Branduolinė energija
Branduolinė energija - tai kontroliuojamas branduolinės energijos naudojimas. Branduolinė energija - tai energija, esanti "skylančiuose" elementuose, pavyzdžiui, urane, kuri gali būti išlaisvinta vykstant branduolinėms reakcijoms įrenginyje, vadinamame branduoliniu reaktoriumi. Ši energija paverčiama elektros energija, kuri vėliau gali būti naudojama mašinoms maitinti ir namams šildyti. 2007 m. 14 % pasaulio elektros energijos buvo pagaminta iš branduolinės energijos. Atominėse elektrinėse taip pat susidaro radioaktyviųjų atliekų, kurios gali būti kenksmingos, jei yra netinkamai saugomos.
Nuo XX a. vidurio žmonės taip pat tyrinėja galimybę naudoti branduolių sintezės energiją, kuri gamina daug daugiau energijos ir nesukuria radioaktyviųjų atliekų. Branduolių sintezės reaktoriai dar neegzistuoja ir vis dar kuriami.
2011 m. duomenimis, Cattenom elektrinė netoli Metzo yra didžiausia Prancūzijos atominė elektrinė. Drėgnomis dienomis didelė dalis vandens garų kondensuojasi.
Istorija
1941 m. Enrico Fermi sukūrė pirmąjį branduolinį reaktorių. Daug reaktorių buvo pastatyta JAV Antrojo pasaulinio karo metais vykdant Manheteno projektą. 1954 m. Obninske netoli Maskvos pradėjo veikti pirmoji atominė elektrinė. Dauguma branduolinių elektrinių JAV buvo pastatytos septintajame ir aštuntajame dešimtmetyje. Branduoliniai reaktoriai taip pat maitina kai kuriuos didelius karinius laivus ir povandeninius laivus.
Energijos gamyba
Branduoliniuose reaktoriuose vyksta procesas, vadinamas branduolių dalijimusi, kurio metu naudojami tokie atomai kaip uranas ar plutonis (ypač izotopas uranas 235) ir dalijami dalelėmis, vadinamomis neutronais. Taip dalis masės paverčiama energija pagal Einšteino lygtį E=mc2. Skilimui tinkami elementai sudedami į strypus, vadinamus kuro strypais. Kuro strypai panardinami į vandenį, o energija, išsiskirianti vykstant dalijimosi reakcijai, įkaitina vandenį, kuris virsta garais.
Garo garai suka turbiną, kuri gamina elektros energiją. Po to garas kondensuojamas didžiuliuose aušinimo bokštuose, jis vėl virsta vandeniu ir vėl siunčiamas į reaktorių.
Reakciją galima valdyti tarp kuro strypų įdėjus "valdymo strypus". Valdymo strypai paprastai gaminami iš boro, kuris sugeria neutronus ir stabdo reakciją.
Branduolinis skilimas gali įvykti, kai reakcija nekontroliuojama ir pradeda gamintis pavojingos radioaktyviosios dujos (pvz., kriptonas). Priešingai populiariam įsitikinimui, branduoliniai reaktoriai negali sprogti kaip branduolinės bombos, tačiau iš jų ištrūkusios radioaktyviosios medžiagos kelia pavojų.
Nelaimingi atsitikimai
Įvyko keletas rimtų branduolinių avarijų. Buvo sudaryta avarijų pavojingumo skalė. Ji vadinama Tarptautine branduolinių įvykių skale. Skalę sudaro 8 lygiai (0-7), o 7 lygis yra pats blogiausias.
- 1986 m. įvykusi Černobylio katastrofa, priskirta 7 lygiui.
- Fukušimos branduolinė katastrofa įvyko 2011 m. dėl 7-ojo lygio žemės drebėjimo.
- Mayak avarija; įvyko 1957 m. Išsiskyrusios radiacijos kiekis ir bendras pavojus buvo didesnis nei Černobylio avarijoje. Tačiau paveikta teritorija buvo mažesnė. Dėl šių priežasčių avarija priskiriama tik 6 lygiui.
- 1957 m. kilęs gaisras Windscale ir 1979 m. avarija Three Mile Island saloje - 5 lygio.
- Tokaimuroje įvykusios branduolinės avarijos 4 lygis
Branduolinių povandeninių laivų avarijos: sovietinio povandeninio laivo K-19 reaktoriaus avarija (1961 m.), sovietinio povandeninio laivo K-27 reaktoriaus avarija (1968 m.) ir sovietinio povandeninio laivo K-431 reaktoriaus avarija (1985 m.).
Per 2011 m. Japonijoje įvykusią avariją Fukušimos Daiči branduolinėje elektrinėje sprogimai apgadino tris branduolinius reaktorius.
Ekonomika
Branduolinės energijos ekonominė nauda yra sudėtinga, o po 2011 m. įvykusios Fukušimos branduolinės katastrofos šiuo metu veikiančių ir naujų branduolinių elektrinių sąnaudos greičiausiai didės dėl padidėjusių reikalavimų, susijusių su panaudoto branduolinio kuro tvarkymu vietoje, ir padidėjusių projektinių grėsmių.
Diskusijos
Diskutuojama dėl branduolinės energijos naudojimo. Šalininkai, pavyzdžiui, Pasaulinė branduolinės energetikos asociacija ir TATENA, teigia, kad branduolinė energija yra tvarus energijos šaltinis, mažinantis anglies dioksido išmetimą. Be to, ji nesukelia smogo ir rūgščiųjų lietų. Branduolinės energijos priešininkai, pavyzdžiui, "Greenpeace International" ir Branduolinės informacijos ir išteklių tarnyba, mano, kad branduolinė energija kelia grėsmę žmonėms ir aplinkai.
Naujausi pokyčiai
2007 m. atominės elektrinės pagamino apie 2600 TWh elektros energijos ir tiekė 14 proc. pasaulyje suvartojamos elektros energijos, t. y. 2 proc. mažiau nei 2006 m. 2010 m. gegužės 9 d. duomenimis, pasaulyje veikė 438 (372 GW) branduoliniai reaktoriai. Didžiausias rodiklis buvo pasiektas 2002 m., kai veikė 444 branduoliniai reaktoriai.
Japonijos Fukušimos Daiči branduolinėje elektrinėje ir kituose branduoliniuose objektuose įvykusios avarijos sukėlė klausimų dėl branduolinės energijos ateities. Platts teigė, kad "krizė Japonijos Fukušimos atominėse elektrinėse paskatino pagrindines energiją vartojančias šalis peržiūrėti esamų reaktorių saugumą ir sukėlė abejonių dėl planuojamos plėtros greičio ir masto visame pasaulyje". Po Fukušimos branduolinės katastrofos Tarptautinė energetikos agentūra perpus sumažino numatomus iki 2035 m. pastatyti papildomus branduolinės energijos gamybos pajėgumus.
Slėginio vandens indų galvutės
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra branduolinė energija?
A: Branduolinė energija - tai kontroliuojamas branduolinės energijos naudojimas elektros energijai gaminti.
K: Kaip veikia branduolinis reaktorius?
A: Branduolinis reaktorius naudoja branduolines reakcijas, kad išlaisvintų energiją, kuri vėliau užvirina vandenį ir įjungia garo variklį, gaminantį elektros energiją.
K: Kokią dalį pasaulio elektros energijos 2007 m. pagamino branduolinė energija?
A: 2007 m. 14 % pasaulio elektros energijos buvo pagaminta iš branduolinės energijos.
K: Kokie galimi pavojai, susiję su branduolinės energijos naudojimu?
A: Atominėse elektrinėse susidaro radioaktyviųjų atliekų, kurios gali būti kenksmingos, jei yra netinkamai saugomos.
K: Kokios rūšies alternatyvūs energijos šaltiniai buvo tiriami nuo XX a. vidurio?
A: Nuo XX a. vidurio žmonės tyrinėja branduolių sintezės energiją kaip alternatyvų energijos šaltinį.
K: Kuo branduolių sintezės energija skiriasi nuo tradicinės branduolinės energijos?
A: Branduolių sintezės energija pagamina daug daugiau energijos nei tradicinė branduolinė energija ir nesusidaro radioaktyviųjų atliekų.
K: Ar jau galima įsigyti branduolių sintezės reaktorių?
A.: Branduolių sintezės reaktorių dar nėra ir jie vis dar kuriami.
