A Aktywność źródła promieniotwórczego- liczba rozpadów danej substancji promieniotwórczej w jednostce czasu A-AN/AT [Bg]. AŃ-liczba rozpadających się jąder w czasie At.
B Bombą atomową to bomba o ładunku jądrowym należąca do broni masoweg) rażeni . budowa, rozmiary i masa zbliżone dr koiiwe jonalnej bomby lotniczej. Ładunek j ądrowy stanowi*, ibstancja rozszczepialna (uran 235 lub pluton 2. ~>). Do momentu wybuchu ładunek jądrowy jest podzielony na kilka części, każda o masie inni ej sn j odmasj krytycznej. Poszczególne części ładunku jądrowego umieszczone są w reflektorze neutronów, który 'Ogranicza wylot neutronów, zwiększa przychwytywanie rozszczepiającej się w wyniku reakcji termojądrowej substancji, a tym samym zwiększa moc wybuchu. Pod wpływem wybuchu zwykłego ładunku wybuchowe- go poszczególne części ładunku jądrowe- go łączą się w masę ponadkrytyczną, wywołującą natychmiastową łańcuchową reakcję jądrową i wybuch. Moc wybuchu bomby atomowej określa równoważnik trotylowy. Urządzenie zapłonowe bomba jądrowa składa się z mechanizmu o działaniu czasowym lub uderzeniowym, detonatora i ładunku materiału wybuchowego. Powloką bomby jądrowej wykonywana jest z twardego, trudno topliwego materiału, który zmniejsza w początkowym okresie reakcji jądrowej rozpadnięcie się ładunku, a przez to zwiększa jego wykorzystanie i moc wybuchu jądrowego. Bomby jądrowe dzieli się na bomby rozszczepi cni ów e i bomby termojądrowe a także neutronowe.
bomba atomowa (bomba A) - Bomba, w której wybuch zapalnika powoduje połączenie dwóch mas podkrytycznych materiału rozszczepialnego w masę krytyczną. Wywołana tym niekontrolowana reakcja łańcuchowa uwalnia olbrzymią ilość energii
bomba wodorowa (bomba H) - Bomba, w której w mieszaninie deuteru i trytu (izotopy wodoru) wywołuj* się niekontrolowaną syntezę termojądrową -rodłem wysokiej temperatury, czyli zapalnikiem rozpoczynającym fuzję jest wybuch bomby atomowej małej mocy. W tego rodzaju reakcji uwalnia się 30 razy więcej energii niż przy wybuchu tej samej wielkości bomby A
Biogaz -otrzymanie
Odchody zwierzęce, odpady pochodzenia
organicznego tj. słoma, liście buraczane i
ziemniaczana
Fermentacja metanowa - proces redukcji rozpadu
substancji ograniczonej przebiegający bez dostępu
powietrza. Proces posiada dwie razy faza
mezofilna (302-308) faza termofilna (325-328K).
Otrzymamy metan i CO2.
Warunki przebiegu fermentacji- uwodniony wsad — o k. 80%, brak dostępu powietrza, brak dostępu światła, temperatura 33-54C. słabo zasadowy odczyn pH ok7-8, wsad powinien zaweirrać związki azotu i CO2, duża powierzchnia gazowa, mała zawartość bezwodników kwasów, brak detergentów, antybiotyków i innych związków bakteryjnych. Czynnikiem korzystnym jest środowisko zasadowe 6,5-7,5 pH, które utrzymuje się samorzutnie, gdy proces fermentacji przebiera prawidłowo.
Baterie słoneczne; to zespoły fotoogniw połączonych tak, aby dawane przez nie napięcie zagadzało się ze standardem. W zależności od powierzchni ogniwa pracjują z mocą od kilkudziesięciu w zwyź. Zastosowanie: zasilanie automatycznych urządzeń jak znaki świetlne, satelity,/ w ekktrowaniach słonecznych/ używane są w miojscahc gdzie niedostępne są tradycyjne źródła prądu. Np. teleskopy. Elektrownie satelitarne- każdy satelita sztuczny jest zasilany własnymi bateriami słonecznymi o mocy wystarczającej do jego pracy. Brak atmosfery powraca wykorzystać większą ilośćcncrgii słonecznej, (atmosfera odbijają i pochłania)
Baterie słoneczne- baterie ogniw słonecznych, (bioelektrycznych, ognia te przetwarzają energię promieniowania słonecznego w energię elektryczną; materiał czynny baterii słonecznych stanowią półprzewodniki, sprawność baterii słonecznych nieznana przekracza 10%, bateria słoneczne stosuje się do zasilania w energię elektryczną aparaty i urządzenia kosmiczne oraz naziemne.
Biogaz- fermentacja metanowa: Beztlenowe, biochemiczny rozkład subst Organicznej bioreaktorze w określonych warunkach. Jej produkatami są: biogaz oraz pozaostałość stała o własnościach nawozowych Biomasa - masa materii organicznej zawarta w organ. Zwierzęcych lub roś L Wyrażana jest w jedn, Świeżej masy( naturalna masa organizmów) oraz suchej masy (masa bezwodna) Biomasa jako źródło energii: Spalanie biomasy w paleniskach; wstępna gazyfikacja, potem jpalanie tego gszu i otrzynurJc gazu pabiego( zasilenie nim silników spalinowych); wytwarzanie oleju opałowego z roślin oleistych; fermentacja alkoholowa trzciny cukrowej: wytworzenie alkoholu etylowego do paliw silnikowych; fermentacja metanowa odpadów z produkcji rolnej (wytworzenie biogazu) potem spalanie tego biogazu lub zasilanie silników spalinowych energet Wykorzysta. Gazu wyspiskowego.
Biomasa- materia organiczna, powstająca przez proces
fotosyntezy
Sposoby otrzymania l pozyskania:
Odpady przy produkcji i przetwarzaniu produktów
roślinnych w rolnictwie, przemyśle drzewnym iRośliny hodowlane do celów energetycznych na
specjalnych plantacjach
Odchody zwierzęce na farmach hodowlanych
Odchody komunalne
Biomasa może być belowana, rozdrobniona,
brykietowana, zagazowana, upłynniana itd. Budowa siłowni wiatrowej: składa się z szeregu wiatraków ustawionych zwykle na płaskim, rozległym terenie o stabilnej sytuacji wiatrowej. Wiatraki mają możliwość obracania się czołem do wiatru. Polać zaone są ze stacją transformatorową i rozdzielną
C Charakterystyczne wiatry. Monsun, wiatry spadowe(halnyX pustynne, bryza.
Ciepło- sposób przekazywania energii między
układami makrosporowymi będącymi we wzajemnym kontakcie. Polega na przekazywaniu energii
chaotycznego ruchu cząstek w zderzeniach cząstek,
Efektem wymiany ciepła jest zwykle zmiana
temperatury dżul Q = mc AT. Ciepło oddaje ciało o wyższej temperaturze. Zerowa zasada termodynamiki-, jeżeli układ A jest .w równowadze termodynamicznej z układem B, a i układ B jest w równowadze termodynamicznej z układem C, to układ A jest równoważny termodynamicznie z układem C.
Cykl Cejenota- cykl pracy idealnego. silnika cieplnego,
Jest to odwracalny proces kołowy, czyli z obiegiem
zamkniętym, w którym substancja robocza powraca do
swojego pierwotnego stanu po przejściu przez szereg przemian termodynamicznych. W cyklu tym są to dwie
przemiany izotermiczne i dwie przemiany
adiabatyczne. Cykl tych przemian może zacząć się od
nowa. Różnica między pracą wykonaną przez
substancję roboczą a pracą wykonaną nad nią przez
siły zewnętrzne jest pracą uzyskaną w cyklu Carnota.
Sprawność tego cyklu, czyli stosunek pracy uzyskanej
do pobranego ciepła ze źródła nie zależy od substancji roboczej ani sposobu realizacji cyklu, a tylko od
temperatury źródła i chłodnicy { h=<T 1-T2/T2 •»
substancja robocza jest cały czas jednorodna
D DAWKA PROMIENIOWANIA: To ilość energii promieniowania pochłonięta na kilkogram masy ciała, Mierzymy ją w gregach(Gy), a częściej w radach (rad).
E Elektrownie wodne:
Mała hydrotnergrtyczna- elektrownia wodna o mocy
nie przekraczająca 5MW.
Wytwarzanie spadów skoncentrowanych:
spiętrzanie wody za pomocą zapory z jazem
(wcięcie w terenie)
z kanałem (małe wcięcie w terenie)
- na rurach ciśnieniowych (rzeki górskie)
Elektrownie Hellotermiczne- wykorzystujące dwa rozwiązania przy wykorzystaniu pary do napędu turbiny za pośrednictwem energii słonecznej:
system wykorzystujący pole kolektorów
słonecznych miedzy, którymi przepływa czynnik
roboczy SEOS
system scentralizowany zawierający kolektor
centralny umieszczony na wierzy i poleszekastatów
koncentrujących na nim energię słoneczną CRS.
Elektrownie satelitarne- satelity, na których znajdują się duże powierzchnię baterii słonecznych bądź zagloslonecznych, złączone promieniowanie słoneczne przekazywałoby na Ziemię w odpowiednio
._ pj3^wo£s>nfif postaci, projekt przyszłości.
. . ENERGIA Jednostki: J(dzul), cal(karoria) l cal -4.186J.
Rodzaj* energii: *)mech.-wynikająca z ruchu cuUa;*)potcncjalna-wyn. Z położenia ciała w przestrzeni; *)cieplna - zw. Z temp. Ciała. Zasada zachowania energii- energia układu izolowanego (takiego, który nie ma kontaktu z otoczeniem) jest stała. Energia ta to suma wszystkich energii wyst w układzic-en wypadkowa. Przemiany energetyczne - zmiany postaci energii bez zmiany energii całkowietcj układu (z uwagi Zasady zach. Enctgii)np. on. Mech na en. Kinetyczną.
Energia mechaniczna-to energia kinetyczna ruchów ciał makroskopowych i energia potencjalna oddziaływań między tymi ciałami Mogą być oddziaływania grawitacyjne, elektryczne i
magnetyczne. Jest to suma energii kinetycznej i
potencjalnej. Energia mechaniczna l jej klasyfikacja: *)kineryczna-en. Wynikająca z ruchu ciała z daną prędkością, jest ono w stanie wykonać pracę; +)potencjalna-zmagazynowana w ciele, może być wykorzyst Do wykonania pracy (sprężystości, grawitacji)
Energia strumienia powietrza: łfflCÓx g*t't'V3ona2. gdzie s- pow. przekroju strumienia, t- czas, v- prę.dkość, g- gęstość powietrza.
Energia wewnętrzna- suma wszystkich rodzajów
energii danego układu; energii kinetycznej, cząsteczek,
energii oscylacji ł rotacji cząstek, energii wiązań,
oddziaływań międzyczas toczkowych, a nawet energii
możliwych przemian jądrowych. Energia wewnętrzna
jest wielkością, której wartość" określana jest
jednoznacznie przez wartości parametrów stanu.
En.wewn.-U(J), jest to suma wszystkich rodzajów energii wszystkich czcsteczek danego ciała. Jest jeddnoznaczną funckją stanu ciała. Ciepło - a(J), to energia dostarczana ciału hib oddawana przez nie, najczęściej posługujemy się Aa + a(wartośó dodatnia ciepła) oznacza ciepło dostarczone do układu, -a (wartość1 ujemna ciepła) -ciepło oddane przez układ. . Energia wiatrowa: wiatr ukierunkowany ruch mas powietrza spowodowany różnicą ciśnienia atmosfer. W dwóch miesjcach na ziemi Wiatr wieje zawsze od wyżu do niżu. Na ziemi istnieją strefy wiatrów stałych i obszary gdzie występują wiatry zmienne. Na kierunek wiatru wpływa: ukształtowanie terenu, obecność ziobmików wodnych, rośliny, zabudowania.
ENTROPIA - miara nieuporządkowana układu w układzie izolowanym etropia rośnie samorzutnie. Każdy proces nieodwr. Powoduje wzrost entropii Entropia-jest funkcją stanu, której zmiana w procesie
odwracalnym jest ilorazem ciepła Q przeniesionego w
stałej temperaturze T i tej temperaturze. Proces
odwracalny AS=Q/T. Proces nieodwracalny AS>Q/T.
Zmiana entropii jest dodatnia, gdy ciepło jest '
dostatecznie ciepło (z otoczenia), ujemni gdy ciepło oddaje ciepło (do otoczenia). Zmiany entropii zależą od tego czy proces zachodzi w sposób odwracalny czy nieodwracalny. Eulera: układ różniczkowych równań opisujących bryły sztywne, R-nie Bernoulllego: opisuje przepływ niezaburzony(laminarny) cieczy dotkonałejwewnątrz roru o zmiennym przekroju i położeniu. Pgh2f 0,5 Pv2+p3iconst ;
R-nie Nawtera-Stockera: opisuje ruch rzeczywisty, ale nie ściśliwcgo płynu wynikający z działania sił składowych w kierunku trzech osi prostopadłych. linie to wynika z równowagi sił ciężkości ciśnienia, bezwładności, siły wywołanej działaniem lepkości
F Farmy wiatrowe- są to najbardziej opłacalne sposoby wykorzystaniu wiatru Zbiorowiska elektrowni wiatrowych: wieże 30-40m, średnica łopat 20m, generatory mocy ok. 500KW. odległość każdej elektrowni od siebie 150-200m. Największa farma w Polsce jest na Wolinie 2Mw, 4> wirnika 80m, wieża 78m. Roczna produkacja energii 63-7omlnKW. Zmniejsza emisję CO2 o około 45000Ton.
FOTOOGNIWA: Przewodzenie prądu elektr. jest możliwe tylko w ciałach, w których zachodzi swobodny ruch elektronów, lub ładunków dodatnich (metal półprzewodniki) przewodzenie odbywa się przy pomocy elektronów znajdujących lię w tzw. Paśmie energet przewodzenia poniżej, którego jest pasmo walencyjnc, z którego elektrony przeskakują na psamo przewaodzenia. Paśmie walone, powstaje dziura po elektronie, w paśmie przewodzenia jest elektro. Elektrony i dziury mogą się poruszać. Półprzewodniki:
*) czvstc(samoistncVzb. Z jednego pierwiastka, np. germanowy./ *) domłcizkowe - sieć krystaliczna zbud. Z atomów 2 pierwiastków, dzielimy je na półprzewodniki p-n
Sprawność fbtoogntwa taltty od: nasłonecznienia, użytych meteriałów, wielkości ogniw Fotoprzewodnictwo- zmiana przewodnictwa elektrycznego danego materiału na skutek działania promieniowania elektromagnetycznego, fotoprzewodni ctwo istnieje dla półprzewodników i nadprzewodników.
I Izotopy promieniotwórcze- znamy ok. 200o, znajdują zastosowanie w badaniach technicznych, przemyśle, medycynie, biologii, geologii, badaniach podstawowych oraz do wywoływania mutacji, sterylizacji, zabijania tkanek nowotworowych
Jednostki promieniowania:
. dawka pochłonięta [grej] [ l Oy-1 J/1 Kg]
równoważnik dawki pochłoniętej (siwert)
[ISr-U/IKg]
dawka pochłonięta (rad) [lrad=o,o!Oy]
równoważnik dawki pochłoniętej (rem) [
Irem-O.OlSr].
IZOTOPY PROMIENIOTW. Występują najczęściej jako niewielki procent całej masy pierwiastka w przyrodzie łub nie występ. Naturalnie, a jedynie są wytwarezane sztucznie. Izotopy charakteryzują się tym że zanikają - przekształcają się w jądra innych pierwsiasktów lub ich masa zmniejsza się na skutek promieniow. Miarą tego procecu jest okres połowicznego zaniku- czas w którym zanika połowa próbki Jest on stały dla danego izotopu i wynosi od ułamków sekundy do tysięcy lat
Aktywność źródła promieniotwórczego: A-N X, gdzie N - liczba jąder ptcrwiiaslka, X- stała rozpadu charakt Dla pierwiastka Jednostki energii:
Dzul- praca wykołowana przez siłę IN na drodze Im
I-N-m N-nrkg/s*
Erg- praca wykonana przez siłę l dyny powodująca
przesunięcie jej punktu przyłożenia o l cm wzdłuż
kierunku działania tej siły lErg-HO~7J.
Elektro no wolt- energia kinetyczna, jaką osiąga
elektron lub inna cząstka e elektrycznym ładunku
elementarnym, przyśpieszona różnicą potencjałów l V.
leV-1.602-l(ri9J.
Kaloria- jednostka miary ilości ciepła l cal-4,1 86J
IW*1s=1J- watosekunda lWh-3,6-10»J-
watogodzina; IkWh-lOOOWh.
K Kolektory słoneczne: służą do przckizt Energii słonecznej w ciepło. Podział:*) płaskie-gazo we, cieczowe, dwufazowc.*)rurowc-próżnk)wc *) skupiające; *)specjame np. okna termiczne, BUDOWA; przezroczyste pokrycie, abeorber-czama płytka pochłania jak najw. Promieniowania; wymiennik ciepła-substancja przejmująca ciepło z absorbera i przekazuje je, izolator zapobiega ucieczce ciepła. Sprawność cieplna kolektorów: w koi Skupiających stosujes lę zwierciadła kierując e promienie na absorber. Wymaga to utrzymania stałego kąta padania, dlatego stusuje się automatyczne sterowniki obracające koi Zgodnie z ruchem słońca po niebie. Dzięki temu uzyskuje się większą sprawność koi Sprawność kol(stosunek energii padającej do przetworzonej wynosi 12-20% Kolektorów słonecznych-
płaski (okryte i zamknięte)
skupiający.
Kolektory dzielimy na: .
niskotemperaturowe - praca przy temp. Do l OOC
średniotemperaturowe -praca przy temp. 100-
200C
wysokotemperaturowe- praca przy temp. 200-
3000C.
Zasada działania - działania oparte na zasadzie efektu szklarnianego . Promieniowanie słoneczne przenika przez przezroczystą pokrywę i podgrzewa powierzchnię pochłaniającą, ta reenituje daleką podczerwień, która z kolei nie może powrócić przez szybkę. Energia słoneczna padająca jest, więc przechwytywana i służy podgrzewaniu czynnika roboczego do temperatury odpowiedniej, np. do celów sanitarnych, do wykorzystywaniu przy ogrzewaniu pomieszczeń.
Wymagania techniczne l materiałowe stawiane przed kolektorami
sprawność chwilowa- temperatura czynnika
grzewczego -temperatura absorbera- przyrost temperatury czynnika roboczego - współczynnik absorpcji - powierzchnia kolektora -
trwałość kolektora
• jednostkowe opory przepływu czynnika
grzewczego przez kolektor
-prędkość przepływy czynnika grzewczego przez kolektor.
L Liczba Reynoldia: liczba podobieństwa definiowana wzorem Rc=(prl)/u. Liczba Reynoldsa wyraża stosunek sił bezwładności do sił lepkości Stanowi kryterium przepływów laminamych, turbulencyjnych powyżej Re-2100. Ruch laminarny w przewodzie cylindrycznym przechodzi w ruch turbulentny.
M Medycyna:
Z uwagi na ogromne wymogi zachowania sterylności i niewystarczająco dobre klasyczne metody sterylizacyjne produkuje się sprzęt i materiały jednorazowego użytku z materiałów, które choć nie wytrzymują obróbki termicznej, świetnie spisują się podczas sterylizacji radiacyjnej. Radiacyjna sterylizacja materiałów i sprzętu medycznego jednorazowego użytku oraz w mniejszej skali -biologicznych tkanek (przeszczepy kostne, chrząstkowe i skórne) jest procesem prowadzonym w celu zabicia drobnoustrojów i ich form przctrwalnikowych. Wykorzystuje się tu fakt, iż promieniowanie jonizujące w odpowiednio dobranej dawce niszczy helisy DNA żywych organizmów. To samo promieniowanie ma też oczywiście możliwości modyfikowania, poprawiania lub pogarszania właściwości syntetycznych polimerów (modyfikacja pplimerów). I tak na przykład polietylen wytrzymuje dawki znacznie większe niż wymagane przy sterylizacji, a nawet poprawia swoje właściwości, gdyż pod wpływem promieniowania następuje sieciowanie. Polipropylen zaś nie dość, że nie sieciuje, to dodatkowo ulega degradacji już przy zastosowaniu dawek sterylizacyjnych. Dlatego w celu uniknięcia uszkodzeń radiacyjnych do sterylizacji wybiera się polimery odporne na promieniowanie. Ma to również ogromne znaczenie w produkcji opakowań stosowanych w przemyśle farmaceutycznym. NAPROMIENIOWANIE ŻYWNOŚCI Szczególnie popularną technologią stało się napromieniowanie żywności. Stosuje się ją by móc dłużej przechowywać żywność. Na podstawie badań okazało się, że żywność utrwalana radiacyjnie nie jest toksyczna ani też radioaktywna, jednak podobnie jak i inne procesy utrwalające radiacja powoduje pewne zmiany chemiczne w żywności. Ich rodzaj i zasięg zależą od chemicznego składu produktu, dawki promieniowania, temperatury oraz dostępu światła i tlenu podczas napromieniania. Pod wpływem promieniowania jonizującego tworzą się miedzy innymi wolne rodniki i zmniejsza się o 20-60% zawartość witamin A. Bl.C i E. Trzeba jednak pamiętać, że podobne zmiany zachodzą w żywności pod wpływem termicznej obróbki lub długotrwałego jej przechowywania.
Moc strumienia wody (N) [KW] N-AQH
A- współczynnik propocjalności 6-7,5, zależy od rodzaju turbiny wodnej, Q- natężenie prądnicy [mVs] H- spad wody [m].
Magazynowanie energii słonecznej:
• podgrzewanie wody w dużych zbiornikach
- budowa zbiorników akumulacyjnych z roztworami
solnymi np. NaCl
budowa zbiorników wypełnionych paszowatym
granulatem (materiał ceramiczny)
akumulacja ciepła w gruncie
- budowa dużych zbiorników ciepła
O Odzialowywanie promieniotwórczości na:
Mateńa ożywiona- janizacja i wzburzanie atomów i cząstek, co powoduje powstawanie mutacji oraz niszczenie komórek.
Materia nieożywiona
rekacja jądrowa - powstają nowe jądra
cząstki o określonej energii ulegają rozproszeniu i
wylatują z materii
janizacja - odrywanie elektronów od atomów r
rozproszenia sprężyste- cząstki nie znikają, nie
powstają nowe cząstki, nie zmiejsza się energia
wewnętrzna cząstek biorących udział w
oddziaływania
Rozproszenia niesprężyste - rodzaj cząsteczek nie
zmienia się, nie powstają nowe, ale zmiejsza się
energia wewntrzna cząsteczek złożonych.
Ochrona środowiska przed promieniowaniem:
Metody ochrony środowiska przed skażeniami radioizotopami:
zakaz wprowadzania do materiałów budowlanych
odpadów radioaktywnych,
składowanie odpadów radioaktywnych w
izolowanych osłonach lub pojemnikach eliminujących
bądź ograniczających emisję radioizotopów do
. środowiska.
zagospodarowanie odpadów poprodukcyjnych
reaktorów j ądrowy ch
zaniechanie prób nuklearnych z bronią jądrową
budowanie elektrowni jądrowych z wykorzystaniem
najnowocześniejszych technologii
• zaostrzenie przepisów bezpieczeństwa w elektrowniach jądrowych
Ochrona zdrowia przed promieniowaniem,
Zagadnieniami ochrony przed promieniowaniem są:
• ustalanie dopuszczalnych norm napromienić ni a tzw.
dawki granicznej, czyli maksymalna dawka
równoważna, ponad tło naturalne, przy jakiej narażenie
radiacyjne jest uznawane za bezpiecznie małe.
Dla ogółu ludności jako dawkę graniczną przyjmuje się wartość
l mSv/rok (100 mrem/rok) Dla ludzi zawodowo narażonych na promieniowanie jonizujące jako dawkę graniczną przyjmuje się 50 mSWrok (5 rem/rok)
kontrola dawek otrzymywanych przez ogół ludności i
pracowników narażonych zawodowo na
promieniowanie,
monitoring środowiska - system ciągłych lub
systematycznie powtarzanych pomiarów i obserwacji
stanu wybranych cech i właściwości środowiska w
oparciu o system starych punktów pomiarowych przy
użyciu aparatury kontrolno-pomiarowej
optymalizacja lokalizacji urządzeń i obiektów
jądrowych oraz nadzór nad ich eksploatacją
Ogniwo fotoelektryczne-nie wymaga paliwa i chłodzenia, wykorzystują rozproszone promienie słoneczne, nie zanieczyszczają atmosfery, energia słoneczna jest przetwarzana na siłę elektromotoryczną zw. silę fotoelektromagnetyczną, selenowe, siarkowo-
. srebrne, siarkowotalowe oraz z tl. Miedzi.
P Prawo rozpadu promieniotwórczości- określa zmianę w czasie ilości jąder substancji promieniotwórczej na skutek rozpadu prom iem otwórczego.
Promieniotwórczość naturalna- zjawisko samorzutnej przemiany jądrowej. W zjawisku tym wysyłane jest promieniowanie o, p i 7. Jest niezależna od działania człowieka, około 60.
Promieniotwórczość sztuczna- zjawisko obserwowania dla izotopów promnienitwórczych innych niż występujące w naturalnym środowisku ziemi, otrzymywany najczęściej w wyniku aktywacji izotopów stabilnych.
Przyczyny powstania wiatru- jest nierówny rozkład
ciśnienia atmosferycznego nad powierzchnią Ziemi,
skutkiem czego powstający gradient ciśnienia nadaje
masom powietrza przyspieszenie skierowane w stronę
obszarów o niższym ciśnieniu. Na poruszające się
masy powietrza działa odchylająca siła Cariolisa, siła
tarcia oraz siła dośrodkowa.
Przemysłowe zastosowanie promieniowania Promieniowanie i techniki jądrowe stosuj e się szczególnie szeroko w przemyśle Nie można sobie wyobrazić nowoczesnej produkcji przemysłowej bez izotopowych mierników grubości, defektoskopów, analizatorów, gestosciomicrzy hp. Funkcjonowanie nowoczesnej gospodarki bez udziału technik jądrowych byłoby niemożliwe. Zastosowanie promieniowania jonizującego w przemyśle polega na wykorzystywaniu pewnych zjawisk oddziaływania promieniowania z materią. Śledzenie skutków tego oddziaływania pozwala na ilościową ocenę określenie ; właściwości fizyko- chemicznych badanych materiałów. Promieniowanie jonizujące może być również użyte do nadania materiałom nowych własności.
a) A naliza aktywizacyjna - czyh jąlrowa analiza składu materiałów.
Za pomocą tej metody można określić lub wykryć zanieczyszczenia w półprzewodnikach, luminoforach i innych materiałach o wysokiej czystości. Można również, stosując analizę aktywacyjną, określić ilościową zawartość metali ciężkich w odpadach (np. popiołach), azotu w ziarnach, nawozach sztucznych itp. Jej zaletą jest możliwość oznaczenia jednocześnie wielu pierwiastków.
Plantacje energetyczne; plantacje słomy, rzepaku, bobiku, słonecznika, odpady drzewne. Półprzewodniki- substancje zachowujące się w pewnych warunkach j ak dielektryk lub przewodnik, mają małą szereg pasma wzbronionego. Półprzewodnik typy n nadmiarowe)- przewodnictwo elektronowe, liczba elektronów w paśmie przewodnictwa przekracza liczbę dziur przewodzących w paśmie walencyjnym, uzyskujemy przez domieszki krzemu lub germanu pierwiastkami z V grupy (donorami). Półprzewodnik typu p niedomiarowe)-przewodnictwo dziurawe w paśmie walencyjnym, liczba dziur przekracza liczbę elektronów w paśmie przewodnictwa, uzyskiwany przez domieszkowanie krzemu lub germanu z pierwiastkami IIlgr (akceptorami). Półprzewodniki samoistne- hvo=Eg; bvo- energia częstości parowej; Eg- szerokość pasma zabronionego. Półprzewodniki domieszko**- hvd>Eg-Ex; hvd-energia podlegająca promieniowaniu, Ex-wartość poziomu energetycznego
Praca-obrazuje proces, którego wynikiem jest zmiana
energii. Praca objętosciowa - praca, która zmienia energię wewnętrzną układu. Związana jest ze zmianą
objętości układu, którym jest gaz w cylindrze pod
dokiem. Jeśli zmiana objętości zachodzi przy stałym
ciśnieniu zewnętrznym to praca jest równa iloczynowi
ciśnienia przez zmianę objętości. W- p AV. Praca - to iloczyn dkalarny wektora siały działającej na ciało wektora i przesunięcia Pr. Archlmedesa, podst Prawo hydro ł areostatyki, wg. Którego na każde ciało zanurzone w płynic(cjccz lub gaz) działa silą wyporu hydrostat Skierowana przeciwnie do ciężaru ciała, równa ciężarowi płynu, który zawierałby lic w obj. Tego ciała, przyłożona w jego środku geometr. R-nle
Prawo Pascala: Jeżeli na ciecz działają tylko itty . powierzchniowo to w każdym punkcie cieczy panuje jednakowe ciśnienie równe ciś.zewn. iłuazne przy dużych ciśnień zcwn. Kiedy można pominąć działanie sil ciężkości .
PRAWO ROPADU; - Mówi: ile jąder pierwiaska(N) po upływie jakiegoś czasu(t jest znane) 2 wzory N-NO e do -2t N-N02do-t przez T.
PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ ^naturalna - dotyczy plerwJasków o HczbU 81 do 92. Często promieniotwórcze są tylko niektóre Izotopy Dłerwiasktów. 3RODZAJE PROMIENIOTVV.:*)Ai£| - emisja przez jądro pierwsiaska cząstki alfa,(jądro hcłuX *)BEIAr emisja elektrono(o ładunku ujemnym). W wyniku obu tych zjawisk jądro pierwiastka może przejść w stan wzbudzony. *)OAMMA - emisja kwantu promieniowania gamma. Dzieje się to, gdy jądro powraca do stanu podstawowego ze stanu wzbudzonego. W wyniku emisji gamma jądro pierwiastka X przekształca się w jądro picrwsiastka Y, leżącego o dwa miejsca wcześniej nież X.
Przemiany energii:
Energia mechaniczna - energię mechaniczną
(maszyny proste, dźwięk), ciepło (tarcie, zderzenia),
chemiczną (reakcje chemiczne pod wysokim
ciśnieniem), energię promieniowania (szybkie
elektrony, tryboluminescencja), elektryczną
(elektryzowanie przez tarcic)
Energia cieplna - w energię mechaniczną (silniki
cieplne, parowe, spalinowe), ciepło (przekazywanie
ciepła), chemiczną (reakcje chemiczne),
promieniowania (promieniowania cieplne), elektryczną
(zjawisko piroelektryczne, termoelektryczne). Energia chemiczna - w energię mechaniczną, ciepło,
chemiczną, promieniowanie, elektryczną
Energia promieniowania- w energię mechaniczni
ciepło, chemiczną, promieniowania, elektryczną.
powstawania pary.
Energia elektryczna i magnetyczna- w mechaniczną,
ciepło, chemiczną, promieniowania, elektryczną
transformator
R Reaktor Jądrowy jest urządzeniem, w którym zachodzi kontrolowana, samopodtrzymujaca się łańcuchowa reakcja rozszczepienia jąder pierwiastków ciężkich. W wyniku reakcji rozszczepienia w rdzeniu reaktora jądrowego wytwarza się promieniowanie jądrowe (głównie neutrony i promieniowanie gamma) oraz ciepło; tworzy się również wiele nuklidów
Rodzaje elektrowni:
Przepływowe: z magazynowaniem lub bez
magazynowania wody. - budowane w okolicach
nizinnych, na rzekach o niewielkich spadkach i małych
możliwościach spiętrzanie wody.
Regulacyjne: pracują okresowo, w zależności od
napełniania zbiornika i aktulanych potrzeb. Budowana
w okolicy zbiorników wodnych.
Na zbiornikach wodnych o regulowaniu 1/24H;
l/tydzień - pracują w okrętie nawięktzego
zapotrzebowania na energię elektryczną
Mi zbiornikach wodnych wielozadaniowych- służą do
regulowania wody, ochrany przeciwpożarowej.
Na kaskadzie- ciąg elektrowni na rzece zasilonych
kolejno no wspólnego zbiornika położonego przy
największej elektrowni
Pompowe i wodme z pompowaniem- mają 2 zbiorniki
(górny i dolny)- woda spada w szczycie zaopatrzenia, a
wypompowana jest z powrotem w okresie mniejszego
zapotrzebowania.
Energia wiatru -jest przekształconą formą energii
słonecznej. Energia wiatru jest nie wy czerpalna
ponieważ wiatry są stałe podtrzymywana przez
słońce.
Rodzaje energii:
Chemiczna - energia kinetyczna, energia elektronów,
energia ich wzajemnego oddziaływania oraz ich
oddziaływań z jądrami atomowymi.
Mechaniczna - energia kinetyczna i energia
potencjalna
Cieplna
Elektromagnetyczna - elektryczna i magnetyczna.
Jądrowa
Promieniowania
Grawitacyjna
ROWNOZNACZNIKI DAWKI PROM.; mierzony w toniach uwzględnia, która to część ciała była narażona na prom. Promieniowani o alfa jest bardzo mało przenikliwe, częśtki alfa pokonują w powietrzu małe odległości od wyemitowania do zderzenia z innymi czesteczkami i pochłonięcia. Beta jest bardziej przenikliwe, a gamma najbardziej. W oddziaływaniu z materią nieożywiona pro. Alfa, beta l gamma powodują
joiuagję i animy caitok. w kontakcie z organlzmamy żywymla prom. powoduje * zmiany w struktruze białek i kwasów nukleinowych, *w większych dawkach śmierć org, 'powitanie nowotrworów * wywołuje chorobę popromienną u ludzi Prom. jest ii lnic pochłaniane przez ołów, z niego robi się osłony materiałów radioaktywnych.
Rodzaje turbin wodnych:
Akcyjna (natryskowa) - energia potencjalna wody
zmienia się całkowicie na energię kinetyczną przed
wejściem na wirnik.
Reakcyjna (opadowa)- energia potencjalna wody ulega
zmienia w energię kinetyczną na samym wirniku.
Promieniowa ( dośrodkowa l odśrodkowa)
Osiowa
Styczna
Bonti (akcyjna)- łopatki kierują strumień na każdą
część wirnika sterowanego osobno; wykorzystująca
tzw. Małej hydroenergetyce, posiada wysoką
sprawność dla spadów wody <20m
Peltona- akcyjna, styczna, z łopatkami workowymi.
stosowana do wysokich spadów wody >50m
Francisa- reakcyjna, dopływ wody dośrodkowy,
odpływ osiowy, spadek wody 20-50M
Kaplona- śmigłowa, osiowa- regulowanie łopatek
wirnika i kierunku przepływu wody na łopatki,
stosowana w małej hydroenergetyce - najwyśza
sprawność, ale najgorsza spad, wody niski
Rozpad alfa - rozpad jądra atomowego (ciężkiego) z emisję jądra hel a Po rozpadzie a powstaje jądro 2 neutronów i 2 protonów. Powstałe jądro m a liczbę atomową zmniejszą od 2, a liczbę masową mniejsza niż 4.Rozpad B- - przemiana jądrowa zachodząca, gdy jeden z neutronów przekształca się w proton z jądra jest wysyłany elektron (p) i antyelektron (Oe). W wyniku rozpadu p liczba masowa jądra nie ulega zmianie, a liczba atomowa wzrasta o 1.Rozpad B+- - jeden z protonów zawartych w jądrze przekształca się w neutron a z jądra jest wysyłany proton i neutron. W wyniku rozpad p> liczba atomowa maleje o I, a liczna masowa się nie zmienia.
Rozpad gama- nie powoduje zmiany liczby protonów i neutronów w jądrze, nie zmienia się liczba masowa..
S Silniki wiatrowe- silnik przetwarzający energię mechaniczną wiatry w energię mechaniczną ruchu obrotowego wiatru.
Urządzenie przepływowe '*
wykorzystujące energię poruszającego się powietrza w
celu wytworzenia energii mechanicznej.
Rodzaje:
wodomierz, szybkomierz, średniobieżne.
żagiel, młyn, wiatraki, koła wiatrowe
turbina.
Skład biogazu: metan 50-60%, wodór 1-3%, tlen o.5-1%, CO2 35-40%, inne gazy 1.5%. Wydajność procesu:, gdy do podgrzewanego wsadu w biogazowi używamy biogazu to wydajność jego produkcji wynosi 15-25%. Największe ilości biogazu otrzymuje się po 30 dniach fermentacji, max po 50 dniach fermentacji. Z l m1 obornika można otrzymać ok. 16,5m* metanu w ciągu 90 dni fermentacji. Z 100 kg biomasy - ok. 42mł metanu. Wartość patowa biogazu 16,8-23,0 MJ/ m1 (ok. 50001ccal/ m1). Ody biogaz przepuszczamy przez wodę można wydzielić Co2 i otrzymamy gaz o wartości 95% metanu. Jego wartość opałowa wynosi 35.7MJ/ m* -8500kcal/ m>.
Sposoby wykorzystania biomasy:
Spalania odpadów (drewna w postaci wiórów i trocin oraz odpadów rolnych) ' Rozwój plantacji energetycznych *n. specjalnych upraw roślin przeznaczonych na p iwo oraz roślin, które mogą być źródłem oleju napę owego dla silników wysokosprcźynowych np. słonecznik, soja Produkcja paliwa alkoholowego np. ? trzciny cukrowej
. Produkcja biogazu z odpaoY -v roszonych, odchodów zwierzali śdeków komunalnych
. Wykorzystywanie wysypisk śmieci po produkcji tzw. Gazów pofementcyjnych
Uzyskanie energii ze spalania odpadów komunalnych Zastosowanie termicznego sposobu przewozu odpadów np. zagazowanie w wyniku, czego uzyskamy produkty palne, których spalanie jest mniej szkodliwe dla środowiska niż spalanie śmieci.
Silniki cieplne- urządzenia zamieniające dostarczone im ciepło na energię mechaniczną w formie pracy. Silniki cieplne są m.in. silniki spalinowe, odrzutowe, .«-. rakietowe, parowe itd W tych silnikach odbywają się procesy kołowe tzn., że po wykonaniu pewnego cyklu przemian silnik wraca do swego pierwotnego staną. Silniki cieplne można podzielić na:
- Tłokowe (np. spalinowe), gdzie ciepło powoduje
wzrost ciśnienia działającego na tłok umieszczony
w cylindrze, a w konsekwencji jego ruchu.
• Turbinowe, gdzie ciepło powoduje wzrost energii
kinetycznej substancji roboczej, który łatwo jest
zamieniany na energię kinetyczną łopatek turbin.
Idealnym silnikiem cieplnym o największej
możliwości sprawności jest silnik Comota
Sprawność cieplna kolektorów słonecznych:
Rurowy z folii PCV sprawność cieplna H 20-25
Płaski, płytowy odkryty 25-30
Płaski, płytowy zamknięty 30-35 (pojedynczą osłona, przezroczysta, przepływ powietrza nad absorberem) Płaski, płytowy zamknięty 35-40 (pojedyńcza osłona, przezroczysta, przepływ powietrza pod absorberem) Płaski, płytowy zamknięty 40-50 (podwójna osłona, przezroczysta, powietrze nad i pod abserborem). Sprawność fotoogniw słonecznych: D=Wmax/4>
<t>- moc strumienia promieniowania słonecznego Wmax- moc maksymalna System podgrzewania wody: Zbiornik wodny z płaszczem w którym znajduje się ciecz grzewcza lub wewn. Zbiornikiem z rur z tą cłecza/kol skupiający). Powietrza: koi płaski, cyrkulacja powietrza. Elektrownie hcliotermicmc: en słoneczna jest przekszt, na ciepło, elektrowni parowej.(typy elektr.: wieżowe zdecentralizować).
U Urządzenia i Instalacje do produkcji biogazu: zbiorniki z układem pionowym zbudowany z cysterny wycofanej z eksploatacji, palniki, kotłownie, pionowe perforowe studnie gazowe, kolektory zbiorowe, sprężalnia, silniki zapłonowe, pochodnia biogazowi. Kolektory przesyłowe. Wykorzystywanie biogazu w rolnictwie:
Nośnik energii
Paliwo do napędu silników średniosprężonych
pracujących wg obiegu...
Ciepło z chłodnika silnika do wytrzwrzania ciepłej
wody uźyteczniej.
Wiatr - poprzeczny ruch w atmosferze ziemskiej,
odbywający się z obszaru wysokiego ciśnienia (wyż
antycykilon) do obszaru niskiego ciśnienia (niż,
cyklon).
Unieszkodliwianie odpadów: Utylizacja - mateda biologiczna tlenowaOcompOBtowanie): Niskotemperaturowe rozkłać subst rgan- Z udziałem mikroorganizmów, sygicm toót tlenowych, system podctónien.owy( p wietrze przepływa przez materiał od góry ku dol'owi,
nasycanie od dna wilgocią, równomierne napowietrzenie)
W Wykorzystanie energii wody w rolnictwie:
Młyny
Pompy nawodniając e
Generatory prądu elektrycznego
Zastosowanie siłowni wiatrowych:
-napowietrzanie ścieków, wody w gospodarce
rybackiej
ogrzewanie mieszkań i powierzchni gospodarczych
ogrzewanie wody
pompowanie wody
sprężenie powietrza i freonu
napęd maszyn i urządzeń warsztatowych oraz
młyńskich
produkcja paszy
produkcja elektryczności
Z Zasady termodynamiki: 1. zmiana energii wewn. Jest równa sumie pracy wyk. Przez układ bądź nad układem i ciepła dostarczonego .ub oddanego przez układ 2. niemożliwe jest przekształcenie całego dostarczonego ciepła na pracę, niemożliwy jest samorzutny przepływ ciepła z ciała zimnicjszego do cieplejszego. Silniki cieplne: silnik zmieniający ciepło na pracę. Sprawność cyklu Camota: to sprawność silnika cieplnego pracującego na przemianach odwracalnych jest wyższa niż pracującego na prze. Nieodwr. Przy tych samych parametrach. 3. w temp O bezwzględnego (OK) entropia ciał stałych i cieczy jest =0 I zasada termodynamiczna- w układzie zamkniętym, w którym zachodzą dowolne zjawiska mechaniczne, magnetyczne, chemiczne, jądrowe nie można w żaden sposób zmienić całkowitej energii układu U- const -> AUO. Większość rzeczywistych procesów zachodzi w układach otwartych i dla takich I zasady termodynamiki brzmi « zmiana energii wewnętrznej układu otwartego może nastąpić albo na sposób ciepła albo na sposób pracy AU-Q+W. II zasada termodynamiki- w procesach odwracalnych zmiana entropii jest równa stosunkowi ciepła do temperatury bezwzględnej, a w procesach nieodwracalnych jest większa od tego stosunku. Niemożliwy jest samorzutny przepływ ciepła od ciała ' mniej nagrzanego do ciała gorętszego. Niemożliwe jest otrzymanie pracy mechanicznej, z jakiegokolwiek układu materialnego przez oziębienie go poniżej temperatury - najzimniejszego z otaczających obiektów, Thomson.
III zasada termodynamiki - w dowolnym procesie izotermicznym przebiegającym w pobliżu temperaturze zera bezwzględnego zmiana entropii układu jest równa zeru, niezależnie od zmian jakichkolwiek innych stałej parametrów układu np. cieśn., obj, należ, zew, pola sił itd Z tej zasady wynika, że w miarę zbliżania się do temperatury zera bezwzględnego (OK) molowe ciepła właściwe (przy objętości i ciśnieniu) oraz współczynnik
rozszerzalności cieplnej dla wszystkich ciał są równe
zero. Jest rzeczą niemożliwą uzyskanie temperatury
zera bezwzględnego za pomocą skończonej liczby
procesów termodynamicznych. Wg Plancka- w
temperaturze zera bezwzględnego entropia ciał stałych
i ciepłych - ), lira S(T-» O) -O. Możliwe są
przemiany energetyczne, podczas których jeden rodzaj
energii przechodzi w drugi. Zasada zachowania energii-, jeżeli m ciało nie działa
żadna siła zewnętrzna, nie licząc sił grawitacyjnych, to
całkowita energia mechaniczna jest stała. Zasada zachowania energii mechanicznej w
układzie odosobnionym (gdzie działają jedynie siły
zachowawcze) całkowita energia mechaniczna Em jest
równa sumie energii kinetycznej Ek i energii
potencjalnej Ep nie ulega zmianie i jest stała
Em-Ek+Bp-const. Zastosowanie elektr. w rolnictwie: coraz częściej spotyka się przydomowe elektrowanwie złożone z jednej turbiny i wielko pojemnego akumulatora energii W rolnictwie wykorzyst Sieje m.in. do zasilania przenośników, treserów, suszami, pamików elektr, agregatów do przygot. Pasz, lini technologicznych. W chwili obecnej sprawność turbin nie przekracza 40%, trwają prace nad poprawieniem tego wyniku. Technologie eletr. Wiatrowych rozwijają się np. w USA jest budowana farma wiatrowa o mocy 7,5 M W. Zalety elektr: nisko koszt utrzymania turbiny i budowy, pewna dostawa paliwa - stała średnia wiatrów, wiatraki nie produkują spalim. Wady elektr: wysokie koszty startowe i długi okroi zwrotu. Położenie wiatraków -często kosztem atrakcyjnych turystycznie przestszeni hałas(izum pracy tubtn), stanowią duże zagrożenie dla ptaków, wpływają na klimat danego obszaru znacznie osłabiają energię wiatru.)