Atom je miren: fotografija, simbol. Ali je atom miren? Ali obstaja prihodnost za miren atom?

Ob koncu druge svetovne vojne sta bila v japonskih mestih Hirošima in Nagasaka padla dve jedrski bombi. Novo orožje se je izkazalo za najbolj smrtonosno v človeški zgodovini. Naslednja jedrska rasa med ZSSR in Združenimi državami je še poslabšala strahove svetovne skupnosti nad jedrskim dejavnikom. Vendar se je poleg jedrskih bojnih glav pojavil tudi miren atom. Ta stavek pomeni jedrska energija.

Načelo delovanja jedrskih elektrarn

Delovanje katere koli jedrske elektrarne temelji na cepitvi atoma. Da bi to povzročili, je treba izvajati nevtronsko bombardiranje jeder urana-235. Najmanjši delci so razdeljeni na fragmente, pri čemer proizvajajo ogromno količino gama žarkov in toplotne energije.

Miren atom lahko ostane miren le pod strogim nadzorom, ki je obvezen za jedrske elektrarne. Dejstvo je, da se pri fisiji pojavijo nevtroni, ki ustvarjajo nove verižne reakcije. Nenadzorovano kritje jeder vodi do eksplozije. To načelo je temelj delovanja atomskih bomb. V elektrarnah je proces nadzorovan, presežna energija pa se usmeri v kanal, ki je uporaben za ljudi.

Uran-235

Jedrsko gorivo Pred uporabo ga namestite v posebne palice. Shrani se v obliki tablet, narejenih iz uranovega oksida. Treba je razumeti, da ta snov ni enotna. 3% takšnih tablet je sestavljeno iz urana-235 (reakcija je natančno razdeljena), ostalo pa uran-238 (ta izotop ni deljen).

Zakaj potrebujemo takšno razmerje? Da proces ostane pod nadzorom. Delovni reaktor sproži reakcijo fisije. V času njegovega razvoja se količina urana-235 zmanjša. Hkrati se poveča količina cepitvenih produktov. To so jedrski odpadki. So resna nevarnost za okolje, zato jih je treba ustrezno odstraniti. Ali je atom miren? Kot je razvidno iz opisane tehnologije, le s strogim upoštevanjem navodil in pravil proizvodnega procesa.

Predpogoji za videz

Jedrska (atomska) energija je nastala sredi 20. stoletja. Od takrat so na svetu zgradili na stotine jedrskih elektrarn (442 del danes). Miren atom zagotavlja več kot polovico energije, ki jo potrebujejo Francija, Poljska, Litva, Slovaška, Švedska in Južna Koreja. Jedrske elektrarne v zahodni Evropi ustvarjajo približno tretjino električne energije.

Vse se je začelo leta 1939, ko je bila Nemčija odprta jedrska cepitev uran. Preiskave Nemcev so bile zelo zainteresirane za ZSSR. Znanstveniki so takoj spoznali, da novo odkrit proces omogoča izdelavo velikih količin energije. Če bi se strokovnjakom uspelo naučiti nadzorovati kompleksne reakcije, bi to rešilo številne gospodarske probleme. Prve sovjetske študije, povezane z mirnim atomom, so potekale v RIAN (radijskem inštitutu Akademije znanosti) pod vodstvom izjemnega fizika Igor Kurchatov.

Jedrska rasa

Delo sovjetskih znanstvenikov je oviralo pomanjkanje lastnih zalog urana v ZSSR. Poleg tega se je leta 1941 začela Velika domovinska vojna in za nekaj časa je bilo treba pozabiti na revolucionarna odkritja. Glede na to je bil dnevni red prestrežen v Združenem kraljestvu, ZDA in Nemčiji. Paradoks je, da se je jedrska energija pojavila kot podružnica militarističnega projekta. Seveda so ratne države najprej poskušale dobiti najmočnejše orožje in šele nato razmišljale o mirnih načinih uporabe svojih odkritij.

Prvi eksperimentalni jedrski reaktor je bil uveden v Združenih državah decembra 1942. Vodja projekta je bil italijanski znanstvenik Enrico Fermi. V ZSSR se je prvi reaktor pojavil konec leta 1946 na Inštitutu za atomsko energijo. Do takrat ameriški bombardiranje Hirošime in Nagasaka. V ZSSR je leta 1949 nastala atomska bomba in vodikova bomba leta 1953. Vojna se je že končala in znanstveniki so začeli pripravljati jedrski reaktor za delo na nacionalnem gospodarstvu Sovjetske zveze.

Gradnja jedrskih elektrarn

Prva jedrska elektrarna na svetu se je začela poleti leta 1954. Izkazalo se je Obninskska jedrska elektrarna, ki se nahaja v regiji Kaluga. V ZDA so z malo zamudo začeli izvajati tudi projekt jedrske energije. Leta 1956 so Američani prvič uspeli pridobiti električno energijo skozi reaktor. Postopoma so v dveh velesilah temeljile vse nove jedrske elektrarne. Vsak od njih je premagal še en rekord moči.

Vrh v razvoju jedrske energije je padel v drugi polovici šestdesetih let 20. stoletja. Nato se je število gradbenih objektov v jedrski elektrarni začelo zmanjševati. V ZDA so Kongres in znanstvena skupnost začeli razpravo o problemih, povezanih z varnostjo miroljubne jedrske energije. Kljub temu je do leta 1986 proizvodnja električne energije v jedrskih elektrarnah dosegla 15% obsega, ki ga proizvedejo konvencionalne elektrarne.

Simbol jedrske energije

Leta 1958 je v Bruslju, kjer je potekala naslednja svetovna razstava, odprl Atomium. Nad konceptom oblikovanja je delal arhitekt Andre Vaterkeyner. Atomij izgleda kot povečana kristalna mreža iz železa: združena sta devet atomov. Masa konstrukcije je 2400 ton, višina pa 102 metrov. Obiskovalci lahko vstopijo v šest od devetih področij. Ti atomski modeli, povečani na stotine milijarde krat, so med seboj povezani z dvema dvaindvajsetindvajset metri cevmi. V notranjosti so hodniki in pomične stopnice.

Ekološki dejavnik

Problem onesnaženja okolja z radioaktivnimi odpadki postaja vse pomembnejši vsako leto. Na primer, v sodobni Rusiji jedrski atom upravlja osebje 10 jedrskih elektrarn. Vsa ta podjetja potrebujejo posebno pozornost od okoljevarstvenikov in vladnih agencij.

Vsako leto se v Evropski uniji nabira 50.000 kubičnih metrov radioaktivnih odpadkov. Ključni problem je, da takšen smeti ostanejo nevarni tisoče let (npr. Obdobje upadanja plutonija-239 je 24 tisoč let).

Ravnanje z odpadki

Danes obstaja več konceptov o tem, kako se najbolje znebiti radioaktivnih odpadkov. Prva ideja je ustvariti odlagališča na dnu svetovnega oceana. To je precej težka metoda za izvajanje. Posode morajo biti na precejšnji globini, poleg tega pa lahko poškodujejo morski tok.

Druga ideja je obravnavana v NASA, kjer predlagajo pošiljanje jedrskih odpadkov v vesolje. Ta metoda je varna za Zemljo, vendar je preobremenjena s prekomernimi izdatki. Obstajajo še druge ideje: prevoz odpadkov na nenaseljene otoke ali jih pokopati na ledu Antarktika. Najbolj sprejemljivo danes velja za različico gradnje pokopališč v skalnih podzemnih kamninah. Študije, povezane s to idejo, se še naprej izvajajo v Nemčiji in Švici.

Lekcija v Černobilu

Za jedrsko energijo se dolgo časa šteje, da ni alternativa. Že več desetletij je mirni atom v ZSSR in drugih državah nadaljeval svojo gospodarsko širitev. Vendar leta 1986 se je v Černobilu zgodila tragedija, ki je prisilila človeštvo, da ponovno razmisli o svojem odnosu do jedrskih elektrarn. Na postaji pri Pripyatu je prišlo do eksplozije, katere posledica je bilo uničenje reaktorja in sprostitev znatnega števila radioaktivnih snovi, nevarnih za zdravje, v okolje.

Znani sovjetski slogan "Miren atom v vsaki hiši" se je izkazal za ogrožen. V prvih mesecih po nesreči je bilo ubitih 30 ljudi. Vendar so resnične posledice sevanja vplivale pozneje. V naslednjih letih je desetine ljudi v stiski umrlo zaradi strašne bolezni. Na območju okužbe je bilo na tisoče državljanov ZSSR. Pomembna ozemlja Belorusije, Ukrajine in Rusije so postale neprimerne za kmetijstvo. Nesreča v jedrski elektrarni Černobila je privedla do izbruha javne fobije v zvezi z jedrsko energijo. Po tej tragediji so bile številne postaje po vsem svetu zaprta.

Čeprav je več kot 30 let varnostnih ukrepov v teh podjetjih opazno izboljšalo, bi lahko teoretično tragedija podobna Černobilu ponovilo. V primeru nesreče, tako pred kot po Černobilu: leta 1957 - v Združenem kraljestvu (z vetrom), leta 1979 - v ZDA (Three Mile Island), v letu 2011 - na Japonskem (Fukushima). Danes je IAEA zbrala podatke o več kot 1000 izrednih dogodkih na postajah. Vzroki za nesreče: človeški dejavnik (80% primerov), manj pogosto - oblikovne napake. V Fukušimi na Japonskem je prišlo do izrednih razmer zaradi močnega potresa in cunamija, ki je sledil.

Možnosti za jedrsko energijo

Vprašanje, ali obstaja prihodnost za miren atom z gospodarskega vidika, je zapleteno in povzroča številne strokovne spore. Zaradi velikega števila nasprotujočih si dejavnikov je njena prihodnost nejasna in nejasna. Najnovejše napovedi, ki jih je objavila Mednarodna agencija za energijo, kažejo, da se bo delež električne energije, proizvedene v jedrskih elektrarnah, nadaljeval s 15% na 9% do leta 2030.

Do nedavnega je bila zaradi visokih cen nafte med drugim potrebna tudi jedrska energija. Vendar pa so se leta 2014 močno zmanjšali. Tako je bila jedrska elektrarna še ena cenejša alternativa. Pomembno je tudi, da miroljubni atom ljudem zagotavlja samo električno energijo (to je celo z razširjeno uporabo, ki ne more popolnoma rešiti družbe energetske odvisnosti).

Olje ali električna energija?

Nafta, kljub vsemu, je pomembna za industrijo in promet. Okoli 40% energije, ki jo porabijo ZDA, zagotavlja ta vir. Japonska in Francija se ne morejo znebiti odvisnosti od nafte (čeprav aktivno uporabljajo jedrske elektrarne). Torej obstaja prihodnost za miren atom ali pa je obsojena, da ostane v senci "črnega zlata"? Navedene težnje kažejo, da so jedrske elektrarne v preteklosti. Vendar so nekateri nedavni dogodki dali jedrski energiji novo priložnost.

Gre za videz avtomobilov, ki ne delujejo na bencin, temveč na električni energiji. Danes takšna vozila vedno bolj osvajajo trge ZDA in Evrope. V nekaj desetletjih bodo električna vozila postala norma. V tem trenutku lahko svetovno gospodarstvo spet reši mirno jedrsko energijo. NEK lahko rešijo problem vedno večje potrebe po električni energiji v različnih državah.

Termonuklearna energetika

Obstaja še ena perspektiva, v kateri lahko miren atom ustvari gospodarsko zmago. Eden od najpomembnejših problemov, povezanih z delovanjem jedrskih elektrarn, je okoljska varnost. Vprašanje kompleksnosti odlaganja sevalnih odpadkov in izrabljenega goriva je povzročilo zamisel o preureditvi jedrskih reaktorjev v nove atomsko-termonuklearne. Takšna podjetja bodo popolnoma varna za okolje. Toda preden bo ta tehnologija mirnega atoma uvedena v proizvodnjo, bodo strokovnjaki morali narediti pomemben način.

Danes ekipe iz 33 držav že delajo na termonuklearnem projektu. Svetovna narava ideje s termonuklearnimi gorivi je odvisna od številnih prednosti. Ni z vidika ekologije varen, temveč tudi neizčrpen. Potreben vir za znanstvenike je devterij, pridobljen iz svetovnega oceana. Glavna tehnološka razlika med termonuklearno postajo in jedrsko elektrarno je, da bo jedrska fuzija potekala v novih obratih (jedrska energija se razdeli na starih jedrskih elektrarnah). Morda je v tej tehnologiji leža prihodnost mirnega atoma.