Физические основы получения атомной энергии [Виктор Александрович Михайлов] (fb2) читать постранично

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ

ВВЕДЕНИЕ

Энергия — это мера физического движения материи во всех ее формах. Соответственно многообразию форм движения материи, имеющихся в природе, существуют различные формы или виды энергии: механическая, тепловая, химическая, электрическая и т. д.

Во всех бесконечно разнообразных явлениях природы энергия не создается и не исчезает, а лишь превращается из одной формы в другую в полном соответствии с законом сохранения и превращения энергии. При горении каменного угля, нефти или газа скрытая химическая энергия топлива переходит в тепловую и световую энергию.

При работе гидроэлектростанции механическая энергия движущейся воды превращается в электрическую энергию, которая с помощью проводов передается в города и села за сотни километров. На месте потребления, то есть на фабриках и заводах, в колхозах и совхозах, в жилых домах и учреждениях электрическая энергия превращается в тепло, свет и другие виды энергии, совершая нужную нам работу.

Энергия играет большую роль во всей нашей жизни, она нужна в быту и на производстве. Без увеличения выработки и потребления энергии невозможно развитие промышленности, сельского хозяйства, науки и культуры. Вот почему открытие новых источников энергии и способов ее использования, выявляя новые возможности для развития производительных сил, всегда способствовало прогрессу человеческого общества.

Изобретение И. Ползуновым, а затем Д. Уаттом универсальной паровой машины, способной в любое время и в любом месте превращать химическую энергию топлива в механическое движение, явилось началом промышленной революции, означавшей коренной перелом в развитии человеческого общества. Благодаря применению паровой машины энергия топлива получила широкое распространение в промышленности и на транспорте, обеспечивая их развитие. Затем на помощь паровой машине пришел двигатель внутреннего сгорания. Наконец во второй половине XIX столетия потребности развивающегося общества привели к овладению наиболее универсальной формой энергии — электрической энергией.

Непрерывно расширяющееся применение электрической энергии является характерной чертой современного производства. Электрическую энергию можно производить, используя энергию воды и ветра, сжигая малоценные сорта топлива на месте потребления, а затем передавая ее по проводам к месту потребления. Огромное значение придавал электричеству великий Ленин, рассматривавший электрификацию страны как техническую базу коммунизма: «Коммунизм — это есть Советская власть плюс электрификация всей страны». Под электрификацией В. И. Ленин понимал не изолированное построение отдельных электростанций, а постепенный перевод хозяйства страны, в том числе и земледелия, на новую техническую базу, на техническую базу современного крупного производства. По инициативе В. И. Ленина был составлен Государственный план электрификации России (план ГОЭЛРО), который давно уже перевыполнен. Большая программа дальнейшей электрификации страны в соответствии с директивами XX съезда КПСС выполняется в настоящее время: общая мощность тепловых электростанций в шестой пятилетке вырастет в 2,2 раза, а мощность гидроэлектростанций — в 2,7 раза.

Развитие человеческого общества характеризуется непрерывно растущим потреблением энергии. За последние сто лет мир использовал количество энергии, равное примерно половине того, которое было потреблено человечеством в течение первых восемнадцати столетий нашей эры. На протяжении последних десятилетий наблюдается дальнейший рост производства и потребления энергии.

Статистика показывает, что производство энергии в СССР и в других странах социалистического лагеря растет гораздо быстрее, чем в странах капитализма. К концу XX столетия производство и потребление энергии в странах социализма должно вырасти по сравнению с настоящим временем примерно в 100 раз.

По данным Международной научно-технической конференции, состоявшейся в августе 1955 г. в Женеве, ежегодное производство и потребление энергии на Земле должно к 2000 г. вырасти в среднем в 8 раз. Учитывая неизбежность кризисов и экономических потрясений в странах капитала, можно предполагать, что потребление энергии в этих странах увеличится за это время примерно в 3 раза.

Основным источником энергии в настоящее время служит топливо — уголь, нефть, торф и природный газ, за счет которого покрывается около 80% мировой потребности энергии. Только 1,5% всей потребности в энергии удовлетворяется гидроэлектростанциями. Производство гидроэлектроэнергии значительно возрастет к 2000 г., но все же составит не более 15% всей потребности. Если же рост потребности в энергии удовлетворять за счет топлива, то потребуется ежегодно сжигать