu), soustřeďuje téměř celou hmotnost atomu). Skládá se z: protonů: kladné částice,
VíceJaderné bloky v pokročilém vývoji FBR (Fast Breeder Reactor)
Jaderné bloky v pokročilém vývoji FBR (Fast Breeder Reactor) zvláštností rychlých reaktorů s Pu palivem je jejich množivý charakter při štěpení Pu238 vzniká více neutronů než v případě U (rozštěpením U
VíceRelativistická dynamika
Relativistická dynamika 1. Jaké napětí urychlí elektron na rychlost světla podle klasické fyziky? Jakou rychlost získá při tomto napětí elektron ve skutečnosti? [256 kv, 2,236.10 8 m.s -1 ] 2. Vypočtěte
VíceŠTĚPNÁ REAKCE (JADERNÁ ENERGIE)
ŠTĚPNÁ REAKCE (JADERNÁ ENERGIE) Tadeáš Simon, Dominik Němec, David Čížek Štěpení jader informace jádro atomu- rozštěpí se, vzniklé části se rozletí velkými rychlostmi ->kinetická energie (energie pohybu)-
VíceElektrárny část II. Tepelné elektrárny. Ing. M. Bešta
Tepelné elektrárny 1) Kondenzační elektrárny uhelné K výrobě elektrické energie se využívá tepelné energie uvolněné z uhlí spalováním. Teplo uvolněné spalováním se využívá k výrobě přehřáté (ostré) páry.
VíceJaderné reaktory blízké i vzdálené budoucnosti, vyhořelé jaderné palivo - současné trendy a moznosti
Jaderné reaktory blízké i vzdálené budoucnosti, vyhořelé jaderné palivo - současné trendy a moznosti aneb co umí, na čem pracují a o čem sní jaderní inženýři a vědci... Tomáš Bílý tomas.bily@fjfi.cvut.cz
VíceSimulace provozu JE s reaktory VVER 440 a CANDU 6
Simulace provozu JE s reaktory VVER 440 a CANDU 6 Jakub Tejchman jakub.tejchman@seznam.cz Martin Veselý martin.veslo@seznam.cz JE s reaktorem VVER 440 VVER = PWR (anglický ekvivalent) - tlakovodní reaktor,
VíceJaká je budoucnost jaderné energetiky?
Jaká je budoucnost jaderné energetiky? Vladimír Wagner Ústav jaderné fyziky AV ČR, energetická komise AV ČR 1) Úvod 2) Současnost přechod k III. generaci 3) Malé modulární reaktory 4) Budoucnost reaktory
VícePRINCIP TERMOJADERNÉ FÚZE
PRINCIP TERMOJADERNÉ FÚZE Jaderná fúze je jaderná reakce, při které se spojením jader atomů lehkých prvků vytvoří nové, těžší jádro jiného prvku. NEUTRON DEUTERIUM ENERGIE HELIUM TRITIUM Deuterium (těžký
VíceFyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK
Fyzikální vzdělávání 1. ročník Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník 1 Fyzika atomu - model atomu struktura elektronového obalu atomu z hlediska energie atomu - stavba atomového jádra; základní nukleony
VíceSpasí nás nové generace reaktor ů?
Spasí nás nové generace reaktor ů? Dalibor Stráský Praha, 28.4.2009 Vývoj jaderné energetiky Generation IV - program US Department of Energy iniciován v r. 1999 Výběr reaktorových systém ů IV. generace
VíceTermonukleární fúze Autoři: Matěj Oliva, Valeriyj Šlovikov, Matouš Verner Datum: Místo: Temešvár Jarní škola mladých autorů
Termonukleární fúze Autoři: Matěj Oliva, Valeriyj Šlovikov, Matouš Verner Datum: 2015-03-26 Místo: Temešvár Jarní škola mladých autorů E-mail: Matej.Oliva@gybot.cz, valera15@seznam.cz, verner.m.cz@gmail.com
Vícerezonanční neutrony (0,5-1 kev) (pojem rezonanční souvisí s výskytem rezonančních maxim) A Z
7. REAKCE NEUTRONŮ velmi časté reakce s vysokými výtěžky pro neutron neexistuje potenciálová bariéra terčového jádra pravděpodobnost záchytu neutronu je tím větší, čím je neutron pomalejší (déle se zdržuje
VíceLetní škola RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace
Letní škola 2008 RADIOAKTIVNÍ LÁTKY a možnosti detoxikace 1 Periodická tabulka prvků 2 Radioaktivita radioaktivita je schopnost některých atomových jader odštěpovat částice, neboli vysílat záření jádro
Více2. ATOM. Dualismus částic: - elektron se chová jako hmotná částice, ale také jako vlnění
Na www.studijni-svet.cz zaslal(a): Kikusska94 2. ATOM HISTORIE NÁZORŮ NA STAVBU ATOMU - Leukippos (490 420 př. n. l.) - Demokritos (460 340 př. n. l.) - látka je tvořená atomy, které se dále nedělí (atomos
VíceJaderná elektrárna. Osnova předmětu. Energetika Technologie přeměny Tepelná elektrárna a její hlavní výrobní zařízení
Osnova předmětu 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) Úvod Energetika Technologie přeměny Tepelná elektrárna a její hlavní výrobní zařízení Ostatní tepelné elektrárny Kombinovaná výroba elektřiny a tepla
VíceRozměr a složení atomových jader
Rozměr a složení atomových jader Poloměr atomového jádra: R=R 0 A1 /3 R0 = 1,2 x 10 15 m Cesta do hlubin hmoty Složení atomových jader: protony + neutrony = nukleony mp = 1,672622.10 27 kg mn = 1,6749272.10
VícePROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/ PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE
PROJEKT ŘEMESLO - TRADICE A BUDOUCNOST Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/02.0010 PŘEDMĚT VYUŽITÍ ELEKTRICKÉ ENERGIE Obor: Ročník: Zpracoval: Elektrikář - silnoproud Třetí Bc. Miroslav Navrátil PROJEKT ŘEMESLO
VíceŽivotní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD.
Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD. KAP FP TU Liberec pavel.pesat@tul.cz tel. 3293 Radioaktivita. Přímo a nepřímo ionizující záření. Interakce záření s látkou. Detekce záření, Dávka
Více2. Atomové jádro a jeho stabilita
2. Atomové jádro a jeho stabilita Atom je nejmenší hmotnou a chemicky nedělitelnou částicí. Je tvořen jádrem, které obsahuje protony a neutrony, a elektronovým obalem. Elementární částice proton neutron
VíceJaderná vazebná energie
Termojaderná fúze Jaderná vazebná energie Celkovou energii potřebnou k roztrhání jádra až na jednotlivé protony a neutrony můžeme vypočítat ze vztahu. Q = mc, kde hmotnostní úbytek m = Zm p + Nmn m j.
VíceJaderná energetika Je odvětví energetiky a průmyslu, které se zabývá především výrobou energie v jaderných elektrárnách, v širším smyslu může jít i o
Anotace Učební materiál EU V2 1/F18 je určen k výkladu učiva jaderná energetika fyzika 9. ročník. UM se váže k výstupu: žák vysvětlí princip jaderného reaktoru, zhodnotí výhody a nevýhody využívání různých
VíceŠtěpení těžkých jader
1 Štěpení těžkých jader 1934 Enrico Fermi ostřeloval postupně prvky svazkem neutronů s cílem vyrobit umělé radioizotopy. (podobné pokusy prováděl i James Chadwick). Zjistil, že větší efekt vykazují neutrony
VíceEU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/21.0663
EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/21.0663 Speciální základní škola a Praktická škola Trmice Fűgnerova 22 400 04 1 Identifikátor materiálu:
VíceChemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou
Chemie Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou JÁDRO ATOMU A RADIOAKTIVITA VY_32_INOVACE_03_3_03_CH Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou Atomové jádro je vnitřní
VíceATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA
ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA 16. JADERNÝ REAKTOR Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o. JADERNÝ REAKTOR Jaderný reaktor je zařízení, ve kterém probíhá řetězová jaderná reakce, kterou lze
VíceJE+ZJE Přednáška 1. Jak stará je jaderná energetika?
JE+ZJE Přednáška 1 Jak stará je jaderná energetika? Experimental Breeder Reactor 1. kritický stav 24. srpna 1951. 20. prosince poprvé vyrobena elektřina z jaderné energie. Příští den využita pro osvětlení
VíceOcelov{ n{stavba (horní blok) jaderného reaktoru
Anotace Učební materiál EU V2 1/F17 je určen k výkladu učiva jaderný reaktor fyzika 9. ročník. UM se váže k výstupu: žák vysvětlí princip jaderného reaktoru. Jaderný reaktor Jaderný reaktor je zařízení,
VíceCentrum výzkumu Řež s.r.o. Centrum výzkumu Řež se představuje
Centrum výzkumu Řež se představuje 1 Založeno 2002, VaV organizace zaměřena na vývoj technologií v energetice Člen Skupiny ÚJV Centrum výzkumu Řež (CVR) stručně Vizí společnosti je: Být silnou, ekonomicky
VíceVyhořelé jaderné palivo
Vyhořelé jaderné palivo Jaderné palivo - složení Jaderné palivo je palivo, z něhož se energie uvolňuje prostřednictvím jaderných reakcí Nejběžnějším typem jaderného paliva je obohacený uran ve formě oxidu
VíceSystémy pro jadernou energetiku
Systémy pro jadernou energetiku Systems for Nuclear Power Industry Jaderná energie představuje nejefektivnější a nejsilnější známý energetický zdroj. Přitom jde o nízkoemisní zdroj, který umožňuje účinně
VíceLukáš Feřt SPŠ dopravní, Plzeň, Karlovarská 99,
Lukáš Feřt SPŠ dopravní, Plzeň, Karlovarská 99, 326 00 V rámci projektu: Inovace odborného vzdělávání na středních školách zaměřené na využívání energetických zdrojů pro 21. století něco jako kuličku První
VíceDvě strany jedné mince - Dvě strany jedné mince - jaderná fyzika pomáhá v lékařství a technologie jaderných zbraní
Dvě strany jedné mince - Dvě strany jedné mince - jaderná fyzika pomáhá v lékařství a technologie jaderných zbraní Anna Macková Ústav jaderné fyziky AV ČR, Řež 250 68 Základní představy - atom a atomové
VíceMateriály AZ jaderných reaktorů
Jaderná paliva Povlakové materiály Moderátory Chladiva Materiály absorpčních tyčí Jaderná paliva - hlavní funkce: - štěpení tepelnými neutrony - 1. bariéra mezi štěpnými produkty a životním prostředím
VíceTento zdroj tepla nahrazuje chemickou energii, tj. spalování např. uhlí v klasické elektrárně.
Monitorovací indikátor: 06.43.10 Počet nově vytvořených/inovovaných produktů Akce: Přednáška, KA 5 Číslo přednášky: 28 Téma: JE A JEJICH BEZPEČNOST Lektor: Ing. Petr Konáš Třída/y: 1STB Datum konání: 4.
VíceCentrum výzkumu Řež s.r.o. Úvod do problematiky výzkumných jaderných reaktorů. e-learningový kurz
Centrum výzkumu Řež s.r.o. Úvod do problematiky výzkumných jaderných reaktorů e-learningový kurz Tento e-learningový kurz byl vypracován v rámci projektu Efektivní přenos poznatků v rámci energetického
Více8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL
8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL 1) Popiš Daltonovu atomovou teorii postuláty. (urči, které platí dodnes) 2) Popiš Rutherfordův planetární model atomu a jeho přínos. 3) Bohrův model atomu vysvětli kvantování
VícePokročilé termodynamické cykly
Pokročilé termodynamické cykly 10. přednáška Autor : Jiří Kučera Datum: 18.4.2018 1 Tepelné cykly jaderných elektráren IV. generace Úvod vznik a cíle reaktorových systémů IV. generace Přehled tepelných
VíceJaderný palivový cyklus - Pracovní list
Číslo projektu Název školy Předmět CZ.107/1.5.00/34.0425 INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV Černoleská 1997, 256 01 Benešov BIOLOGIE A EKOLOGIE Tematický okruh Téma Ročník 2. Autor Klasické energie
VícePlazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu
Plazmové metody Základní vlastnosti a parametry plazmatu Atom je základní částice běžné hmoty. Částice, kterou již chemickými prostředky dále nelze dělit a která definuje vlastnosti daného chemického prvku.
VíceGymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115
Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 5 Číslo projektu: CZ..07/.5.00/34.040 Číslo šablony: 7 Název materiálu: Ročník: Identifikace materiálu: Jméno autora: Předmět: Tématický celek: Atom
VíceKateřina Fišerová - Seminární práce k předmětu Didaktika fyziky
Kateřina Fišerová - Seminární práce k předmětu Didaktika fyziky Problémová situace První jaderný reaktor spustil 2. prosince 942 na univerzitě v Chicagu italský fyzik Enrico Fermi se svými spolupracovníky.
VíceCZ.1.07/1.1.30/01.0038
Monitorovací indikátor: 06.43.10 Počet nově vytvořených/inovovaných produktů Akce: Přednáška, KA 5 Číslo přednášky: 29 Téma: RADIOAKTIVITA A JADERNÝ PALIVOVÝ CYKLUS Lektor: Ing. Petr Konáš Třída/y: 3ST,
VíceJaderné reakce a radioaktivita
Střední průmyslová škola Hranice - - Jaderné reakce a radioaktivita Radioaktivita Je vlastností atomových jader, která se samovolně přeměňují na jiná a vyzařují při tom pronikavé neviditelné záření. Jádra
VíceJaderná energetika. Důvody podporující v současnosti výstavbu jaderných elektráren jsou zejména:
Jaderná energetika První jaderný reaktor 2.12.1942 stadion Chicago USA 1954 první jaderná elektrárna rna (Obninsk( Obninsk,, SSSR)grafitový reaktor, 30MWt, 5MWe 1956 první jaderná elektrárna rna v ČSR
VíceEnergetické zdroje budoucnosti
Energetické zdroje budoucnosti Energie a společnost Jakýkoliv živý organismus potřebuje dodávku energie (potrava) Lidská společnost dále potřebuje značné množství energie k zabezpečení svých aktivit Doprava
VíceStres v jádře, jádro ve stresu. Dana Drábová Státní úřad pro jadernou bezpečnost
Stres v jádře, jádro ve stresu. Dana Drábová Státní úřad pro jadernou bezpečnost Otázky k zamyšlení: K čemu člověk potřebuje energii, jak a kde ji pro své potřeby vytváří? Nedostatek energie; kdy, jak
VícePříklady Kosmické záření
Příklady Kosmické záření Kosmické částice 1. Jakou kinetickou energii získá proton při pádu z nekonečné výšky na Zem? Poloměr Zeměje R Z =637810 3 maklidováenergieprotonuje m p c 2 =938.3MeV. 2. Kosmickékvantum
VíceÚVOD DO JADERNÉ FYZIKY ATOMOVÉ JÁDRO
ÚVOD DO JADERNÉ FYZIKY EXPERIMENTÁLNÍ ZÁKLAD rozptyl (pružný i nepružný) různých částic na atomových jádrech (neutrony, protony, elektrony, pozitrony, fotony, α-částice, ) radioaktivní rozpady některých
Více6.3.5 Radioaktivita. Předpoklady: Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny
6.3.5 Radioaktivita Předpoklady: 6304 Graf závislosti vazebné energie na počtu částic v jádře pro částice z minulé hodiny Vazebná energie na částici [MeV] 10 9 8 Vazebná energie [MeV] 7 6 5 4 3 1 0 0 50
VíceATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA
ATOMOVÁ FYZIKA JADERNÁ FYZIKA 12. JADERNÁ FYZIKA, STAVBA A VLASTNOSTI ATOMOVÉHO JÁDRA Autor: Ing. Eva Jančová DESS SOŠ a SOU spol. s r. o. JADERNÁ FYZIKA zabývá strukturou a přeměnami atomového jádra.
VíceÚvod do fyziky plazmatu
Úvod do fyziky plazmatu Lenka Zajíčková, Ústav fyz. elektroniky Doporučená literatura: J. A. Bittencourt, Fundamentals of Plasma Physics, 2003 (3. vydání) ISBN 85-900100-3-1 Navazující a související přednášky:
VíceChemické složení vesmíru
Společně pro výzkum, rozvoj a inovace - CZ/FMP.17A/0436 Chemické složení vesmíru Jak sledujeme chemické složení ve vesmíru? Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Mendelova univerzita v Brně,
VíceJaderné elektrárny I, II.
Jaderné elektrárny I, II. Jaderné elektrárny I. Úvod do jaderných elektráren, teorie reaktorů, vznik tepla v reaktoru a ochrana před ionizujícím zářením. Jaderné elektrárny II. Jaderné elektrárny typu
VíceAplikace jaderné fyziky (několik příkladů)
Aplikace jaderné fyziky (několik příkladů) Pavel Cejnar Ústav částicové a jaderné fyziky MFF UK pavel.cejnar@mff.cuni.cz Příklad I Datování Galileiho rukopisů Galileo Galilei (1564 1642) Všechny vázané
VíceHistorie zapsaná v atomech
Historie zapsaná v atomech Pavel Cejnar Ústav částicové a jaderné fyziky MFF UK pavel.cejnar@mff.cuni.cz Symposion 2010, Gymnázium Jana Keplera, Praha Stopy, kroky, znamení Historie zapsaná v atomech Pavel
VíceKritický stav jaderného reaktoru
Kritický stav jaderného reaktoru Autoři: L. Homolová 1, L. Jahodová 2, J. B. Hejduková 3 Gymnázium Václava Hlavatého Louny 1, Purkyňovo gymnázium Strážnice 2, SPŠ Stavební Plzeň 3 jadracka@centrum.cz Abstrakt:
VíceSimulace provozu JE s bloky VVER 1000 a ABWR
Simulace provozu JE s bloky VVER 1000 a ABWR Martina Veselá - Gymnázium T.G.M. Hustopeče - marta.ves@seznam.cz Tomáš Peták - Gymnázium Karla Sladkovského - t.petak@seznam.cz Adam Novák - Gymnázium, Brno,
Více8.1 Elektronový obal atomu
8.1 Elektronový obal atomu 8.1 Celkový náboj elektronů v elektricky neutrálním atomu je 2,08 10 18 C. Který je to prvek? 8.2 Dánský fyzik N. Bohr vypracoval teorii atomu, podle níž se elektron v atomu
VíceTest vlastnosti látek a periodická tabulka
DUM Základy přírodních věd DUM III/2-T3-2-08 Téma: Test vlastnosti látek a periodická tabulka Střední škola Rok: 2012 2013 Varianta: A Zpracoval: Mgr. Pavel Hrubý Mgr. Josef Kormaník TEST Test vlastnosti
Více2 Primární zdroje energie. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín
2 Primární zdroje energie Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín Obsah přednášky 1. Zdroje energie rozdělení 2. Fosilní paliva 3. Solární
VíceVodík jako alternativní ekologické palivo. palivové články a vodíkové hospodářství
Vodík jako alternativní ekologické palivo palivové články a vodíkové hospodářství Charakteristika vodíku vodík je nejrozšířenějším prvkem ve vesmíru na Zemi je třetím nejrozšířenějším prvkem po kyslíku
Více