Aplicatiile energiei Aplicatiile energiei nuclearenucleare

A elaborat:A elaborat:Smochina DinaSmochina DinaUstetchii VeraUstetchii Vera

Profesor:Profesor:Stratan PavelStratan Pavel

Energie nuclearăEnergie nucleară, numită și , numită și energiaenergia  atomicăatomică este definită ca energia  este definită ca energia eliberată în procesele care afectează eliberată în procesele care afectează nucleulnucleul atomic.  atomic. [1][1]..

Energia nucleară este eliberată prin Energia nucleară este eliberată prin reacții nucleare de reacții nucleare de fisiunefisiune și de  și de fuziunefuziune sau prin  sau prin dezintegrareadezintegrarea radioactivăradioactivă..

Energia nucleară are multiple aplicații ce pot fi sistematizate Energia nucleară are multiple aplicații ce pot fi sistematizate astfel: astfel:

Aplicații militareAplicații militare ArmaArma nuclearănucleară Propulsia nucleară (submarine, portavioane, etc)Propulsia nucleară (submarine, portavioane, etc)

Aplicații civileAplicații civile Producerea de energie electică și/sau termică (termoficare, Producerea de energie electică și/sau termică (termoficare,

căldură de proces)căldură de proces) Utilizarea radioizotopilor și a radiațiilor nucleare (alfa, beta și Utilizarea radioizotopilor și a radiațiilor nucleare (alfa, beta și

gama) în agricultură și industria alimentară, medicină gama) în agricultură și industria alimentară, medicină (diagnostic și tratamentul cancerului), industrie (gamagrafie, (diagnostic și tratamentul cancerului), industrie (gamagrafie, detectori, trasori, etc), cercetarea științifică (trasori, datare, detectori, trasori, etc), cercetarea științifică (trasori, datare, poluarea mediului, etc).poluarea mediului, etc).

Industriile care utilizează radioizotopi și radiații nucleare sunt:Industriile care utilizează radioizotopi și radiații nucleare sunt: • • Industria automobilelor, la testarea calității oțelurilorIndustria automobilelor, la testarea calității oțelurilor • • Aviație, la detectarea defectelor la motoarele cu reacțieAviație, la detectarea defectelor la motoarele cu reacție • • Mine și petrol, la identificarea și evaluarea cantităților de Mine și petrol, la identificarea și evaluarea cantităților de

petrol, gaze naturale și minereuripetrol, gaze naturale și minereuri • • Industria ambalajelor, la măsurarea grosimii tablei de Industria ambalajelor, la măsurarea grosimii tablei de

aluminiu pentru dozealuminiu pentru doze • • Industria contructiilor, la detectarea defectelor în suduriIndustria contructiilor, la detectarea defectelor în suduri • • Constructii de autostrăzi, la măsurarea densității straturilor Constructii de autostrăzi, la măsurarea densității straturilor

de material.de material.

APLICATII APLICATII MILITAREMILITARE

Arma nuclearaArma nucleara Dicționarele definesc Dicționarele definesc arma nuclearăarma nucleară ca un dispozitiv ce eliberează  ca un dispozitiv ce eliberează

într-o manieră explozivă într-o manieră explozivă energia nuclearăenergia nucleară produsă de o  produsă de o reacție în lanțreacție în lanț de  de fisiunefisiune, sau fisiune și , sau fisiune și fuziunefuziune. . [1][1]

Arma nucleară face parte din categoria Arma nucleară face parte din categoria armelor de distrugere în masăarmelor de distrugere în masă destinate uciderii unui mare număr  destinate uciderii unui mare număr de oameni și/sau distrugerii structurilor construite de om, sau de oameni și/sau distrugerii structurilor construite de om, sau biosferei în general.biosferei în general.

Prima armă nucleară cu fisiune a eliberat o cantitate de energie Prima armă nucleară cu fisiune a eliberat o cantitate de energie echivalentă cu cea rezultată din explozia a 20.000 tone de TNT (echivalentă cu cea rezultată din explozia a 20.000 tone de TNT (trinitrotoluentrinitrotoluen), în timp ce prima ), în timp ce prima armă termonuclearăarmă termonucleară (cu fisiune și  (cu fisiune și fuziune) a eliberat o energie echivalentă cu 10.000.000 tone de fuziune) a eliberat o energie echivalentă cu 10.000.000 tone de TNT. La nivelul anului 2012 pe plan mondial existau circa 19.000 de TNT. La nivelul anului 2012 pe plan mondial existau circa 19.000 de focoase nucleare din care 4.400 sunt menținute în stare focoase nucleare din care 4.400 sunt menținute în stare operațională, gata oricând pentru a fi utilizate.operațională, gata oricând pentru a fi utilizate.

Explozia nucleară are efecte imediate și întârziate. Explozia nucleară are efecte imediate și întârziate. UndaUnda dede șocșoc, , radiațiaradiația termicătermică, , radiațiaradiația ionizantăionizantă promptă produc distrugeri mari  promptă produc distrugeri mari în câteva secunde sau minute de la detonare. Efectele întârziate în câteva secunde sau minute de la detonare. Efectele întârziate precum căderile radioactive acționează pe perioade mari de timp, precum căderile radioactive acționează pe perioade mari de timp, de la ore la ani de la ore la ani

Norul tipic ciupercă al detonării bombei atomice la Nagasaki, Japonia din 9 august1945 s-a înălțat la peste 18 kilometri altitudine deasupra hipocentrului bombei.

TipuriTipuri de arme nucleare de arme nucleare

În prezent există două tipuri de arme nucleare: cele bazate În prezent există două tipuri de arme nucleare: cele bazate exclusiv pe reacția de fisiune nucleară și cele care exclusiv pe reacția de fisiune nucleară și cele care utilizează fisiuneutilizează fisiune nucleanucleara ra pentru amorsarea reacției de pentru amorsarea reacției de

fuziune nuclearăfuziune nucleară. .

Bomba cu fisiune "Fat man"

Bombardier strategic greu detectabil "B-2 Spirit"

Rachetă balistică intercontinentală "LGM-118A Peacekeeper"

APLICATII CIVILE APLICATII CIVILE IN SCOPURI IN SCOPURI

PASNICEPASNICE

Energia nucleara poate sa-si aduca o contributie Energia nucleara poate sa-si aduca o contributie cardinala la solutionarea problemelor energiei care cardinala la solutionarea problemelor energiei care confrunta dintotdeauna lumea in care traim.confrunta dintotdeauna lumea in care traim.Energia nuclearaEnergia nucleara prezinta o serie de avantaje  prezinta o serie de avantaje substantiale fata de energia clasica: spre deosebire substantiale fata de energia clasica: spre deosebire de carbune si petrol, care polueaza aerul, energia de carbune si petrol, care polueaza aerul, energia nucleara are un caracter poluant foarte redus si nucleara are un caracter poluant foarte redus si perfect controlabil: nu degradeaza pamantul, perfect controlabil: nu degradeaza pamantul, poluarea apei este neinsemnata, perfect poluarea apei este neinsemnata, perfect controlabila, iar degajarea de gaze radioactive in controlabila, iar degajarea de gaze radioactive in cursul functionarii reactoarelor este reductibila la cursul functionarii reactoarelor este reductibila la nivele acceptabile prin tehnologia de retinere nivele acceptabile prin tehnologia de retinere folosita la toate reactoarele modernefolosita la toate reactoarele moderne

Producerea de energie Producerea de energie electică și/sau termicăelectică și/sau termică

O centrala nucleara este o instalatie complexa de producere a O centrala nucleara este o instalatie complexa de producere a energiei electrice din energie termica, obtinuta prin intretinerea energiei electrice din energie termica, obtinuta prin intretinerea unei reactii nucleare de fisiune controlata, proces realizat de unei reactii nucleare de fisiune controlata, proces realizat de reactorul nuclear.reactorul nuclear.

Energia nucleară asigură astăzi aproape o treime din producţia de Energia nucleară asigură astăzi aproape o treime din producţia de electricitate a Uniunii Europene (31%). In unele ţări membre, electricitate a Uniunii Europene (31%). In unele ţări membre, precum Lituania, ponderea centralelor nucleare în producţia de precum Lituania, ponderea centralelor nucleare în producţia de electricitate este de 85%.electricitate este de 85%.

O centrala nucleara este identica cu o centrala termica, diferenta O centrala nucleara este identica cu o centrala termica, diferenta consta in faptul ca, in cazul centralei nucleare, cazanul ce arde consta in faptul ca, in cazul centralei nucleare, cazanul ce arde combustibilul folosit este inlocuit de un reactor ce contine combustibilul folosit este inlocuit de un reactor ce contine combustibil nuclear necesar fisiunii. O astfel de centrala are in combustibil nuclear necesar fisiunii. O astfel de centrala are in componenta sa o turbina cu vapori, un alternator, un condensator, componenta sa o turbina cu vapori, un alternator, un condensator, etc, ca si in cazul unei centrale termice conventionale. etc, ca si in cazul unei centrale termice conventionale. Randamentul global este asemanator (intre 30% si 40%) si in Randamentul global este asemanator (intre 30% si 40%) si in cazul centralei nucleare fiind necesar un sistem de racire cazul centralei nucleare fiind necesar un sistem de racire important, cea ce presupune amplasarea centralei langa un curs important, cea ce presupune amplasarea centralei langa un curs de apa sau constituirea unui circuit de racire. de apa sau constituirea unui circuit de racire.

Aplicaţiile radiaţiilor în Aplicaţiile radiaţiilor în medicinămedicină Radiaţiile sunt utilizate în medicină pentru diagnosticarea, tratarea Radiaţiile sunt utilizate în medicină pentru diagnosticarea, tratarea

bolilor şi pentru cercetare. Metodele de diagnoză acoperă un bolilor şi pentru cercetare. Metodele de diagnoză acoperă un spectru larg de la "acum banalele" aparate cu radiaţii X până la spectru larg de la "acum banalele" aparate cu radiaţii X până la scanere complexe CT (tomograf computerizat) şi injecţii cu scanere complexe CT (tomograf computerizat) şi injecţii cu substanţe radioactive pentru imagistică medicală.substanţe radioactive pentru imagistică medicală.

Un exemplu de aplicaţie în imagistica medicală este Un exemplu de aplicaţie în imagistica medicală este diagnosticarea unor boli ale creierului. După ce pacientul a fost diagnosticarea unor boli ale creierului. După ce pacientul a fost injectat cu o substanţă radioactivă cu timp de înjumătăţire scurt, injectat cu o substanţă radioactivă cu timp de înjumătăţire scurt, se poate vizualiza activitatea creierului, ceea ce a permis noi se poate vizualiza activitatea creierului, ceea ce a permis noi soluţii în rezolvarea unor cazuri de epilepsie.soluţii în rezolvarea unor cazuri de epilepsie.

În general, terapia cu radiaţii presupune administrarea unei doze În general, terapia cu radiaţii presupune administrarea unei doze

mari de radiaţii unei zone restrânse din corpul pacientului, de mari de radiaţii unei zone restrânse din corpul pacientului, de exemplu, fiind direcţionată către distrugerea tumorilor, implicate exemplu, fiind direcţionată către distrugerea tumorilor, implicate în evoluţia cancerului. Dozele de radiaţii administrate în medicină în evoluţia cancerului. Dozele de radiaţii administrate în medicină pot ajunge de la câtiva milisiverti (mSv) în diagnosticare, până la pot ajunge de la câtiva milisiverti (mSv) în diagnosticare, până la câţiva sieverţi (Sv) în terapie. Doctorii care recomandă astfel de câţiva sieverţi (Sv) în terapie. Doctorii care recomandă astfel de tratamente, pun în balanţă riscurile iradierii cu beneficiile scontate tratamente, pun în balanţă riscurile iradierii cu beneficiile scontate de pe urma tratamentului. de pe urma tratamentului.

Depistarea imperfecţiunilor Depistarea imperfecţiunilor şi defectelor în suduri şi şi defectelor în suduri şi

piese metalicepiese metalice

Cu tehnologii bazate pe substanţe Cu tehnologii bazate pe substanţe radioactive, se pot obţine imagini radioactive, se pot obţine imagini pentru depistarea fisurilor în metale pentru depistarea fisurilor în metale prin defectoscopie gama prin defectoscopie gama nedistructivă.nedistructivă.

  

Datarea fosilelor şi Datarea fosilelor şi obiectelor arheologiceobiectelor arheologice

Carbonul - 14, care este un radioizotop larg Carbonul - 14, care este un radioizotop larg întâlnit în natură, le permite arheologilor să întâlnit în natură, le permite arheologilor să determine cu câţi ani în urmă (între 0 şi determine cu câţi ani în urmă (între 0 şi 50.000 de ani) au fost folosite anumite 50.000 de ani) au fost folosite anumite vestigii arheologice sau au trăit anumite vestigii arheologice sau au trăit anumite animale şi plante descoperite astăzi. De animale şi plante descoperite astăzi. De exemplu, cu această metodă s-a demonstrat exemplu, cu această metodă s-a demonstrat faptul că Giulgiul din Torino nu provenea din faptul că Giulgiul din Torino nu provenea din aceeaşi perioadă de timp în care a trăit aceeaşi perioadă de timp în care a trăit Christos. Christos.

Ceasuri la scară Ceasuri la scară geologicăgeologică

Multi radioizotopi pot fi folosiţi ca ceasuri Multi radioizotopi pot fi folosiţi ca ceasuri geologice. Fiecare element radioactiv se geologice. Fiecare element radioactiv se dezintegrează cu o anumită viteză Pentru dezintegrează cu o anumită viteză Pentru caracterizarea acestei viteze s-a introdus caracterizarea acestei viteze s-a introdus conceptul de timp de înjumătăţire, adică timpul în conceptul de timp de înjumătăţire, adică timpul în care jumătate din atomii prezenţi iniţial se care jumătate din atomii prezenţi iniţial se dezintegrează. Odată ce această constantă este dezintegrează. Odată ce această constantă este determinată, geologii pot măsura durata determinată, geologii pot măsura durata perioadei de timp în care avut loc dezintegrarea, perioadei de timp în care avut loc dezintegrarea, măsurând cantitatea de element radioactiv măsurând cantitatea de element radioactiv părinte şi cantitatea de elemente fiică.părinte şi cantitatea de elemente fiică.

ConcluzieConcluzie

Aplicatiile energiei nucleare aduc Aplicatiile energiei nucleare aduc multe bineficii omului, insa ea multe bineficii omului, insa ea trebuie utilizata respectind toate trebuie utilizata respectind toate masurile de precautie si in scopuri masurile de precautie si in scopuri pasnice. Caci aceasta poate conduce pasnice. Caci aceasta poate conduce la poluare si la unele urmari la poluare si la unele urmari dezastruase (ex. Accidentul nuclear dezastruase (ex. Accidentul nuclear de la Cernobil).de la Cernobil).