Aš noriu viską žinoti

Atominė energija

Pin
Send
Share
Send


Atominė energija yra branduolinės technologijos rūšis, apimanti kontroliuojamą branduolinių reakcijų naudojimą energijai išlaisvinti darbui, įskaitant varymą, šilumą ir elektros energijos generavimą. Branduolinė energija gaminama kontroliuojamos branduolinės grandininės reakcijos metu ir sukuria šilumą, kuri naudojama virinant vandenį, gaminant garus ir naudojant garo turbiną. Turbina gali būti naudojama mechaniniam darbui, taip pat elektros energijai gaminti.

Branduolinės energijos naudojimas taip pat sukėlė daug diskusijų. Kritikai teigia, kad branduolinė energija yra potencialiai pavojingas energijos šaltinis, turintis ribotą degalų kiekį (palyginti su atsinaujinančia energija), ir atkreipia dėmesį į radioaktyviųjų atliekų saugojimo problemas, radioaktyviojo užteršimo dėl avarijos ar sabotažo galimybes ir branduolinio platinimo galimybę. Advokatai tvirtina, kad ši rizika yra nedidelė ir ją gali dar labiau sumažinti naujųjų reaktorių technologijos, o saugos rezultatai yra geri, palyginti su kitų pagrindinių tipų elektrinėmis. Be to, jie pažymi, kad daugelis atsinaujinančios energijos technologijų neišsprendė jų pertraukiamos energijos gamybos problemos.

Istorija

Istorinis ir numatomas energijos sunaudojimas pasaulyje pagal energijos šaltinius, 1980–2030 m., Šaltinis: „International Energy Outlook 2007“, PAV.

Kilmė

Pirmasis sėkmingas branduolio dalijimosi eksperimentas 1938 m. Berlyne buvo atliktas vokiečių fizikų Otto Hahno, Lise'o Meitnerio ir Fritzo Strassmanno.

Pirmasis žmogaus sukurtas reaktorius „Chicago Pile-1“ kritiškumą pasiekė 1942 m. Gruodžio 2 d. Kaip „Manhattan Project“ dalį.

Pirmą kartą elektra buvo pagaminta branduoliniame reaktoriuje 1951 m. Gruodžio 20 d. EBR-I eksperimentinėje stotyje netoli Arco, Aidahas. Arco reaktorius taip pat pirmasis iš dalies ištirpo (1955 m.).

1952 m., Palejų komisijos ataskaita (Prezidento medžiagų politikos komisija) Prezidentui Harry Trumanas įvertino „gana pesimistinį“ branduolinės energijos vertinimą ir paragino „agresyvius tyrimus visoje saulės energetikos srityje“.1 1953 m. Gruodžio mėn. Prezidento Dwighto Eisenhowerio kalboje „Atomai už taiką“ JAV buvo nustatyta stipri vyriausybės parama tarptautiniam branduolinės energijos naudojimui.

Ankstyvieji metai

Pensilvanijos valstijoje „Shippingport“ atominė elektrinė buvo pirmasis komercinis reaktorius JAV ir buvo atidaryta 1957 m.

1954 m. Tuometinis JAV atominės energijos komisijos pirmininkas Lewisas Straussas (JAV branduolinės energetikos reguliavimo komisijos pirmtakas) garsiai kalbėjo apie tai, kad ateityje elektra bus „per pigi skaitikliui“. 2 Nors nedaugelis abejoja, ar pareikšdamas pareiškimą jis galvojo apie atominę energiją, jis galbūt turėjo omenyje vandenilio sintezę, o ne urano dalijimąsi. Iš tikrųjų tuo metu vyriausybė ir verslas sutarė, kad branduolinė (dalijimosi) energija ilgainiui gali tapti tik ekonomiškai konkurencinga naudojant įprastus energijos šaltinius.

1954 m. Birželio 27 d. Obninske, SSRS, pradėjo veikti pirmoji pasaulyje atominė elektrinė, gaminanti elektrą elektros tinklui. Reaktorius pagamino 5 megavatus (elektros), kurių pakako 2 000 namų varyti.3 1955 m. Jungtinių Tautų „pirmoji Ženevos konferencija“, tada didžiausias pasaulyje mokslininkų ir inžinierių susibūrimas, susitiko tyrinėti šios technologijos. 1957 m. Kartu su Europos ekonomine bendrija (pastaroji dabar yra Europos Sąjunga) buvo įsteigta EURATOM. Tais pačiais metais taip pat buvo įsteigta Tarptautinė atominės energijos agentūra (TATENA).

Pirmoji pasaulyje komercinė atominė elektrinė „Calder Hall“ Sellafield mieste, Anglijoje, buvo atidaryta 1956 m., Jos pradinė galia buvo 50 MW (vėliau 200 MW).4 „Shippingport“ reaktorius (Pensilvanija, 1957 m.) Buvo pirmasis komercinis branduolinis generatorius, pradėjęs veikti JAV.

Viena iš pirmųjų organizacijų, sukūrusių utilitarinę branduolinę energiją, buvo JAV karinis jūrų laivynas, skirtas varyti povandeninius laivus ir orlaivių vežėjus. Jo rezultatai branduolinės saugos srityje yra geri, galbūt dėl ​​griežtų admiralio Hymano G. Rickoverio, kuris buvo varomoji jėga branduolinėje jūroje, reikalavimų. JAV karinis jūrų laivynas eksploatavo daugiau branduolinių reaktorių nei bet kuris kitas subjektas, įskaitant Sovietų karinį jūrų laivyną, be viešai žinomų didelių incidentų. Pirmasis branduolinis povandeninis laivas USS Nautilus (SSN-571), išleistas į jūrą 1955 m. Du JAV povandeniniai povandeniniai laivai USS Skorpionas ir Kultivatorius, buvo pamesti jūroje, nors dėl priežasčių, nesusijusių su jų reaktoriais, ir jų nuolaužos yra tokios, kad branduolinės taršos rizika laikoma maža.

Enrico Fermi ir Leó Szilárd 1955 m. Pasidalino JAV patentą 2708656 (PDF) branduoliniam reaktoriui.

Plėtra

Atominė jėgainė.

1973 m. Naftos krizė padarė didelę įtaką atominių elektrinių statybai visame pasaulyje. Naftos embargas lėmė globalų ekonomikos nuosmukį, energijos taupymą ir didelę infliaciją, kuri sumažino numatomą naujų elektros energijos gamybos pajėgumų poreikį JAV ir apsunkino tokių kapitalui imlių projektų finansavimą. Tai padėjo atšaukti daugiau nei 100 reaktorių užsakymų JAV. Nepaisant to, jau statomos elektrinės efektyviai išstūmė naftą elektros energijai gaminti. 1973 m. JAV nafta pagamino 17 procentų elektros energijos. Šiandien nafta yra nedidelis elektros energijos šaltinis (išskyrus Havajus), o branduolinė energija dabar pagamina 20 procentų šalies elektros energijos. Naftos krizė paskatino kitas šalis, tokias kaip Prancūzija ir Japonija, kurios elektros energijos gamybai dar labiau priklausė nuo naftos (atitinkamai 39 ir 73 procentai), kad smarkiai investuotų į branduolinę energiją.5 2017 m. 72 procentai Prancūzijos elektros energijos buvo pagaminta 58 reaktoriuose. Tai yra didžiausias procentas bet kurios pasaulio šalies.6

Įdiegtos branduolinės galios iš pradžių palyginti greitai išaugo - nuo mažiau nei 1 gigavatų (GW) 1960 m. Iki 100 GW aštuntojo dešimtmečio pabaigoje ir 300 GW devintojo dešimtmečio pabaigoje. Nuo devintojo dešimtmečio pabaigos pajėgumai padidėjo daug lėčiau ir 2005 m. Pasiekė 366 GW, visų pirma dėl Kinijos išplėstos branduolinės energijos. Maždaug nuo 1970 m. Iki 1990 m. Buvo statoma daugiau nei 50 GW galios (didžiausia galia buvo virš 150 GW 70-ųjų pabaigoje ir 80-ųjų pradžioje), 2005 m. Buvo planuojama apie 25 GW naujų pajėgumų. Daugiau nei du trečdaliai visų atominių elektrinių, užsakytų po 1970 m. Sausio mėn., Galiausiai buvo atšaukti.7

Vašingtono valstybinės energijos tiekimo sistemos 3 ir 5 atominės elektrinės niekada nebuvo baigtos statyti

Aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose kylančios ekonominės išlaidos (susijusios su labai pailgėjusiu statybų laiku, daugiausia dėl reguliavimo pokyčių ir bylinėjimosi dėl slėgio grupių) ir krentančios iškastinio kuro kainos padarė statomas atomines elektrines mažiau patrauklias. Devintajame ir devintajame dešimtmečiuose (JAV) ir dešimtajame dešimtmetyje (Europoje) dėl nedidelių apkrovų augimo ir elektros energijos liberalizavimo didelių naujų bazinės apkrovos pajėgumų padidėjimas taip pat nebuvo patrauklus.

Bendras judėjimas prieš branduolinę energiją kilo per paskutinį dvidešimtojo amžiaus trečdalį, pagrįstą galimos branduolinės avarijos ir radiacijos baimėmis, taip pat priešinantis branduolinių atliekų gamybai, transportavimui ir galutiniam saugojimui. Įžvelgta rizika piliečių sveikatai ir saugai, 1979 m. Avarija Trijų mylių saloje ir 1986 m. Černobylio katastrofa turėjo įtakos stabdant naujų gamyklų statybą daugelyje šalių. Tačiau JAV prieš „Trijų mylių salos“ avariją, po 1973 m. Naftos krizės, smarkiai sumažėjo naujų statybų.8

Skirtingai nuo „Trijų mylių salos“ avarijos, daug rimtesnė Černobylio avarija nepadidino taisyklių, turinčių įtakos Vakarų reaktoriams, nes Černobylio reaktoriai buvo problemiško RBMK projekto, naudojamo tik Sovietų Sąjungoje, neturintys, pavyzdžiui, izoliacinių pastatų.9 Buvo įsteigta tarptautinė organizacija, skatinanti branduolinių objektų operatorių informuotumą apie saugą ir jų profesinį tobulėjimą: WANO; Pasaulio branduolinių įrenginių operatorių asociacija.

Austrija (1978 m.), Švedija (1980 m.) Ir Italija (1987 m.) (Paveikta Černobylio) balsavo referendumuose prieštarauti branduolinei energijai ar laipsniškai nutraukti jos vykdymą, o Airijos opozicija užkirto kelią ten vykdomai branduolinei programai.

Pramonės ateitis

Nuo 2007 m. Kovo 1 d. „Watts Bar 1“, įsijungęs į internetą 1997 m., Buvo paskutinis JAV komercinis branduolinis reaktorius, prisijungęs. Tai dažnai cituojama kaip sėkmingos pasaulinės kampanijos dėl branduolinės energijos nutraukimo įrodymas. Tačiau politinis pasipriešinimas branduolinei energijai buvo sėkmingas tik kai kuriose Europos dalyse, Naujojoje Zelandijoje, Filipinuose ir JAV. Net JAV ir visoje Europoje buvo tęsiamos investicijos į mokslinius tyrimus ir branduolinio kuro ciklą, o kai kurie ekspertai prognozuoja, kad elektros energijos trūkumas, iškastinio kuro kainų padidėjimas, globalus atšilimas dėl iškastinio kuro naudojimo, naujos technologijos, tokios kaip pasyviai saugios gamyklos, ir nacionalinės energetinis saugumas atnaujins atominių elektrinių paklausą.

Daugelis šalių, įskaitant Japoniją, Kiniją ir Indiją, ir toliau aktyviai plėtoja branduolinę energiją, visos aktyviai plėtoja greitojo ir šiluminės energijos technologijas, Pietų Korėja ir JAV, tik šiluminės technologijos plėtra, Pietų Afrika ir Kinija kuria „Pebble Bed“ versijas. Modulinis reaktorius (PBMR). Suomija ir Prancūzija aktyviai vykdo branduolines programas; Suomija turi naują Europos slėgio reaktorių, kurį gamina „Areva“. Japonija vykdo aktyvią branduolinės statybos programą, kuriai 2005 m. Buvo pateikti nauji vienetai. 2004 m. JAV trys konsorciumai atsakė į JAV Energetikos departamento prašymus pagal programą „Branduolinė energija 2010“ ir jiems buvo skirtos atitinkamos lėšos - Energetikos politikos įstatymas. 2005 m. Patvirtintos subsidijos iki šešių naujų reaktorių ir Energetikos departamentui suteikta teisė statyti reaktorių, pagrįstą IV kartos labai aukštos temperatūros reaktoriumi, tiek elektrai, tiek vandeniliui gaminti. Nuo XXI amžiaus pradžios branduolinė energija ypač domina tiek Kiniją, tiek Indiją, kad tarnautų sparčiai augančioje ekonomikoje. Abi jos kuria sparčiai selekcinius reaktorius. Taip pat žiūrėkite būsimą energetikos vystymąsi. Jungtinės Karalystės energetikos politikoje pripažįstama, kad ateityje gali trūkti energijos tiekimo, kurį gali tekti užpildyti statant naują atominę elektrinę arba išlaikant esamas elektrines ilgiau nei numatyta jų eksploatavimo metu.

2005 m. Rugsėjo 22 d. Buvo paskelbta, kad dvi JAV teritorijos buvo pasirinktos naujiems galios reaktoriams priimti (išskyrus naują jėgos reaktorių, numatytą INL).

Branduolinio reaktoriaus technologija

Visos tradicinės šiluminės elektrinės turi kuro šaltinį šilumai tiekti. Pavyzdžiai yra dujos, anglis arba nafta. Atominei elektrinei šią šilumą teikia branduolio dalijimasis branduolinio reaktoriaus viduje. Kai santykinai didelis dalomasis atominis branduolys (dažniausiai uranas-235 arba plutonis-239) trenkia į neutroną, jis suskaido du ar daugiau mažesnių branduolių kaip skilimo produktai, išskirdami energiją ir neutronus procese, vadinamame branduolio dalijimuisi. Tada neutronai suaktyvina tolesnę dalijimąsi. Ir taip toliau. Kai ši branduolinė grandininė reakcija yra kontroliuojama, išleista energija gali būti naudojama vandeniui pašildyti, garui gaminti ir turbinai, gaminančiai elektrą, valdyti. Reikėtų pažymėti, kad branduolinis sprogmuo apima nekontroliuojamą grandininę reakciją, o dalijimosi greitis reaktoriuje negali pasiekti pakankamo lygio, kad būtų galima sukelti branduolinį sprogimą, nes komercinis reaktoriaus klasės branduolinis kuras nėra pakankamai praturtintas.

Grandininė reakcija kontroliuojama naudojant medžiagas, sugeriančias ir sutraukiančias neutronus. Urano kuriamame reaktoriuje neutronai turi būti moderuojami (sulėtinami), nes lėti neutronai labiau linkę į dalijimąsi susidūrę su urano-235 branduoliu. Lengvojo vandens reaktoriuose naudojamas paprastas vanduo, kad reaktoriai būtų prižiūrimi ir aušinami. Veikiant vandens temperatūrai, jei vandens temperatūra padidėja, jo tankis sumažėja, ir mažiau neutronų, praeinančių pro jį, yra pakankamai sulėtėjęs, kad sukeltų tolesnes reakcijas. Šie neigiami atsiliepimai stabilizuoja reakcijos greitį.

Aktyvių tyrimų objektas yra keletas kitų branduolinės energijos gamybai skirtų konstrukcijų - „IV kartos“ reaktoriai - ir ateityje gali būti naudojami praktinei elektros energijai gaminti. Daugybė pažangių branduolinių reaktorių konstrukcijų taip pat galėtų padaryti kritinio dalijimosi reaktorius daug švaresnius, saugesnius ir (arba) daug mažesnį pavojų branduolinių ginklų platinimui.

Kontroliuojama branduolių sintezė iš esmės galėtų būti naudojama branduolių sintezės jėgainėse energijai gaminti be sudėtingų aktinidijų tvarkymo būdų, tačiau vis dar yra rimtų mokslinių ir techninių kliūčių. Buvo pastatyti keli branduolių sintezės reaktoriai, tačiau iki šiol nė vienas neišgamino daugiau šiluminės energijos nei sunaudota elektros energija. Nepaisant tyrimų, kurie buvo pradėti praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje, iki 2050 m. Nesitikima jokio komercinio branduolių sintezės reaktoriaus. ITER projektas šiuo metu skatina bandyti sintezės energiją komercializuoti.

Gyvenimo ciklas

Branduolinio kuro ciklas prasideda, kai uranas iškasamas, sodrinamas ir gaminamas į branduolinį kurą (1), kuris tiekiamas į atominę elektrinę. Panaudotas elektrinėje panaudotas branduolinis kuras pristatomas į perdirbimo gamyklą (2) arba į galutinę saugyklą (3) geologiniam disponavimui. Perdirbant 95% panaudoto branduolinio kuro gali būti perdirbta, kad jį būtų galima naudoti elektrinėje (4).Branduolinis kuras - kompaktiška, inertiška, netirpi kieta medžiaga.

Branduolinis reaktorius yra tik branduolinės energijos gyvavimo ciklo dalis. Procesas prasideda kasyba. Paprastai urano kasyklos yra arba atvirosios duobės juostinės minos, arba in situ išplovimo minos. Bet kuriuo atveju urano rūda ekstrahuojama, paprastai paverčiama stabilia ir kompaktiška forma, pavyzdžiui, geltonuoju pyragu, ir po to gabenama į perdirbimo įmonę. Geltonasis pyragas paverčiamas urano heksafluoridu, kuris vėliau praturtinamas įvairiais būdais. Šiuo metu praturtintas uranas, kuriame yra daugiau nei natūralus 0,7 procentų U-235, yra naudojamas tinkamos sudėties ir geometrinės formos strypams gaminti tam tikram reaktoriui, kuriam skirtas kuras. Paprastai kuro juostos reaktoriuje praleis apie 3 metus, kol bus suskaidyta apie 3 procentus urano, tada jos bus perkeltos į panaudoto kuro baseiną, kur skilimo metu sukurti trumpaamžiai izotopai gali suirti. Po maždaug 5 metų aušinimo tvenkinyje panaudotas kuras radioaktyviai yra pakankamai kietas, kad jį būtų galima tvarkyti, ir jis gali būti perkeltas į sausas saugyklas arba perdirbamas.

Kuro ištekliai

Uranas yra įprastas elementas, maždaug toks pat įprastas kaip alavas ar cinkas, jis yra daugelio uolienų, taip pat ir jūros, sudedamoji dalis. Dabartiniai pasaulyje išmatuoti urano ištekliai, ekonomiškai atstatomi 130 USD / kg kaina, yra pakankami 70 metų dabartiniam vartojimui. Tai reiškia didesnį garantuojamų išteklių lygį nei įprasta daugumai mineralų. Remiantis analogijomis su kitais metalo mineralais, gali būti tikimasi, kad padidinus kainą, palyginti su dabartiniais lygiais, laikui bėgant maždaug dešimt kartų padidės išmatuoti ištekliai. Degalų indėlis į bendras pagamintos elektros energijos sąnaudas yra palyginti mažas, todėl net didelis kuro kainos padidėjimas turės palyginti nedidelę įtaką galutinei kainai. Pavyzdžiui, paprastai urano rinkos kainos padvigubinimas padidintų lengvojo vandens reaktoriaus kuro sąnaudas 26 proc., O elektros energijos kaina padidėtų apie 7 proc. (Tuo tarpu dvigubai padidinus dujų kainą 70 proc. Padidėtų iš to šaltinio pagamintos elektros kaina). ). Didesnėmis kainomis ekonomiškai įmanoma išgauti iš tokių šaltinių kaip granitas ir jūros vanduo.10 Dabartiniai lengvojo vandens reaktoriai gana neefektyviai naudoja branduolinį kurą ir dėl to eikvoja energiją. Bet dėl ​​branduolinio perdirbimo šios atliekos gali būti pakartotinai naudojamos (išskyrus JAV, kur tai neleidžiama), o efektyvesni reaktorių projektai leistų geriau panaudoti turimus išteklius (ir sumažinti atliekų kiekį).11

Priešingai nei dabartiniai lengvojo vandens reaktoriai, kuriuose naudojamas uranas-235 (0,7 proc. Viso natūralaus urano), greitojo reaktoriaus reaktoriai naudoja uraną-238 (99,3 proc. Viso natūralaus urano). Apskaičiuota, kad urano-238, naudojamo šiose elektrinėse, vertė yra iki penkių milijardų metų (taip pat numatomas likęs Saulės gyvenimo laikas).12 Sėklų selektoriaus technologija buvo naudojama keliuose reaktoriuose, tačiau norint, kad tai būtų pateisinama ekonomiškai, reikia aukštesnių urano kainų.13 Pirmieji pažangūs III kartos reaktoriai Japonijoje veikia nuo 1996 m., O dabar tobulėjo toliau. Kuriami naujesni pažangūs reaktoriai, kurių konstrukcija yra mažesnė, siekiant sumažinti kapitalo sąnaudas, jie yra efektyvesni degalams ir yra iš esmės saugesni.14

Kita alternatyva būtų naudoti iš torio išaugintą uraną-233 kaip skilimo kurą ir torio kuro ciklą. Toris yra tris kartus gausesnis žemės plutoje nei uranas, ir (teoriškai) visas jis gali būti naudojamas veisimui, todėl galimi torio išteklių ištekliai yra didesni nei urano kuro ciklas, vykdomas be veisimo.15 Skirtingai nuo U-238 veisimo į plutonį, greito selekcinio reaktoriaus naudoti nereikia - jį galima tinkamai atlikti labiau įprastuose augaluose.

Branduolio sintezės energija paprastai siūlo naudoti deuterį, vandenilio izotopą, kaip kurą, o daugelyje dabartinių modelių - ir ličio. Darant prielaidą, kad branduolio sintezės energijos išeiga yra lygi dabartinei pasaulinei išeigai ir kuri ateityje nedidėja, žinomos dabartinės ličio atsargos truks 3000 metų, ličio iš jūros vandens užteks 60 milijonų metų, o sudėtingesnis sintezės procesas naudojant tik deuteris iš jūros vandens turėtų degalų 150 milijardų metų.16

Nusodrintojo urano

Praturtinant uraną gaunama daug tonų nusodrintojo urano (DU), kurį sudaro U-238, iš kurio pašalinama didžioji dalis lengvai skaidomo U-235 izotopo. U-238 yra kietas metalas, kurį galima naudoti keliose komercinėse srityse, pavyzdžiui, gaminant orlaivius, apsaugant nuo radiacijos, gaminant kulkas ir šarvus, nes jo tankis yra didesnis nei švino. Kyla nuogąstavimų, kad U-238 gali sukelti sveikatos problemų grupėse, kurios yra pernelyg veikiamos šios medžiagos, pavyzdžiui, tankų įguloms ir civiliams gyvenantiems teritorijose, kur buvo sunaudota daug DU šaudmenų.

Kietosios atliekos

Saugus branduolinių atliekų saugojimas ir šalinimas yra didelis iššūkis. Svarbiausias atominių elektrinių atliekų srautas yra panaudotas kuras. Jį daugiausia sudaro nekonvertuotas uranas, taip pat didelis kiekis transuraninių aktinidų (daugiausia plutonio ir kurio). Be to, apie 3 procentus jo sudaro skilimo produktai. Aktinidai (uranas, plutonis ir kuris) yra atsakingi už ilgalaikį radioaktyvumą, o dalijimosi produktai yra atsakingi už trumpalaikį radioaktyvumą.

Panaudotas kuras yra labai radioaktyvus, todėl su juo reikia elgtis labai atsargiai ir apgalvoti. Tačiau laikui bėgant panaudotas branduolinis kuras tampa mažiau radioaktyvus. Po 40 metų radiacijos srautas yra 99,9 procento mažesnis nei tuo metu, kai buvo pašalintas panaudotas kuras, nors vis tiek pavojingai radioaktyvus.

Panaudoto kuro strypai laikomi ekranuotuose vandens baseinuose (panaudoto kuro baseinuose), paprastai esančiuose vietoje. Vanduo aušina vis dar ardantį uraną ir apsaugo nuo nuolatinio radioaktyvumo. Po kelių dešimtmečių atliekant kai kuriuos saugojimo būdus, dabar aušintuvas, mažiau radioaktyvusis kuras turi būti perkeltas į sausą saugyklą arba sausų konteinerių saugyklą, kur kuras laikomas plieno ir betono induose, kol jo radioaktyvumas natūraliai sumažėja („suyra“) iki lygiai yra pakankamai saugūs kitam apdorojimui. Šis tarpinis etapas trunka metus ar dešimtmečius, atsižvelgiant į kuro rūšį. Šiuo metu dauguma JAV atliekų yra laikomos laikinojo saugojimo vietose, kurias reikia prižiūrėti, kartu aptariami tinkami nuolatinio šalinimo būdai.

2003 m. JAV iš branduolinių reaktorių buvo sukaupusi apie 49 000 metrinių tonų panaudoto branduolinio kuro. Požeminės saugyklos JAV Yucca kalne buvo pasiūlytos kaip nuolatinės saugyklos. Po 10 000 metų radioaktyvaus skilimo, remiantis Jungtinių Valstijų aplinkos apsaugos agentūros standartais, panaudotas branduolinis kuras nebekels pavojaus visuomenės sveikatai ir saugai.

Atliekų kiekį galima sumažinti keliais būdais, ypač perdirbant. Net jei aktinidai bus pašalinti, likusios atliekos bus radioaktyvios mažiausiai 300 metų, net jei aktinidai bus palikti tūkstančius metų. Net ir atskyrus visus aktinidus ir sunaikinant greitus reaktorius transmutavus ir kai kuriuos ilgesnio amžiaus neaktinidus, atliekos turi būti atskirtos nuo aplinkos nuo vienerių iki kelių šimtų metų, todėl tai teisingai priskiriama prie ilgalaikės problemos. Subkritiniai reaktoriai arba sintezės reaktoriai taip pat galėtų sutrumpinti atliekų laikymo laiką. Buvo teigiama, kad geriausias branduolinių atliekų sprendimas yra laikinas antžeminis saugojimas, nes technologijos greitai keičiasi. Dabartinės atliekos ateityje gali tapti vertingu ištekliu.

Branduolinė pramonė taip pat gamina mažo aktyvumo radioaktyviųjų atliekų kiekį užterštų daiktų, tokių kaip drabužiai, rankiniai įrankiai, vandens valymo dervos, ir (po eksploatavimo nutraukimo) medžiagų, iš kurių pastatytas pats reaktorius, pavidalu. JAV Branduolinės energetikos reguliavimo komisija ne kartą bandė leisti žemo lygio medžiagas laikyti įprastomis atliekomis: išvežti į sąvartyną, perdirbti į plataus vartojimo prekes ir pan. Daugelis žemo aktyvumo atliekų išskiria labai mažą radioaktyvumą ir dėl savo istorijos yra laikomos tik radioaktyviosiomis atliekomis. Pavyzdžiui, pagal NRC standartus kavos skleidžiamos radiacijos pakanka, kad ji būtų laikoma mažo aktyvumo atliekomis.

Šalyse, turinčiose branduolinę energiją, radioaktyviosios atliekos sudaro mažiau kaip 1 procentą visų pramoninių toksiškų atliekų, kurios pavojingos neterminuotai, nebent jos suskyla ar yra apdorojamos taip, kad būtų mažiau toksiškos arba, idealiu atveju, visiškai netoksiškos. Apskritai, atominė energija gamina kur kas mažiau atliekų nei elektrinės, kurių pagrindą sudaro iškastinis kuras. Ypač pastebima, kad anglį deginantys augalai gamina didelius kiekius toksiškų ir silpnai radioaktyvių pelenų, nes iš akmens anglių koncentruojasi natūraliai esantys metalai ir radioaktyviosios medžiagos. Priešingai, nei yra paplitusi nuomonė, anglies energija išmeta į aplinką daugiau radioaktyviųjų atliekų nei branduolinė energija.17

Perdirbimas

Perdirbus galima panaudoti iki 95 procentų likusio urano ir plutonio panaudotame branduoliniame kure, panaudojant jį mišrame oksidų mišinyje. Tai sumažintų likusių atliekų ilgalaikį radioaktyvumą, nes tai daugiausia trumpalaikiai skilimo produktai ir sumažintų jų kiekį daugiau kaip 90 procentų. Civilinio kuro perdirbimas iš galios reaktorių šiuo metu atliekamas plačiu mastu Didžiojoje Britanijoje, Prancūzijoje ir (buvusios) Rusijoje, Kinijoje ir galbūt Indijoje, o Japonijoje - plečiamu mastu. Perdirbimo potencialas nebuvo išnaudotas, nes tam reikalingi selekciniai reaktoriai, kurie dar nėra komerciniai. Paprastai Prancūzija yra minima kaip sėkmingiausias perdirbėjas, tačiau šiuo metu ji sunaudoja tik 28 procentus (pagal svorį) per metus sunaudojamo kuro, 7 procentus - Prancūzijoje ir dar 21 procentą - Rusijoje.18

Skirtingai nuo kitų šalių, JAV nutraukė civilių perdirbimą kaip vieną JAV neplatinimo politikos dalį, nes branduoliniuose ginkluose gali būti naudojamos tokios perdirbtos medžiagos kaip plutonis. Panaudotas kuras perdirbamas vyriausybės valdomose gynybos gamyklose.19

Nerimas dėl branduolinės energijos

Kritikai, įskaitant daugumą pagrindinių aplinkos apsaugos grupių, tvirtina, kad branduolinė energija yra neekonomiškas ir potencialiai pavojingas energijos šaltinis, turintis ribotą degalų tiekimą, ypač palyginti su atsinaujinančia energija, ir ginčijasi, ar naujas technologijas galima sumažinti sąnaudomis ir rizika. Jie taip pat atkreipia dėmesį į radioaktyviųjų atliekų saugojimo problemą, galimo rimto radioaktyviojo užteršimo dėl avarijos ar sabotažo galimybę ir branduolinių ginklų platinimo galimybę. Šalininkai teigia, kad ši rizika yra maža ir kad ją gali dar labiau sumažinti naujųjų reaktorių technologijos. Jie taip pat tvirtina, kad saugos rodikliai jau yra geri, palyginti su kitomis pagrindinėmis elektrinių rūšimis, kad daugelis atsinaujinančiųjų energijos šaltinių neišsprendė pertraukiamos energijos gamybos problemos, iš tikrųjų apsiribodami tik maža elektros energijos gamybos dalimi ir kad branduolinė energija galia yra tvarus energijos šaltinis.

Nelaimingi atsitikimai

Tarptautinei atominės energijos agentūrai (TATENA) sukurta Tarptautinė branduolinių įvykių skalė (INES) naudojama branduolinių avarijų sunkumui nustatyti nuo 0 iki 7. Du žinomiausi įvykiai yra „Trijų mylių salos“ avarija ir Černobylio katastrofa.

1979 m. Avarija Trijų mylių salos 2-ajame bloke buvo pati blogiausia civilinė branduolinė avarija už Sovietų Sąjungos ribų (INES balas - 5). Reaktorius iš dalies ištirpo. Tačiau reaktoriaus indas ir izoliacinis pastatas nebuvo pažeisti ir į aplinką pateko mažai radiacijos (gerokai žemiau natūralios foninės radiacijos lygio).20 Šis įvykis lėmė esminius Vakarų augalų priežiūros ir eksploatavimo pokyčius. Dėl įvykio nebuvo jokių tiesioginių mirčių ar sužeidimų ir, nors kai kurios grupės diskutavo, pagrindinė nuomonė yra ta, kad nė vienas visuomenės narys nebuvo sužeistas ir nesitikima pastebimo vėžio atvejų padaugėjimo.

Černobylio katastrofa, įvykusi 1986 m. Černobylio atominėje elektrinėje Ukrainos Sovietų socialistinėje Respublikoje (dabar Ukraina), buvo skaudžiausia branduolinė avarija istorijoje ir yra vienintelis įvykis, kuriam INES buvo skirta 7 balai. Ekskursija dėl energijos gali sukelti sprogimą ir garą. paskleisti radioaktyviąją taršą didelėse Europos dalyse. Aštuoni darbuotojai buvo mirtinai apšvitinti, o civilių žūčių skaičius gali siekti 4000. Sprogimo priežastimis buvo nurodytos operatoriaus klaidos ir gamyklos projektai.

Siekiama sumažinti dalijimosi reaktorių riziką projekto pakeitimuose; visų pirma galima statyti pasyviai saugias įmones (tokias kaip ESBWR) ir siekiama iš prigimties saugaus projektavimo. Branduolių sintezės reaktoriai, kurie ateityje gali egzistuoti, teoriškai turi labai mažą riziką.

Pasaulio branduolinės energijos asociacija pateikia mirčių dėl didelių avarijų palyginimą tarp skirtingų energijos gamybos formų. Palyginimui, miršta už TWy pagamintos elektros energijos skaičiaus: 885 hidroenergija, 342 anglis, 85 gamtinės dujos ir 8 branduolinės energijos.21

Augalų pažeidžiamumas pulti

Atominės elektrinės paprastai (nors ir ne visada) laikomos „sunkiais“ taikiniais. JAV augalus juosia dviguba eilė aukštų tvorų, kurios stebimos elektroniniu būdu. Augalų pagrindus patruliuoja nemažos pajėgos ginkluotų sargybinių.22 NRC „Dizaino pagrindo grėsmės“ kriterijai augalams yra paslaptis, todėl nežinoma, kokio dydžio puolimo jėgą augalai sugeba apsaugoti. Tačiau Augalui surinkti reikia mažiau nei 5 sekundžių, o netrukdomas paleidimas trunka keletą valandų, smarkiai apsunkindamas teroristų pajėgas, kurių tikslas yra išlaisvinti radioaktyvumą.

Puolimas iš oro kelia daugiau problemų. Svarbiausia kliūtis, trukdanti skleisti radioaktyvumą, jei įvyktų orlaivio smūgis, yra izoliacijos pastatas ir jo priešraketinis skydas. NRC pirmininkas teigė, kad „atominės elektrinės iš esmės yra tvirtos struktūros, kurias rodo mūsų tyrimai, užtikrinantys tinkamą apsaugą hipotetiniame lėktuvo išpuolyje. NRC taip pat ėmėsi veiksmų, reikalaujančių, kad atominių elektrinių operatoriai sugebėtų suvaldyti didelius gaisrus ar sprogimus“. nesvarbu, kas juos sukėlė “. 23

Be to, rėmėjai atkreipia dėmesį į didelius NRC ir kitų agentūrų atliktus tyrimus, kuriuose buvo patikrintas reaktoriaus ir atliekų kuro saugumas ir nustatyta, kad jie turėtų sugebėti surengti teroristinį išpuolį, panašų į rugsėjo 11-osios teroristinius išpuolius JAV. Degalai paprastai laikomi augalo „saugomoje zonoje“.24 arba panaudoto branduolinio kuro gabenimo konteinerį; pavogti jį naudoti „nešvarioje bomboje“ yra labai sunku. Dėl intensyvios radiacijos beveik neabejotinai greitai nepavyks padaryti arba nužudyti teroristus, kurie bando tai padaryti.

Atominės elektrinės yra sukurtos atlaikyti grėsmes, kurios licencijų išdavimo metu laikomos patikimomis. Tačiau ginklams tobulėjant negalima vienareikšmiškai teigti, kad per 60 augalų eksploatavimo metų jis netaps pažeidžiamas. Be to, dėl būsimos saugyklų būklės gali kilti abejonių. Taip pat pažeidžiamos kitos energijos gamybos formos, tokios kaip hidroelektrinės užtvankos ir suskystintų gamtinių dujų tanklaiviai.

Šalutinio produkto atliekų panaudojimas kaip ginklas

Branduolinės energijos priešininkai išreiškia susirūpinimą, kad branduolinės atliekos nėra gerai apsaugotos ir kad jos gali būti panaudotos kaip teroristinis ginklas, kaip nešvari bomba, cituojant 1999 m. Rusijos įvykį, kai darbuotojai buvo sugauti bandydami parduoti 5 gramus radioaktyviųjų medžiagų. atvira rinka,25 arba įvykis 1993 m., kai rusų darbininkai buvo sugauti pardavę 4,5 kilogramo praturtinto urano.26 Nuo to laiko JT paragino pasaulio lyderius pagerinti saugumą, kad radioaktyviosios medžiagos nepatektų į teroristų rankas.27 Branduolinės energijos šalininkai vis dėlto tvirtina, kad nešvari bomba nėra labai efektyvus ginklas ir sukels palyginti mažai aukų, nors psichologinis poveikis būtų didelis.

Poveikis žmonių sveikatai šalia atominių elektrinių

Pora žvejoja netoli Trojos atominės elektrinės. Reaktoriaus kupolas matomas kairėje, o masyvus aušinimo bokštas - dešinėje.

Didžioji žmonių radiacijos dalis atsiranda dėl natūralios foninės radiacijos. Didžioji dalis likusio poveikio atsiranda dėl medicininių procedūrų. Keli dideli tyrimai JAV, Kanadoje ir Europoje nerado jokių įrodymų, kad žmonių, gyvenančių netoli branduolinių objektų, mirštamumas nuo vėžio padidėjo. Pavyzdžiui, 1990 m. Nacionalinio sveikatos instituto Nacionalinis vėžio institutas (NCI) paskelbė, kad didelio masto tyrimas, kurio metu buvo įvertintas 16 rūšių vėžio mirtingumas, neparodė, kad žmonių, gyvenančių netoli 62 branduolinių įrenginių, mirtingumas nuo vėžio padidėjo. Jungtinėse Amerikos Valstijose. Tyrimas neparodė, kad mirusiųjų nuo leukemijos atvejų dažnis padidėjo tyrinėjant aplinkines apskritis pradėjus eksploatuoti branduolinius įrenginius. NCI tyrimas, plačiausias iki šiol atliktas, apklausė 900 000 mirčių nuo vėžio apskrityse, esančiose netoli branduolinių objektų.

Tačiau Didžiojoje Britanijoje yra padidėjęs vaikų leukemijos lygis kai kuriuose pramonės objektuose, ypač netoli Sellafieldo, kur vietiniai vaikai dešimt kartų dažniau suserga vėžiu. Tokio padidėjimo ar klasterių priežastys neaiškios, tačiau vienas tyrimas, atliktas šalia Sellafieldo, atmetė bet kokį branduolinių šaltinių indėlį. Išskyrus

Žiūrėti video įrašą: Mokslo sriuba: viskas apie atominę energetiką 1 dalis (Spalio Mėn 2021).

Pin
Send
Share
Send