Исследование и применение энергии атома достижения ссср кратко
Обновлено: 19.05.2024
Двадцатый век прошел под знаком освоения энергии нового вида, заключенной в ядрах атомов, и стал веком ядерной физики. Эта энергия многократно превышает энергию топлива, применявшуюся человечеством в течение всей его истории.
Исследования в области ядерной физики велись в Советском государстве еще в довоенные годы В 1921 г. у Государственный ученый совет Наркомпроса учредил при Академии наук Радиевую лабораторию (позже — Радиевый институт), заведующим которой стал В.Г. Хлопин. В 1933 г. у в Ленинграде была проведена I Всесоюзная конференция по ядерной физике, которая дала мощный толчок дальнейшим исследованиям. В 1935 г. у в Радиевом институте, на первом в Европе циклотроне был получен первый пучок ускоренных протонов. В 1939 г. Я.Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, А.И. Лейпунский обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления. А в сентябре 1940 г. Президиумом Академии наук СССР была утверждена программа работ по изучению реакций деления урана.
Таким образом, к концу 1940 г. ученые располагали важными теоретическими и экспериментальными открытиями в области ядерной физики, что позволило выдвинуть обширную программу исследований в этом направлении. Оказалось, что атом урана можно расщепить на две части. При этом освобождается огромное количество энергии. Кроме того, в процессе расщепления выделяются нейтроны, которые в свою очередь могут расщепить другие атомы урана и вызвать цепную ядерную реакцию. Ядерная реакция деления урана весьма эффективна и далеко превосходит самые бурные химические реакции. Сравним атом урана и молекулу взрывчатого вещества – тринитротолуола (тротила). При распаде молекулы тротила выделяется 10 электронвольт энергии, а при распаде ядра урана – 200 млн. электрон-вольт, т. е. в 20 млн. раз больше.
Эти открытия произвели в научном мире сенсацию: в истории человечества не было научного события, более значительного по своим последствиям, чем проникновение в мир атома и овладение его энергией. Ученые понимали, что главное ее предназначение – производство электроэнергии и применение в других мирных направлениях.
Её пуск ознаменовал начало новой эры — эры атомной энергетики. Г. спустя, в 1955 г. советские ученые рассказали на 1-й Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве о конструкционных особенностях АЭС и об опыте ее эксплуатации. Успешное строительство Первой АЭС стало возможным на базе созданной к тому времени в СССР атомной промышленности. Научное руководство большим коллективом советских ученых, конструкторов, инженеров, участвовавших в сооружении Первой АЭС, осуществлял выдающийся ученый и талантливый организатор академик И. В. Курчатов. Многие из его соратников и учеников продолжают успешно трудиться над развитием советской атомной энергетики. Первая АЭС по-прежнему работает и используется для проведения исследований и подготовки технических кадров. Рост атомной энергетики СССР характеризуется следующими основными этапами: через четыре г. после пуска Первой АЭС была сдана Сибирская АЭС электрической мощностью 100 МВт. Впоследствии ее мощность была доведена до 600 МВт (эл.). Затем дали промышленный ток Белоярская, Ново-Воронежская, Кольская, Ленинградская, Армянская и другие АЭС. На 1979 г. установленные энергетические атомные мощности СССР составляли около 12 ООО МВт (эл.). Для сравнения приведем рост мощностей всех электростанций СССР начиная с 1921 г.; в этом г. началась реализация первого долгосрочного плана электрификации страны (ГОЭЛРО), подготовленного по инициативе основателя Советского государства В.И. Ленина. План ГОЭЛРО предусматривал сооружение в течение 10-12 лет 30 электростанций общей мощностью 1740 МВт (эл.) и был выполнен в 1931 г.
С вводом в эксплуатацию в СССР в 1954 г. первой в мире промышленной атомной электростанции мощностью 5 МВт в г. Обнинске началась эра атомной энергетики. Источником производства электроэнергии стало расщепление ядер урана.
Опыт эксплуатации первых АЭС показал реальность и надежность ядерно-энергетической технологии для промышленного производства электроэнергии. Развитые индустриальные страны приступили к проектированию и строительству АЭС с реакторами разных типов. К 1964 г. суммарная мощность АЭС в мире выросла до 5 млн. кВт.
С этого времени началось стремительное развитие атомной энергетики, которая, внося все более значимый вклад в общее производство электроэнергии в мире, стала новой многообещающей энергетической альтернативой. Условия развития атомной энергетики были крайне благоприятны, причем экономические показатели АЭС также вселяли оптимизм, АЭС уже могли успешно конкурировать с ТЭС.
Атомная энергетика позволяла уменьшить потребление органического топлива и резко сократить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду от ТЭС.
Развитие атомной энергетики базировалось на сформировавшемся энергетическом секторе военно-промышленного комплекса – достаточно хорошо освоенных промышленных реакторах и реакторах для подводных лодок с использованием уже созданного для этих целей ядерного топливного цикла (ЯТЦ), приобретенных знаниях и значительном опыте. Атомная энергетика, имевшая огромную государственную поддержку, успешно вписалась в существующую энергетическую систему с учетом присущих этой системе правил и требований.
Проблема энергетической безопасности, обострившаяся в 70-е гг. ХХ в. в связи с энергетическим кризисом, вызванным резким повышением цен на нефть, зависимостью ее поставки от политической обстановки, заставила многие страны пересмотреть свои энергетические программы. Развитие атомной энергетики, уменьшая потребление органического топлива, снижает энергетическую зависимость стран, не имеющих или имеющих ограниченные собственные топливно-энергетические ресурсы, от их ввоза и укрепляет энергетическую безопасность этих стран.
В процессе быстрого развития атомной энергетики из двух основных типов энергетических ядерных реакторов – на тепловых и быстрых нейтронах – наибольшее распространение в мире получили реакторы на тепловых нейтронах.
Разработанные разными странами типы и конструкции реакторов с разными замедлителями и теплоносителями стали основой национальной ядерной энергетики. Так, в США основными стали водо-водяные реакторы под давлением и кипящие реакторы, в Канаде – тяжеловодные реакторы на природном уране, в бывшем СССР – водо-водяные реакторы под давлением (ВВЭР) и уранографитовые кипящие реакторы (РБМК), росла единичная мощность реакторов. Так, реактор РБМК-1000 электрической мощностью 1000 МВт был установлен на Ленинградской АЭС в 1973 г. Мощность крупных АЭС, например Запорожской АЭС (Украина), достигла 6000 МВт.
Учитывая, что блоки АЭС работают практически с постоянной мощностью, покрывая базовую часть суточного графика нагрузок объединенных энергосистем, параллельно с АЭС в мире строились высокоманевренные ГАЭС для покрытия переменной части графика и закрытия ночного провала в графике нагрузок.
Высокие темпы развития атомной энергетики не соответствовали уровню ее безопасности. На основании опыта эксплуатации объектов атомной энергетики, возрастающего научно-технического понимания процессов и возможных последствий возникла необходимость пересмотра технических требований, что вызывало увеличение капвложений и эксплуатационных затрат.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Кафедра российской истории
КУХОРЕВ ВИТАЛИЙ СЕРГЕЕВИЧ
Развитие атомной энергетики в СССР. Ликвидация последствий аварии на Чернобыльской АЭС
по курсу "Историческая география"
по направлению подготовки 46.03.01 "История"
студента 2 курса, группы 5202-460301D
Тюрин Вадим Александрович
СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В СССР (1921-1991 гг.)
«Жизнь человека не вечна,
но наука и знания
академик И.В. Курчатов
Двадцатый век прошел под знаком освоения энергии нового вида, заключенной в ядрах атомов, и стал веком ядерной физики. Эта энергия многократно превышает энергию топлива, применявшуюся человечеством в течение всей его истории.
Исследования в области ядерной физики велись в Советском государстве еще в довоенные годы В 1921 г. у Государственный ученый совет Наркомпроса учредил при Академии наук Радиевую лабораторию (позже — Радиевый институт), заведующим которой стал В.Г. Хлопин. В 1933 г. у в Ленинграде была проведена I Всесоюзная конференция по ядерной физике, которая дала мощный толчок дальнейшим исследованиям. В 1935 г. у в Радиевом институте, на первом в Европе циклотроне был получен первый пучок ускоренных протонов. В 1939 г. Я.Б. Зельдович, Ю.Б. Харитон, А.И. Лейпунский обосновали возможность протекания в уране цепной ядерной реакции деления. А в сентябре 1940 г. Президиумом Академии наук СССР была утверждена программа работ по изучению реакций деления урана.
Таким образом, к концу 1940 г. ученые располагали важными теоретическими и экспериментальными открытиями в области ядерной физики, что позволило выдвинуть обширную программу исследований в этом направлении. Оказалось, что атом урана можно расщепить на две части. При этом освобождается огромное количество энергии. Кроме того, в процессе расщепления выделяются нейтроны, которые в свою очередь могут расщепить другие атомы урана и вызвать цепную ядерную реакцию. Ядерная реакция деления урана весьма эффективна и далеко превосходит самые бурные химические реакции. Сравним атом урана и молекулу взрывчатого вещества – тринитротолуола (тротила). При распаде молекулы тротила выделяется 10 электронвольт энергии, а при распаде ядра урана – 200 млн. электрон-вольт, т. е. в 20 млн. раз больше.
Эти открытия произвели в научном мире сенсацию: в истории человечества не было научного события, более значительного по своим последствиям, чем проникновение в мир атома и овладение его энергией. Ученые понимали, что главное ее предназначение – производство электроэнергии и применение в других мирных направлениях.
Её пуск ознаменовал начало новой эры — эры атомной энергетики. Г. спустя, в 1955 г. советские ученые рассказали на 1-й Международной конференции по мирному использованию атомной энергии в Женеве о конструкционных особенностях АЭС и об опыте ее эксплуатации. Успешное строительство Первой АЭС стало возможным на базе созданной к тому времени в СССР атомной промышленности. Научное руководство большим коллективом советских ученых, конструкторов, инженеров, участвовавших в сооружении Первой АЭС, осуществлял выдающийся ученый и талантливый организатор академик И. В. Курчатов. Многие из его соратников и учеников продолжают успешно трудиться над развитием советской атомной энергетики. Первая АЭС по-прежнему работает и используется для проведения исследований и подготовки технических кадров. Рост атомной энергетики СССР характеризуется следующими основными этапами: через четыре г. после пуска Первой АЭС была сдана Сибирская АЭС электрической мощностью 100 МВт. Впоследствии ее мощность была доведена до 600 МВт (эл.). Затем дали промышленный ток Белоярская, Ново-Воронежская, Кольская, Ленинградская, Армянская и другие АЭС. На 1979 г. установленные энергетические атомные мощности СССР составляли около 12 ООО МВт (эл.). Для сравнения приведем рост мощностей всех электростанций СССР начиная с 1921 г.; в этом г. началась реализация первого долгосрочного плана электрификации страны (ГОЭЛРО), подготовленного по инициативе основателя Советского государства В.И. Ленина. План ГОЭЛРО предусматривал сооружение в течение 10-12 лет 30 электростанций общей мощностью 1740 МВт (эл.) и был выполнен в 1931 г.
С вводом в эксплуатацию в СССР в 1954 г. первой в мире промышленной атомной электростанции мощностью 5 МВт в г. Обнинске началась эра атомной энергетики. Источником производства электроэнергии стало расщепление ядер урана.
Опыт эксплуатации первых АЭС показал реальность и надежность ядерно-энергетической технологии для промышленного производства электроэнергии. Развитые индустриальные страны приступили к проектированию и строительству АЭС с реакторами разных типов. К 1964 г. суммарная мощность АЭС в мире выросла до 5 млн. кВт.
С этого времени началось стремительное развитие атомной энергетики, которая, внося все более значимый вклад в общее производство электроэнергии в мире, стала новой многообещающей энергетической альтернативой. Условия развития атомной энергетики были крайне благоприятны, причем экономические показатели АЭС также вселяли оптимизм, АЭС уже могли успешно конкурировать с ТЭС.
Атомная энергетика позволяла уменьшить потребление органического топлива и резко сократить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду от ТЭС.
Развитие атомной энергетики базировалось на сформировавшемся энергетическом секторе военно-промышленного комплекса – достаточно хорошо освоенных промышленных реакторах и реакторах для подводных лодок с использованием уже созданного для этих целей ядерного топливного цикла (ЯТЦ), приобретенных знаниях и значительном опыте. Атомная энергетика, имевшая огромную государственную поддержку, успешно вписалась в существующую энергетическую систему с учетом присущих этой системе правил и требований.
Проблема энергетической безопасности, обострившаяся в 70-е гг. ХХ в. в связи с энергетическим кризисом, вызванным резким повышением цен на нефть, зависимостью ее поставки от политической обстановки, заставила многие страны пересмотреть свои энергетические программы. Развитие атомной энергетики, уменьшая потребление органического топлива, снижает энергетическую зависимость стран, не имеющих или имеющих ограниченные собственные топливно-энергетические ресурсы, от их ввоза и укрепляет энергетическую безопасность этих стран.
В процессе быстрого развития атомной энергетики из двух основных типов энергетических ядерных реакторов – на тепловых и быстрых нейтронах – наибольшее распространение в мире получили реакторы на тепловых нейтронах.
Разработанные разными странами типы и конструкции реакторов с разными замедлителями и теплоносителями стали основой национальной ядерной энергетики. Так, в США основными стали водо-водяные реакторы под давлением и кипящие реакторы, в Канаде – тяжеловодные реакторы на природном уране, в бывшем СССР – водо-водяные реакторы под давлением (ВВЭР) и уранографитовые кипящие реакторы (РБМК), росла единичная мощность реакторов. Так, реактор РБМК-1000 электрической мощностью 1000 МВт был установлен на Ленинградской АЭС в 1973 г. Мощность крупных АЭС, например Запорожской АЭС (Украина), достигла 6000 МВт.
Учитывая, что блоки АЭС работают практически с постоянной мощностью, покрывая базовую часть суточного графика нагрузок объединенных энергосистем, параллельно с АЭС в мире строились высокоманевренные ГАЭС для покрытия переменной части графика и закрытия ночного провала в графике нагрузок.
Высокие темпы развития атомной энергетики не соответствовали уровню ее безопасности. На основании опыта эксплуатации объектов атомной энергетики, возрастающего научно-технического понимания процессов и возможных последствий возникла необходимость пересмотра технических требований, что вызывало увеличение капвложений и эксплуатационных затрат.
Среди них: ядерная медицина, сверхпроводники, композитные материалы, квантовые вычисления, суперкомпьютеры
Начало использования энергии атома
СССР и США задумывались и об ином использовании атома. Оба государства приступили к исследованиям и испытаниям возможности его применения для выработки энергии в конце 1940-х годов. Во главе коллектива разработчиков СССР стоял уже упомянутый Курчатов. Именно советской Обнинской АЭС было суждено стать первой на Земле атомной электростанцией, подключенной к электросети.
В 1957 году Курчатов во время своего визита в Англию призвал учёных всего мира работать по направлениям мирного использования энергии атома. Он продвигал эту идею и в Советском Союзе: в 1958 году была введена в эксплуатацию Сибирская АЭС, через 8 лет — Белоярская имени Курчатова и Нововоронежская имени 50-летия СССР. Последние две существуют и по сей день.
Значительное влияние на развитие отрасли оказала II Международная конференция по мирному использованию атомной энергии. Она состоялась в Женеве в 1958 году. Советские академики, доктора наук, профессора представили свыше 200 докладов.
16 июля 1973 года ввели в эксплуатацию энергетический реактор на быстрых нейтронах в г. Шевченко. В установке БН-350 была применена трехконтурная схема охлаждения реактора. Тепловая мощность — 1000 МВт. В 1978 году ученые, участвовавшие в разработке, пуске и эксплуатации БН-350, получили Государственную премию СССР. 1974-й год ознаменован новыми успехами в сфере атомной энергетики — запущен первый реактор Ленинградской АЭС. В 1960-х-1970-х гг. Советский Союз построил атомные установки в странах Восточной Европы, Африки и Азии.
В настоящее время в России функционируют более 400 предприятий и организаций, относящихся к атомной отрасли. В них заняты более 300 тыс. человек. Атомная промышленность динамично развивается.
Началом работ по делению ядра в СССР можно считать 1920-е годы. В ноябре 1921 года был основан Государственный физико-технический рентгенологический институт, который более трех десятилетий возглавлял академик Абрам Иоффе. С началом 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений отечественной физической науки.
Началом работ по делению ядра в СССР можно считать 1920-е годы.
В ноябре 1921 года был основан Государственный физико технический рентгенологический институт (в дальнейшем Ленинградский физико-технический институт (ЛФТИ), ныне Физико технический институт им. А. Ф. Иоффе Российской академии наук), который более трех десятилетий возглавлял академик Абрам Иоффе. С началом 1930-х годов ядерная физика становится одним из основных направлений отечественной физической науки.
Для быстрого развития ядерных исследований Абрам Иоффе приглашает в свой институт способных молодых физиков, среди которых был и Игорь Курчатов, возглавивший с 1933 года отдел ядерной физики, созданный в ЛФТИ.
К решению вопроса о возобновлении в СССР прерванных войной работ по проблеме урана были причастны три ведомства: Народный Комиссариат Внутренних Дел (НКВД), Главное Разведывательное Управление (ГРУ) Генштаба Красной Армии и аппарат уполномоченного Государственного комитета обороны (ГКО).
На этом этапе решающую роль сыграли данные разведки. Итогом первого этапа было осознание важности и реальности создания атомной бомбы.
9 апреля 1946 года было принято закрытое постановление Совета Министров СССР о создании конструкторского бюро (КБ 11) при Лаборатории N 2 АН СССР для разработки конструкции атомной бомбы. Начальником КБ 11 был назначен Павел Зернов, главным конструктором - Юлий Харитон. Сверхсекретный объект был размещен в 80 км от Арзамаса на территории бывшего Саровского монастыря (ныне это Российский Федеральный ядерный центр ВНИИ Экспериментальной физики).
В 1946 году советский атомный проект перешел в промышленную стадию, в ходе которой, в основном на Урале, были созданы предприятия и комбинаты по производству ядерноделящегося материала.
К январю 1949 года был отработан весь комплекс конструкторских вопросов по РДС 1 (такое условное наименование получила первая атомная бомба). В прииртышской степи, в 170 км от города Семипалатинска был построен испытательный комплекс Учебный полигон № 2 Министерства обороны СССР. В мае 1949 года на полигон прибыл Курчатов; он руководил испытаниями. 21 августа 1949 года основной заряд прибыл на полигон. В 4 часа утра 29 августа атомная бомба была поднята на испытательную башню высотой 37,5 м. В 7 часов утра состоялось первое испытание советского атомного оружия. Оно было успешным.
В 1946 году в СССР начались работы над термоядерным (водородным) оружием.
Секретный завод
Советская атомная промышленность ведет отсчет своего рождения от 20 августа 1945 года, когда Государственный комитет обороны СССР принял решение о создании Первого Главного Управления для руководства всеми работами по урану. Причем еще до начала испытаний атомной бомбы советские ученые задумались о мирном применении атомной энергии и начали исследовать возможность строительства электростанции на ядерном топливе.
Строительство началось в 1950 году под Москвой в условиях строжайшей секретности, чтобы не привлекать внимание потенциальных противников.
В результате спустя четыре года — в мае 1954 года — был запущен реактор, а в июне того же года Обнинская атомная электростанция дала первый промышленный ток в систему Мосэнерго, открыв дорогу использованию атомной энергии в мирных целях. Однако с мощностью в 5 мегаватт она не играла серьезной роли в энергообеспечении страны. Пуск первой в мире АЭС, подключенной к электросети, был стратегической задачей и впоследствии она стала базой для новейших разработок.
Энергия распада ядра
В основе работы обычного ядерного реактора лежит выделение энергии при распаде радиоактивных изотопов — как правило, урана. Высвобождающиеся при распаде ядер нейтроны запускают цепной механизм реакций в соседних атомах, что обеспечивает поддержание непрерывной работы установки.
Первый в истории ядерный взрыв был произведен летом 1945 году в пустыне Аламогордо в США. Спустя четыре года атомную бомбу на Семипалатинском полигоне впервые испытал СССР.
Только после решения оборонных задач, советские ученые получили возможность использовать ядерные технологии в мирных целях. Наиболее перспективным применение ядерных технологий считается в электроэнергетике, где мирный атом обеспечивает доступ к практически универсальному источнику энергии. Важнейшим условием развития таких технологий является безопасность.
Читайте также: