Ядерная инженерия

Прикладная наука

Ядерная инженерия — это инженерная дисциплина, занимающаяся проектированием и применением систем, использующих энергию, выделяемую в результате ядерных процессов. ^{[1] [2]} Наиболее известным применением ядерной техники является производство электроэнергии. Во всем мире около 440 ядерных реакторов в 32 странах производят 10 процентов мировой энергии посредством ядерного деления . ^[3] Ожидается, что в будущем ядерный синтез добавит еще один ядерный способ получения энергии. ^[4] В обеих реакциях используется энергия связи ядра, высвобождающаяся при разделении атомных нуклонов (деление) или сближении (синтез). Доступная энергия определяется кривой энергии связи , и ее количество намного больше, чем количество, вырабатываемое в результате химических реакций. Деление 1 грамма урана дает столько же энергии, сколько сжигание 3 тонн угля или 600 галлонов мазута ^[5] без добавления углекислого газа в атмосферу. ^[6]

Чем занимаются инженеры-ядерщики

Инженеры-атомщики работают в таких областях, как: ^{[7] [8] [9]}

• Проектирование ядерного реактора, которое эволюционировало от концепции « доказательства» реакторов 1950-х и 1960-х годов ^[10] до поколений II , III и IV поколений .
• Теплогидравлика и теплообмен . На типичной атомной электростанции тепло генерирует пар, который приводит в движение паровую турбину и генератор, производящий электроэнергию.
• Материаловедение в связи с применением ядерной энергетики
• Управление ядерным топливным циклом , в котором расщепляющийся материал получается, превращается в топливо , удаляется при истощении и безопасно хранится или перерабатывается .
• Ядерные силовые установки , в основном для военных кораблей, но были концепции для самолетов и ракет. Ядерная энергия используется в космосе с 1960-х годов.
• Физика плазмы , которая является неотъемлемой частью развития термоядерной энергетики.
• Разработка и управление оружием
• Генерация радионуклидов , имеющих применение в промышленности, медицине и многих других областях.
• Управление ядерными отходами
• Физика здоровья
• Ядерная медицина и медицинская физика
• Здоровье и безопасность
• Приборостроение и контрольно-измерительная техника
• Технологическое проектирование
• Управление проектом
• Проектирование качества
• Работа реактора ^[11]
• Ядерная безопасность (обнаружение тайных ядерных материалов) ^[12]
• Ядерная инженерия даже играет роль в уголовных расследованиях ^[13] и сельском хозяйстве. ^[14]

В атомной промышленности также работают многие инженеры -химики , электрики , механики и другие инженеры, а также многие ученые и вспомогательный персонал. В США около 100 000 человек непосредственно работают в атомной отрасли. С учетом рабочих мест во вторичном секторе число людей, получивших поддержку от атомной промышленности США, составляет 475 000 человек. ^[15]

История атомной энергетики

Можно утверждать, что ядерная техника зародилась в 1938 году с открытием ядерного деления. ^[16] Однако с инженерной точки зрения применения науки для создания чего-то нового более подходящим началом может быть 1942 год, когда Чикагская свая-1 (CP-1) начала работать в Чикагском университете в рамках Манхэттенского проекта . Первый искусственный ядерный реактор, CP-1, был разработан группой физиков, которые были обеспокоены тем, что нацистская Германия также может попытаться создать бомбу на основе ядерного деления. (Самая ранняя известная ядерная реакция на Земле произошла естественным путем 1,7 миллиарда лет назад в Окло, Габон, Африка.) Второй искусственный ядерный реактор, графитовый реактор Х-10 , также был частью Манхэттенского проекта, как и плутониевый реактор. -производящие реакторы Хэнфордского инженерного завода .

Первым ядерным реактором, вырабатывавшим электроэнергию, был Экспериментальный реактор-размножитель I ( EBR -I), который работал недалеко от Арко, штат Айдахо, в 1951 году ^. исследовательский реактор серии BORAX на короткое время снабжал электроэнергией город Арко в 1955 году.

Первой коммерческой атомной электростанцией, построенной для подключения к электрической сети, является Обнинская АЭС , начавшая работу в 1954 году. Второй, судя по всему, является Шиппортская АЭС , производившая электроэнергию в 1957 году.

Краткую хронологию, от открытия урана до наших дней, см. в «Очерке истории ядерной энергетики» или « Истории ядерной энергетики» .

См. «Список коммерческих ядерных реакторов» для получения полного списка ядерных энергетических реакторов и Информационную систему энергетических реакторов МАГАТЭ (PRIS) для получения статистики по производству ядерной энергии на мировом и страновом уровне.

Где работают атомщики

В США инженеры-ядерщики работают следующим образом: ^[18]

• Производство электроэнергии 25%
• Федеральное правительство 18%
• Научные исследования и разработки 15%
• Инженерные услуги 5%
• Производство 10%
• Другие направления 27%

Во всем мире перспективы трудоустройства для инженеров-ядерщиков, вероятно, лучше всего в тех странах, которые активно занимаются ядерными технологиями или ^{исследуют их .}

Школы и обучение ядерной инженерии

К организациям, которые проводят обучение и подготовку в области ядерной техники, относятся следующие:

Атомно-технические организации

• Американское ядерное общество
• Азиатская сеть образования в области ядерных технологий (ANENT) https://www.iaea.org/services/networks/anent
• Канадская ядерная ассоциация
• Китайское ядерное общество
• Международное агентство по атомной энергии
• Международное энергетическое агентство (МЭА)
• Японский атомно-промышленный форум (JAIF)
• Корейское агентство по ядерной энергии (KNEA)
• Латиноамериканская сеть образования в области ядерных технологий (LANENT) https://www.iaea.org/services/networks/lanent
• Совет по минералам Австралии
• Ядерная Европа
• Ядерный институт
• Институт ядерной энергии (НИЭ)
• Ассоциация ядерной промышленности Южной Африки (NIASA)
• Консорциум образования в области ядерных технологий https://www.ntec.ac.uk/
• Агентство по ядерной энергии ОЭСР (АЯЭ)
• Региональная сеть образования и подготовки кадров в области ядерных технологий (STAR-NET) https://www.iaea.org/services/networks/star-net
• Всемирная ядерная ассоциация
• Всемирный институт ядерного транспорта

Смотрите также

• Атомная энергетика
• Атомная физика
• Чернобыльская ядерная катастрофа
• Ядерная катастрофа на Фукусиме
• Международная шкала ядерных событий
• Список книг по ядерным вопросам
• Списки ядерных катастроф и радиоактивных происшествий
• Список ядерных реакторов
• Список атомных электростанций
• Политика ядерной энергетики
• Ядерное топливо
• Безопасность ядерной критичности
• Ядерный материал
• Ядерная физика
• Атомная энергия
• Технология ядерных реакторов
• Ядерный ренессанс
• Техника безопасности
• Теплогидравлика
• Пилотная установка по изоляции отходов

Рекомендации

1. «Ядерная энергетика, будущее». Ядерные новости . Американское ядерное общество . Проверено 21 апреля 2023 г.
2. «Атомная энергетика». Британника . Проверено 19 апреля 2023 г.
3. «Атомная энергетика в современном мире». Всемирная ядерная ассоциация . Проверено 6 апреля 2023 г.
4. Томпсон, Джесс. «Когда нам ожидать ядерного синтеза?». Newsweek . Проверено 6 апреля 2023 г.
5. «Энергия ядерного деления». Лоуренс Ливермор . Проверено 6 апреля 2023 г.
6. «Атомная энергетика и окружающая среда». ОВОС . Управление энергетической информации США . Проверено 7 апреля 2023 г.
7. Мартин и Борнштейн. «Атомная энергетика». Британника . Проверено 6 апреля 2023 г.
8. "Профиль работы инженера-ядерщика | Prospects.ac.uk" . www.prospects.ac.uk . Проверено 13 декабря 2019 г.
9. «Что делают инженеры-ядерщики» . Справочник по профессиональным перспективам . Бюро статистики труда США . Проверено 16 апреля 2023 г.
10. Гольдберг и Рознер. «История реакторных поколений». Американская академия искусств и наук . Проверено 9 апреля 2023 г.
11. «Эксплуатация и техническое обслуживание атомных электростанций». МАГАТЭ . 13 апреля 2016 года . Проверено 9 апреля 2023 г.
12. «Экологическое обнаружение тайных программ создания ядерного оружия» (PDF) . Массачусетский технологический институт . Проверено 21 апреля 2023 г.
13. «Ядерные методы помогают раскрывать преступления». ОВОС . 23 декабря 2003 года . Проверено 7 апреля 2023 г.
14. «5 невероятных способов, которыми ядерная энергия влияет на нашу жизнь» . Energy.gov.ru . Министерство энергетики США . Проверено 6 апреля 2023 г.
15. «Работа». НЭИ . Проверено 9 апреля 2023 г.
16. «Открытие деления». Манхэттенский проект: интерактивная история . Министерство энергетики США . Проверено 7 апреля 2023 г.
17. «Первая в мире атомная электростанция». Национальная инженерная лаборатория Айдахо . Министерство энергетики США . Проверено 7 апреля 2023 г.
18. Таунсенд, LW; Брэди, Л.; Линдегард, Дж.; Холл, HL; МакЭндрю-Бенавидес, Э.; Постон, JW (2022). «Рабочая сила ядерной инженерии в США». Журнал прикладной клинической медицинской физики . 23 (Приложение 1): e13808. дои : 10.1002/acm2.13808. ПМЦ 9880971 . ПМИД  36305037. 
19. «Отчет Австрии JRC» (PDF) . МАГАТЭ . Проверено 10 апреля 2023 г.
20. «Опыт создает безопасность» . Ядерная инженерия Зиберсдорф . Проверено 10 апреля 2023 г.
21. «Техническое сотрудничество МАГАТЭ в Африке» (PDF) . Проверено 19 апреля 2023 г.
22. «Азиатская сеть МАГАТЭ по образованию в области ядерных технологий (ANENT)» . МАГАТЭ . 18 апреля 2019 года . Проверено 19 апреля 2023 г.
23. «Программа технической коммуникации МАГАТЭ» (PDF) . МАГАТЭ . Проверено 19 апреля 2023 г.
24. «Ядерная инженерия помогает создавать технологии будущего» . UNSW Сидней . Проверено 19 апреля 2023 г.
25. «Австрия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
26. «Отдел ядерной техники». Университет Дакки . Проверено 19 апреля 2023 г.
27. "Кафедра ядерной физики". Белорусский университет . Проверено 19 апреля 2023 г.
28. «Бельгия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
29. "Болгария". ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
30. «Хорватия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
31. «Кипр». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
32. "Чехия". ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
33. «Дания». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
34. «Эстония». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
35. «Финляндия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
36. «Франция». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
37. «Германия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
38. «Греция». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
39. «Венгрия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
40. _ خبرگزاری ایلنا (на персидском языке). 2 августа 2023 г. Проверено 2 августа 2023 г.
41. ". ایمنا (на персидском языке). 22.11.2020 . Проверено 2 августа 2023 г.
42. «Ирландия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
43. «Италия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
44. "Латвия". ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
45. "Литва". ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
46. «Люксембург». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
47. «БАКАЛАВРИАТ ИНЖЕНЕРИИ (ЯДЕРНОЙ ТЕХНИКИ)» . УТМ Факультет химической и энергетической инженерии . Проверено 19 мая 2023 г.
48. "Университет Технологии Малайзии (UTM)" . Реестр квалификаций Малайзии . Проверено 19 мая 2023 г.
49. «Мальта». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
50. «Нидерланды». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
51. «Польша». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
52. «Португалия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
53. "Румыния". ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
54. «Словакия». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
55. «Словения». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
56. «Испания». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
57. «Швеция». ЕВРОСОЮЗ . Проверено 19 апреля 2023 г.
58. «Университеты». Ядерный институт . Проверено 19 апреля 2023 г.
59. "Руководители отделов ядерной энергетики". НЕДХО . Проверено 19 апреля 2023 г.

дальнейшее чтение

• Эш, Милтон, «Кинетика ядерного реактора», МакГроу-Хилл, (1965)
• Крэйвенс, Гвинет. Сила спасти мир (2007)
• Гауинг, Маргарет. Великобритания и атомная энергия, 1939–1945 (1964).
• Гоуинг, Маргарет и Лорна Арнольд. Независимость и сдерживание: Великобритания и атомная энергия, Том. I: Разработка политики, 1945–52 ; Том. II: Реализация политики, 1945–52 (Лондон, 1974 г.)
• Джонстон, Шон Ф. «Создание канадской профессии: инженер-ядерщик, 1940–68», Canadian Journal of History, зима 2009 г., Vol. 44 Выпуск 3, стр. 435–466.
• Джонстон, Шон Ф. «Внедрение дисциплины: академическая траектория ядерной энергетики в США и Великобритании», Minerva, 47 (2009), стр. 51–73.

Внешние ссылки

• Производство электроэнергии из коммерческой атомной энергетики
• Факультет ядерной инженерии Университета Хаджеттепе
• Международный журнал «Ядерная инженерия»
• Информационные ресурсы по ядерной безопасности
• Технический журнал по ядерной науке и технике
• Журнал открытого доступа «Наука и технология ядерных установок»