ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) Атомная электростанция. Начало атомной энергетике было положено 27 июня 1954 г. пуском в Советском Союзе первой атомной электростанции мощностью 5000 кет. Сооружение первенца атомной энергетики явилось триумфом отечественной науки и техники, результатом громадного труда учёных, инженеров и рабочих нашей страны. В настоящее время в СССР продолжается работа по созданию атомных электростанций. Так, например, завершается строительство двух мощных электростанций, работающих на ядерном топливе (Белоярская имени И. В. Курчатова и Ново-Воронежская).
В первой атомной электростанции Академии наук СССР применён уран-графитовый реактор, окружённый слоем воды (толщиной 1 м) и бетона (3 м). Внутри реактора размещены стальные тонкостенные трубки (общей длиной до 7 м)ч по которым протекает дистиллированная вода. При работе реактора вода нагревается до 260—270° С под давлением 100 атм (при данном давлении вода не доведена до кипения). Далее вода поступает в теплообменник, где отдаёт часть своей внутренней энергии воде второго контура, и с помощью насоса вновь поступает в реактор. Вода второго контура в теплообменнике превращается в пар, который поступает в паровую турбину. Турбина приводит в движение электрический генератор. Второй контур также замкнут: после турбины пар попадает в конденсатор, где превращается в воду, затем очищается от примесей и после этого очищенная вода вновь поступает в теплообменник. Направление движения воды в контурах таково, что в теплообменнике вода обоих контуров движется навстречу друг другу,
Разделение контуров воды необходимо из-за того, что в первом контуре вода при прохождении через реактор становится радиоактивной. Во втором же контуре вода и пар не обладают радиоактивностью, поэтому у турбины и других сооружений станции нет радиоактивных излучений.
Принципиальная схема паросиловой установки с атомным котлом изображена на рисунке 33.
Расход ядерного горючего на станции за сутки составляет 30 г урана (на обычной станции такой же мощности потребляется примерно 100 т угля в сутки), паропроизводительность станции — 40 т пара в час, коэффициент полезного действия — 15-17%.
5. Перспектива развития ядерной энергетики в СССР в свете задач, поставленных Программой КПСС. Современную науку о строении атома называют атомной и ядерной физикой. Атомная физика охватывает вопросы строения атома (электронные оболочки, взаимодействие атомов), а ядерная физика — строение ядер атомов и ядерные реакции.
Атомная и ядерная физики — молодые науки, но и теперь уже их открытия положены в основу чрезвычайно важных практических применений (ядерная энергетика, применение радиоактивных изотопов и т. п.). А как широки перспективы, которые открываются в процессе дальнейшего развития этих наук!
В развитии современной науки об атоме и его ядре велика роль советских учёных И- В. Курчатова, J1. А. Арцимовича, Д. В. Скобельцина, С. Н. Вернова, Д. Д. Иваненко и других.
Все достижения советской науки дали возможность нашим учёным, инженерам, техникам и рабочим создать первую в мире атомную электростанцию, первый в мире атомный ледокол, добиться других крупнейших успехов в использовании атомной энергии в мирных целях.
В последнее время возникла новая, бурно развивающаяся область физики — физика элементарных частиц. В этой области колоссальное значение имеет дальнейшее развитие физики и техники ускорителей заряженных частиц.
Как уже говорилось, очень большие научно-исследовательские работы проводятся в СССР по управляемым термоядерным реакциям. Созданы первые советские установки для получения управляемых термоядерных реакций. Успешное решение этой задачи даст человечеству практически неисчерпаемый источник энергии.
Успехи в развитии ускорительной техники, в ядерной энергетике, в исследованиях по созданию управляемых термоядерных реакций дают все основания утверждать, что в Советском Союзе атомная энергия будет всё шире и шире применяться для решения грандиозных задач мирного строительства и что в ближайшее время мы будем свидетелями ещё более грандиозных и необычных открытий.
В Программе КПСС, принятой на историческом XXII съезде Коммунистической партии Советского Союза, в числе всех задач, стоящих перед нашим народом по созданию материально-технической базы коммунизма, записано: «По мере удешевления производства атомной энергии развернётся строительство атомных электростанций, особенно в районах с недостатком других источников энергии, расширится применение атомной энергии в мирных целях в народном хозяйстве, медицине, науке».
Такие грандиозные перспективы развития науки и ядерной энергетики возможны только в Советском государстве, а решение таких задач под силу только советскому народу, строящему коммунистическое общество.
«Коммунизм обеспечивает непрерывное развитие общественного производства и повышение производительности труда на основе быстрого научно-технического прогресса, вооружает человека самой совершенной и могущественной техникой, поднимает на огромную высоту господство людей над природой, даёт возможность всё больше и полнее управлять её стихийными силами. Достигается высшая ступень планомерной организации всего общественного хозяйства, обеспечивается наиболее эффективное и разумное использование материальных богатств и трудовых ресурсов для удовлетворения растущих потребностей членов общества» (Программа КПСС).
VII. ФИЗИКА И ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС
Взаимосвязь физики и техники. Физика играет огромную роль в развитии техники. В технике используют законы природы, открытые физикой; в машиностроении — законы механических явлений; в теплотехнике — законы тепловых явлений; в электротехнике и радиотехнике — законы электрических и магнитных явлений; в ядерной технике — законы физики атомного ядра.
История науки и техники раскрывает глубокую связь физики и техники. Физические открытия нередко служили толчком к коренным изменениям в технике и даже к возникновению новых отраслей её.
Так, открытие в XVII з. Галилеем и Гюйгенсом законов колебаний маятника преобразовало часовое дело. Открытие атмосферного давления привело к изобретению первых паровых машин. Открытие Фарадеем электромагнитной индукции привело к возникновению электротехники. Предсказанные теоретически Максвеллом и открытые экспериментально Герцем электромагнитные волны были применены А. С. Поповым для беспроволочной связи, что явилось началом радиотехники. Открытие деления нейтронами ядер урана привело к возникновению ядерной техники.
В свою очередь, и техника выдвигает перед физикой новые задачи и даёт физике необходимые технические средства для новых всё более сложных экспериментов.
Было время, когда техника в своём развитии опережала физику. Так, люди пользовались рычагом, не зная закона его действия, открытого Архимедом в III в. до н. э. Точно так же строители судов использовали на практике закон Архимеда задолго до его открытия. Средневековые мастера очков шлифовали оптические стёкла, не зная законов преломления света. Таким образом, практические потребности вынуждали людей использовать ещё непознанные законы природы и выдвигать перед наукой задачу познания этих законов. Но такое развитие техники без надлежащего научного обоснования возможно было тогда, когда техника могла опираться только на повседневный практический опыт людей.
По мере развития общества, общественного производства и науки техника всё более и более усложняется и нуждается в научном обосновании.
Теплотехника и электротехника уже во второй половине XIX столетия широко использовали законы тепловых и электромагнитных явлений для расчётов паровых машин, паровых турбин, двигателей внутреннего сгорания, генераторов электрического тока и электродвигателей. Радиотехника и электроника требуют ещё более глубокого научного обоснования и, в свою очередь, ставят перед наукой новые задачи.
Открытия в физике XX в. привели к таким глубоким изменениям в науке и технике, что ныне говорят о научно-технической революции. Это прежде всего относится к открытиям в области электронной и атомной физики. Изучение электронных явлений привело к использованию законов движения электронов
в электронных лампах, фотоэлементах, электронно-лучевых трубках, что вызвало революцию в радиотехнике и привело к возникновению автоматики и телевидения. Автоматизация же производства позволяет повысить производительность промышленных предприятий и значительно облегчить труд рабочих.
Развитие вакуумной и полупроводниковой электроники вызвало к жизни создание новых машин, выполняющих сложные логические операции, заменяющие уже не руки, а в ряде случаев мозг человека. Возникла новая область науки и техники — кибернетика.
Открытия в области атомной и ядерной физики увенчались практическим использованием ядерной энергии. Построенная в СССР в 1954 г. первая в мире атомная электростанция открыла эру мирного использования атомной энергии. На очереди встал вопрос об использовании в мирных целях управляемых термоядерных реакций.
«Управляемая термоядерная реакция,— говорил на XX съезде КПСС выдающийся советский физик академик И. В. Курчатов,— должка позволить получать энергию не за счёт её запасов, содержащихся в атомных ядрах редких элементов урана и тория, а за счёт образования гелия из широко распространённого в природе вещества — водорода».
«Решение этой труднейшей и величественной задачи навсегда сняло бы с человечества заботу о необходимых для его существования на Земле запасов энергии».
Решение проблемы управления термоядерными реакциями записано как одна из важнейших задач науки в Программе КПСС, принятой XXII съездОхМ КПСС.
Совсем недавно возникла новая область радиофизики и радиотехники— квантовая радиотехника. Используя так называемые квантовые законы, управляющие движением электронов в атомах, создатели этой новой области науки и техники построили приборы — квантовые генераторы и усилители. Эти приборы позволяют получать узкие пучки радио- и световых волн, передающие энергию на практически неограниченное расстояние.
Знание законов, управляющих поведением атомов и молекул, позволило получать искусственно новые материалы с заданными свойствами. В настоящее время умеют получать искусственным путём даже алмазы. Физика и химия дают возможность получать и такие вещества, которых не было ещё в природе. Искусственные синтетические материалы заменяют металлы, шерсть, хлопчатобумажные ткани и строительные материалы.
Успехи физики и химии позволили решить грандиозную научно-техническую задачу: начать освоение космоса человеком.
2. Задачи, поставленные Программой КПСС перед советскими физиками. Применение достижений науки в различных областях техники открывает огромные перспективы для развития
экономики и культуры. Вот почему наша партия придаёт огромное значение развитию науки. В Программе КПСС записано:
«Партия будет всемерно содействовать дальнейшему усилению роли науки в строительстве коммунистического общества, поощрять исследования, открывающие новые возможности в развитии производительных сил, широкому и быстрому внедрению в практику новейших научно-технических достижений, решительному подъёму экспериментальных работ, в том числе непосредственно на производстве, образцовой постановке научно-технической информации всестороннего изучения и распространения отечественного и зарубежного передового опыта. Наука станет в полной мере непосредственной производительной силой».
Придавая большое значение развитию науки, партия в своей программе выдвигает перед наукой важные задачи: «...разработка научных основ единой энергетической системы, открытие новых источников энергии и способов прямого преобразования тепловой, ядерной, солнечной и химической энергии в электрическую, решение проблемы управления термоядерными реакциями; разработка теории и принципов создания новых машин, автоматических и телемеханических систем, интенсивное развитие радиоэлектроники, разработка теоретических основ и технического совершенствования вычислительных, управляющих и информационных машин».
В решении этих задач существенную роль играет физика, которая глубоко проникла в современную технику.
Одной из важных особенностей физики является широкое применение её в различных областях науки. Современная физика принимает активное участие в решении такой сложной задачи, как выяснение сущности жизни и изыскание способов управления жизненными процессами. Программа КПСС намечает перед биологическими науками такие главные задачи:
«Интересы человечества выдвигают перед этими науками в качестве главных задач выяснение сущности явлений жизни, вскрытие биологических закономерностей развития органичен ского мира, изучение физики, химии живого, разработку различных способов управления жизненными процессами, в частности обменом веществ, наследственностью и направленным изменением организмов».
В решении этих задач огромное значение имеет физика. Новая область физической науки — биофизика — уже возникла и успешно развивается.
Наше время — время завоевания космоса. Создание советских искусственных спутников Земли открыло новую эру в истории человечества.
«Большие возможности, говорится в Программе КПСС, в открытии новых явлений и законов природы, в исследовании планет и Солнца создали искусственные спутники Земли и космические ракеты, позволившие человеку проникнуть в космос».
Реализация этих возможностей откроет перед наукой и человечеством новые горизонты.
В наше время, время бурного процесса развития науки и техники, с особой силой звучат пророческие слова гения человечества В. И. Ленина:
«Ум человеческий открыл много диковинного в природе и откроет ещё больше, увеличивая тем самым свою власть над ней». |
