14 ПЕРЕВАГИ ТА НЕДОЛІКИ ЯДЕРНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ - СЕРЕДОВИЩЕ - 2025

У переваги і недоліки ядерної енергетики є досить поширеним дебати в сучасному суспільстві, яке чітко ділиться на два табори. Одні стверджують, що це надійна і дешева енергія, інші попереджають про катастрофи, які можуть спричинити її неправильне використання.

Ядерна енергія або атомна енергія отримується в процесі ядерного поділу, який складається з бомбардування атома урану нейтронами, щоб він розділився надвоє, вивільняючи велику кількість тепла, яке потім використовується для отримання електроенергії.

Перша атомна електростанція відкрилася в 1956 році у Великобританії. За даними Castells (2012), у 2000 р. У світі було 487 ядерних реакторів, які виробляли чверть електроенергії. Наразі шість країн (США, Франція, Японія, Німеччина, Росія та Південна Корея) концентрують майже 75% виробництва ядерної електроенергії (Fernández та González, 2015).

Багато людей вважають, що атомна енергетика є дуже небезпечною завдяки знаменитим аваріям, як Чорнобиль чи Фукусіма. Однак є такі, хто вважає цей вид енергії "чистим", оскільки в ньому дуже мало викидів парникових газів.

Перевага

Висока щільність енергії

Уран - це елемент, який зазвичай використовується в атомних установках для виробництва електроенергії. Це властивість зберігати величезні кількості енергії.

Всього один грам урану еквівалентний 18 літрам бензину, а один кілограм виробляє приблизно таку ж енергію, як 100 тонн вугілля (Castells, 2012).

Дешевше, ніж викопне паливо

В принципі, вартість урану здається набагато дорожчою, ніж нафта або бензин, але якщо врахувати, що для отримання значної кількості енергії необхідні лише невеликі кількості цього елемента, врешті-решт вартість стає навіть нижчою, ніж запаси викопного палива.

Доступність

Світове споживання енергії на основі інформації Статистичного огляду світової енергетики (2016). Delphi234.

Атомна електростанція має можливість працювати цілодобово, 365 днів на рік, для постачання електроенергії місту; Це завдяки тому, що період заправки становить щороку або 6 місяців залежно від установки.

Інші види енергії залежать від постійного постачання палива (наприклад, електростанції, що працюють на вугіллі), або є переривчастими та обмеженими кліматом (наприклад, відновлювані джерела).

Викидає менше парникових газів, ніж викопне паливо

Світове споживання ядерної енергії. NuclearVacuum

Атомна енергія може допомогти урядам виконати свої зобов'язання щодо скорочення викидів ПГ. Процес роботи в атомній станції не виділяє парникові гази, оскільки для неї не потрібно викопне паливо.

Однак викиди, які відбуваються протягом життєвого циклу установки; будівництво, експлуатація, видобуток та подрібнення урану та демонтаж атомної електростанції. (Sovacool, 2008).

Серед найбільш важливих досліджень, які були проведені для оцінки кількості викиду CO2 внаслідок ядерної активності, середнє значення становить 66 г CO2e / кВт / год. Це більше значення викидів, ніж інші відновлювані ресурси, але все ще нижче, ніж викиди, що утворюються на викопному паливі (Sovacool, 2008).

Потрібно небагато місця

Атомній станції потрібно мало місця в порівнянні з іншими видами енергетичної діяльності; він вимагає лише відносно невеликої площі для установки ректора та градирень.

Навпаки, для вітрової та сонячної енергії потрібні великі площі для виробництва тієї ж енергії, що і атомна станція протягом усього терміну її використання.

Утворює мало відходів

Відходи, що утворюються на атомній станції, надзвичайно небезпечні та шкідливі для навколишнього середовища. Однак їх кількість порівняно невелика, якщо порівнювати її з іншими видами діяльності, і застосовуються адекватні заходи безпеки, вони можуть залишатися ізольованими від навколишнього середовища, не представляючи ніякого ризику.

Технологія ще в розвитку

Є багато проблем, які ще мають бути вирішені, коли мова йде про атомну енергію. Однак, крім поділу, існує ще один процес, який називається ядерним синтезом, який полягає в об'єднанні двох простих атомів для утворення важкого атома.

Розвиток ядерного синтезу має на меті використовувати два атоми водню для отримання одного гелію та отримання енергії, це та сама реакція, що відбувається на сонці.

Для ядерного синтезу необхідні дуже високі температури та потужна система охолодження, що створює серйозні технічні труднощі і тому знаходиться ще на стадії розробки.

Якщо це буде застосовано, це означатиме більш чисте джерело, оскільки воно не видасть радіоактивні відходи, а також виробить набагато більше енергії, ніж та, яка виробляється в даний час при розщепленні урану.

Недоліки

Атомна установка "Графенрайнфельд" у Німеччині

Уран - це невідновлюваний ресурс

Історичні дані багатьох країн показують, що в середньому не більше 50-70% урану може бути видобуто в шахті, оскільки концентрація урану менше 0,01% вже не життєздатна, оскільки це потребує переробки більшої кількості гірських порід і використана енергія більша, ніж те, що рослина могло б генерувати. Крім того, видобуток урану має період напіввиведення видобутку родовища 10 ± 2 роки (Dittmar, 2013).

Діттмар запропонував в 2013 році модель для всіх існуючих і запланованих уранових шахт до 2030 року, в якій глобальний пік видобутку урану в 58 ± 4 ктон отриманий протягом 2015 року, щоб згодом зменшити до максимуму 54 ± 5 ​​ктон до 2025 року і, максимум, до 41 ± 5 ктон близько 2030 року.

Цього обсягу більше не вистачить для енергопостачання існуючих та запланованих АЕС на наступні 10-20 років (рис. 1).

Рисунок 1. Пік виробництва урану у світі та порівняння з іншими видами палива (Fernández та González, 2015)

Він не може замінити викопне паливо

Ядерна енергія сама по собі не є альтернативою паливам на основі нафти, газу та вугілля, оскільки 10 000 атомних електростанцій знадобляться для заміни 10 тераватів, які утворюються у світі з викопного палива. Як цифра, їх у світі всього 486.

На будівництво атомної станції потрібно багато грошей і часу, як правило, потрібно від 5 до 10 років від початку будівництва до введення в експлуатацію, а затримки дуже поширені на всіх нових заводах (Zimmerman , 1982).

Крім того, термін експлуатації порівняно короткий, приблизно 30 або 40 років, і для демонтажу установки потрібні додаткові інвестиції.

Залежить від викопного палива

Процеси, пов'язані з ядерною енергією, залежать від викопного палива. Ядерний паливний цикл включає не лише процес вироблення електричної енергії на станції, він також складається з низки заходів, починаючи від розвідки та експлуатації шахт урану до виведення з експлуатації та демонтажу атомної станції.

Видобуток урану шкодить навколишньому середовищу

Видобуток урану є дуже шкідливою діяльністю для навколишнього середовища, оскільки для отримання 1 кг урану необхідно видалити понад 190 000 кг землі (Fernández and González, 2015).

У США ресурси урану в звичайних родовищах, де основний продукт є ураном, оцінюються в 1600 000 тонн субстрату, з якого 250 000 тон урану можуть бути видобуті (Theobald, et al. 1972)

Уран видобувають на поверхні або під землею, подрібнюють, а потім вилуговують у сірчану кислоту (Fthenakis і Kim, 2007). Відходи, що утворюються, забруднюють ґрунт та воду місця радіоактивними елементами та сприяють погіршенню стану навколишнього середовища.

Уран несе значні ризики для здоров’я працівників, які присвячені його видобутку. У 1984 р. Самет та ін. Зробили висновок, що видобуток урану є більшим фактором ризику розвитку раку легенів, ніж куріння сигарет.

Дуже стійкі залишки

Коли завод закінчує свою діяльність, необхідно розпочати процес демонтажу, щоб гарантувати, що майбутні використання земель не становлять радіологічних ризиків для населення чи навколишнього середовища.

Процес демонтажу складається з трьох рівнів, і для того, щоб земля була без забруднення, потрібно близько 110 років. (Дорадо, 2008).

В даний час існує близько 140 000 тонн радіоактивних відходів без будь-якого типу спостереження, які були викинуті між 1949 і 1982 роками в Атлантичний рив, Сполученим Королівством, Бельгією, Голландією, Францією, Швейцарією, Швецією, Німеччиною та Італією (Reinero, 2013, Фернандес і Гонсалес, 2015). Враховуючи, що термін корисного використання урану становить тисячі років, це становить небезпеку для майбутніх поколінь.

Ядерні катастрофи

Атомні електростанції будуються із суворими стандартами безпеки, їх стіни виготовлені з бетону товщиною кілька метрів, щоб ізолювати радіоактивний матеріал зовні.

Однак не можна стверджувати, що вони на 100% безпечні. Протягом багатьох років сталося декілька аварій, які на сьогодні означають, що атомна енергія становить ризик для здоров'я та безпеки населення.

11 березня 2011 року землетрус обрушився на 9 за шкалою Ріхтера на східному узбережжі Японії, спричинивши руйнівне цунамі. Це завдало великої шкоди атомній станції Фукусіма-Даїчі, реактори якої зазнали серйозних пошкоджень.

Подальші вибухи всередині реакторів викидали в атмосферу продукти поділу (радіонукліди). Радіонукліди швидко приєднуються до атмосферних аерозолів (Gaffney et al., 2004), а згодом подорожували великі відстані по всьому світу поряд із повітряними масами через велику циркуляцію атмосфери. (Лозано та ін. 2011).

На додаток до цього в океан було вилито велику кількість радіоактивних матеріалів, і донині завод Фукусіма продовжує випускати забруднену воду (300 т / д) (Fernández and González, 2015).

Чорнобильська аварія сталася 26 квітня 1986 р. Під час оцінки електричної системи управління електростанцією. Катастрофа піддала 30 000 людей, які живуть біля реактора, приблизно 45 залишків випромінювання, приблизно такий самий рівень випромінювання, який зазнали виживачі бомби Хіросіми (Zehner, 2012).

Під час початкового післяаварійного періоду найбільш біологічно значущими ізотопами були виділені радіоактивні йоди, головним чином йод 131 та інші нетривалі йодиди (132, 133).

Поглинання радіоактивного йоду при попаданні забрудненої їжі та води та вдиху призводило до серйозного внутрішнього впливу щитовидної залози людей.

Протягом 4 років після аварії медичні огляди виявили значні зміни у функціональному статусі щитовидної залози у дітей, що піддаються впливу, особливо дітей, які не досягли 7 років (Нікіфоров та Гнепп, 1994).

Війна використовує

За словами Феррандеса та Гонсалеса (2015), відокремити цивільне населення від військової ядерної промисловості дуже важко, оскільки відходи атомних електростанцій, такі як плутоній та збіднений уран, є сировиною для виготовлення ядерної зброї. Плутоній є основою для атомних бомб, а уран використовується в снарядах.

Зростання ядерної енергетики збільшило можливості країн отримувати уран для ядерної зброї. Добре відомо, що один із факторів, які змушують кілька країн без ядерної енергетики виявляти інтерес до цієї енергетики, є основою того, що такі програми могли б допомогти їм розробити ядерну зброю. (Якобсон і Делуччі, 2011).

Масштабне глобальне збільшення об'єктів ядерної енергетики може поставити світ у небезпеку від потенційної ядерної війни чи теракту. На сьогодні розробка або спроба розробки ядерної зброї в таких країнах, як Індія, Ірак та Північна Корея, проводилися таємно на ядерних енергетичних об'єктах (Jacobson and Delucchi, 2011).

Список літератури

1. Castells XE (2012) Переробка промислових відходів: тверді міські відходи та мул стічних вод. Видання Діас де Сантос с. 1320 рік.
2. Діттмар, М. (2013). Кінець дешевого урану. Наука про загальне середовище, 461, 792-798.
3. Fernández Durán, R., & González Reyes, L. (2015). У спіралі енергії. Том II: Крах глобального та цивілізуючого капіталізму.
4. Fthenakis, VM, & Kim, HC (2007). Викиди парникових газів від сонячної електричної та ядерної енергії: дослідження життєвого циклу. Енергетична політика, 35 (4), 2549-2557.
5. Jacobson, MZ, і Delucchi, MA (2011). Забезпечення всієї глобальної енергії вітрою, водою та сонячною енергією, частина I: Технології, енергетичні ресурси, кількості та сфери інфраструктури та матеріали. Енергетична політика, 39 (3), 1154-1169.
6. Лозано, Р.Л., Ернандес-Себаллос, Массачусетс, Адаме, Ж.А., Касас-Руїс, М., Соррібас, М., Сан-Мігель, ЕГ та Болівар, JP (2011). Радіоактивний вплив аварії Фукусіми на Піренейському півострові: еволюція та поточний попередній шлях. Environment International, 37 (7), 1259-1264.
7. Нікіфоров, Y., і Gnepp, DR (1994). Педіатричний рак щитовидної залози після Чорнобильської катастрофи. Патоморфологічне дослідження у 84 випадках (1991–1992 рр.) З Республіки Білорусь. Рак, 74 (2), 748-766.
8. Педро Юсто Дорадо Делманс (2008). Демонтаж та закриття атомних електростанцій. Рада з ядерної безпеки. SDB-01.05. Р 37
9. Samet, JM, Kutvirt, DM, Waxweiler, RJ, & Key, CR (1984). Видобуток урану та рак легенів у чоловіків Навахо. Журнал медицини Нової Англії, 310 (23), 1481-1484.
10. Sovacool, BK (2008). Оцінка викидів парникових газів від атомної енергетики: критичне дослідження. Енергетична політика, 36 (8), 2950-2963.
11. Theobald, PK, Schweinfurth, SP, & Duncan, DC (1972). Енергетичні ресурси США (№ CIRC-650). Геологічна служба, Вашингтон, округ Колумбія (США).
12. Зехнер, О. (2012). Невлаштоване майбутнє АЕС. Футурист, 46, 17-21.
13. Циммерман, MB (1982). Ефекти навчання та комерціалізація нових енергетичних технологій: випадок ядерної енергетики, The Bell Journal of Economics, 297-310.