14 BRANDUOLINĖS ENERGIJOS PRANAŠUMAI IR TRŪKUMAI - APLINKA - 2025

Į privalumai ir trūkumai branduolinės energijos yra gana dažnas diskusijos šiandieninėje visuomenėje, kuri yra aiškiai padalytas į dvi stovyklas. Vieni teigia, kad tai patikima ir pigi energija, kiti įspėja apie nelaimes, galinčias sukelti netinkamą jos naudojimą.

Branduolinė energija arba atominė energija gaunama atliekant branduolio dalijimąsi, susidedantį iš bombarduojančio urano atomą neutronais taip, kad jis dalijasi į dvi dalis, išskirdamas didelius šilumos kiekius, kurie vėliau naudojami elektros energijai gaminti.

Pirmoji atominė elektrinė atidaryta 1956 m. Jungtinėje Karalystėje. Anot Castells (2012), 2000 m. Buvo 487 branduoliniai reaktoriai, kurie pagamino ketvirtadalį pasaulio elektros energijos. Šiuo metu šešios šalys (JAV, Prancūzija, Japonija, Vokietija, Rusija ir Pietų Korėja) koncentruoja beveik 75% branduolinės elektros energijos gamybos (Fernández ir González, 2015).

Daugelis žmonių mano, kad atominė energija yra labai pavojinga dėl garsių avarijų, tokių kaip Černobylis ar Fukušima. Tačiau yra tokių, kurie šią energijos rūšį laiko „švaria“, nes joje išmetama labai mažai šiltnamio efektą sukeliančių dujų.

Privalumas

Didelis energijos tankis

Uranas yra elementas, paprastai naudojamas atominėse elektrinėse elektrai gaminti. Tai turi savybę kaupti didžiulį energijos kiekį.

Vos vienas gramas urano atitinka 18 litrų benzino, o vienas kilogramas pagamina maždaug tiek pat energijos, kiek 100 tonų anglių (Castells, 2012).

Pigesnis nei iškastinis kuras

Iš esmės, atrodo, kad urano kaina yra daug brangesnė nei naftos ar benzino, tačiau jei atsižvelgsime į tai, kad norint sugeneruoti didelį energijos kiekį reikia tik nedidelio šio elemento kiekio, galų gale išlaidos tampa mažesnės net už iškastinio kuro.

Prieinamumas

Pasaulio energijos suvartojimas, remiantis informacija iš „World Energy“ statistinės apžvalgos (2016). „Delphi234“.

Atominė elektrinė turi galimybę veikti visą laiką, 24 valandas per parą, 365 dienas per metus, tiekti miestui elektrą; Taip yra todėl, kad degalų papildymo laikotarpis yra kiekvienais metais arba 6 mėnesiai, priklausomai nuo augalo.

Kiti energijos tipai priklauso nuo nuolatinio degalų tiekimo (pavyzdžiui, akmens anglimi kūrenamų jėgainių) arba yra pertraukiami ir ribojami klimato (pvz., Atsinaujinantys šaltiniai).

Išmeta mažiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų nei iškastinis kuras

Pasaulio branduolinės energijos suvartojimas. Branduolinis vakuumas

Atominė energija gali padėti vyriausybėms įvykdyti savo įsipareigojimus sumažinti ŠESD kiekį. Veikimo procesas atominėje elektrinėje neišskiria šiltnamio efektą sukeliančių dujų, nes tam nereikia iškastinio kuro.

Tačiau teršalai išmetami per visą augalo gyvavimo ciklą; urano statyba, eksploatavimas, gavyba ir frezavimas bei atominės elektrinės išmontavimas. („Sovacool“, 2008).

Iš svarbiausių tyrimų, atliktų siekiant įvertinti išmetamo CO2 kiekį, atsirandantį dėl branduolinės veiklos, vidutinė vertė yra 66 g CO2e / kWh. Kurios išmetamųjų teršalų vertė yra didesnė nei kitų atsinaujinančių išteklių, tačiau vis tiek yra mažesnė už iškastinio kuro išmetamų teršalų kiekį (Sovacool, 2008).

Reikia mažai vietos

Branduolinei jėgainei reikia mažai vietos, palyginti su kitomis energetinės veiklos rūšimis; Rektoriui ir aušinimo bokštams įrengti reikalingas tik palyginti nedidelis plotas.

Priešingai, vėjo ir saulės energijai vykdyti reikalingi dideli plotai, kad būtų galima gaminti tokią pat energiją kaip ir atominei elektrinei per visą jos naudingo tarnavimo laiką.

Sunaudoja mažai atliekų

Atominės elektrinės susidariusios atliekos yra ypač pavojingos ir kenksmingos aplinkai. Tačiau jų yra palyginti nedaug, jei lygintume juos su kita veikla ir būtų naudojamos tinkamos saugumo priemonės, jos gali likti atskirtos nuo aplinkos nekeldamos jokios rizikos.

Technologijos vis dar tobulinamos

Atominė energija dar turi būti išspręsta daugybė problemų. Tačiau be skilimo yra ir kitas procesas, vadinamas branduolių suliejimu, kuris susideda iš dviejų paprastų atomų sujungimo, kad būtų sudarytas sunkusis atomas.

Branduolio sintezės plėtra siekiama panaudoti du vandenilio atomus, kad būtų galima sukurti vieną iš helio ir generuoti energiją. Tai ta pati reakcija, kuri vyksta saulėje.

Kad įvyktų branduolių sintezė, būtina labai aukšta temperatūra ir galinga aušinimo sistema, kuri kelia rimtų techninių sunkumų, todėl vis dar yra kūrimo stadijoje.

Jei tai būtų įgyvendinta, tai reikštų švaresnį šaltinį, nes jis nesukurtų radioaktyviųjų atliekų ir taip pat generuotų daug daugiau energijos nei šiuo metu gaunama dalijantis uranui.

Trūkumai

Grafenrheinfeld atominė elektrinė Vokietijoje

Uranas yra neatsinaujinantis šaltinis

Daugelio šalių istoriniai duomenys rodo, kad kasykloje vidutiniškai būtų galima išgauti ne daugiau kaip 50–70% urano, nes mažesnė nei 0,01% urano koncentracija nebėra perspektyvi, nes reikia perdirbti didesnį kiekį uolienos, o sunaudojama energija yra didesnė nei tai, ką augalas galėtų generuoti. Be to, urano gavybos indėlių gavybos pusperiodis yra 10 ± 2 metai (Dittmar, 2013).

Dittmar 2013 m. Pasiūlė modelį visoms esamoms ir planuojamoms iki 2030 m. Urano kasykloms, kuriose maždaug 2015 m. Gauta 58 ± 4 ktonų pasaulio urano kasybos smailė, kurią vėliau galima sumažinti iki maksimalios 54 ± 5 ​​ktonų. iki 2025 m., o maždaug iki 2030 m. - ne daugiau kaip 41 ± 5 ktonų.

Šios sumos nebeužteks esamoms ir planuojamoms atominėms elektrinėms ateinantiems 10–20 metų maitinti (1 paveikslas).

1 pav. Urano gamybos pasaulyje didžiausia pusė ir palyginimas su kitu kuru (Fernández ir González, 2015)

Tai negali pakeisti iškastinio kuro

Vien atominė energija nėra alternatyva kurui, kurio pagrindą sudaro nafta, dujos ir anglis, nes norint pakeisti 10 teravatų, pagamintų pasaulyje iš iškastinio kuro, prireiktų 10 000 atominių elektrinių. Pasaulyje yra tik 486 žmonės.

Branduolinės elektrinės statybai reikia daug lėšų ir laiko, paprastai nuo statybų pradžios iki atidavimo eksploatuoti reikia daugiau nei 5–10 metų, o vėlavimai yra labai dažni visose naujose elektrinėse („Zimmerman“). , 1982).

Be to, eksploatavimo laikotarpis yra gana trumpas, maždaug 30 ar 40 metų, o jėgainės išmontavimui reikalingos papildomos investicijos.

Priklauso nuo iškastinio kuro

Su branduoline energija susiję procesai priklauso nuo iškastinio kuro. Branduolinio kuro ciklas apima ne tik energijos gamybos procesą gamykloje, bet taip pat apima daugybę veiklos rūšių, pradedant urano kasyklų tyrinėjimu ir eksploatavimu, baigiant atominės elektrinės eksploatavimo nutraukimu ir išmontavimu.

Urano gavyba kenkia aplinkai

Urano gavyba yra labai kenksminga aplinkai veikla, nes norint gauti 1 kg urano reikia pašalinti daugiau kaip 190 000 kg žemės (Fernández ir González, 2015).

Apskaičiuota, kad Jungtinėse Valstijose įprastuose telkiniuose, kur pagrindinis produktas yra uranas, urano ištekliai yra 1 600 000 tonų substrato, iš kurio galima išgauti 250 000 tonų urano (Theobald ir kt., 1972).

Uranas iškasamas paviršiuje arba po žeme, susmulkinamas ir po to išplaunamas į sieros rūgštį (Fthenakis ir Kim, 2007). Susidariusios atliekos užteršia vietos dirvožemį ir vandenį radioaktyviais elementais ir prisideda prie aplinkos blogėjimo.

Uranas kelia didelę riziką darbuotojų, kurie užsiima jo gavyba, sveikatai. Samet ir kt., 1984 m. Padarė išvadą, kad urano gavyba yra didesnis rizikos veiksnys susirgti plaučių vėžiu nei cigarečių rūkymas.

Labai patvarūs likučiai

Pasibaigus gamyklos veiklai, būtina pradėti išmontavimo procesą, siekiant įsitikinti, kad ateityje žemės naudojimas nekels radiacijos pavojaus gyventojams ar aplinkai.

Išardymo procesas susideda iš trijų lygių ir norint, kad žemė nebūtų užteršta, reikia maždaug 110 metų laikotarpio. (Dorado, 2008).

Šiuo metu Jungtinėje Karalystėje, Belgijoje, Olandijoje, Prancūzijoje, Šveicarijoje, Švedijoje, Vokietijoje ir Italijoje (nuo 1949 iki 1982 m.) Atlanto tranšėjoje buvo išmesta apie 140 000 tonų radioaktyviųjų atliekų be jokio tipo priežiūros. 2013 m., Fernández ir González, 2015). Atsižvelgiant į tai, kad urano naudojimo laikas yra tūkstančiai metų, tai kelia pavojų ateities kartoms.

Branduolinės katastrofos

Atominės elektrinės statomos laikantis griežtų saugos standartų, o jų sienos pagamintos iš kelių metrų storio betono, kad būtų galima izoliuoti radioaktyviąsias medžiagas iš išorės.

Tačiau negalima teigti, kad jie yra 100% saugūs. Bėgant metams įvyko keletas avarijų, kurios iki šiol rodo, kad atominė energija kelia pavojų gyventojų sveikatai ir saugai.

2011 m. Kovo 11 d. Pagal Richterio skalę rytinėje Japonijos pakrantėje įvyko 9 žemės drebėjimas, sukėlęs niokojantį cunamį. Tai padarė didelę žalą Fukušimos-Daiichi atominei elektrinei, kurios reaktoriai buvo rimtai paveikti.

Po sprogimų reaktoriuose į atmosferą išsiskyrė skilimo produktai (radionuklidai). Radionuklidai greitai prisitvirtino prie atmosferos aerozolių (Gaffney ir kt., 2004) ir dėl didelės atmosferos cirkuliacijos nukeliavo didelius atstumus aplink pasaulį kartu su oro masėmis. (Lozano ir kt., 2011).

Be viso to, į vandenyną buvo išsiliejęs didelis kiekis radioaktyviųjų medžiagų ir iki šiol Fukušimos gamykla ir toliau išleidžia užterštą vandenį (300 t / dieną) (Fernández ir González, 2015).

Černobylio avarija įvyko 1986 m. Balandžio 26 d., Vertinant gamyklos elektrinę valdymo sistemą. Katastrofos metu 30 000 žmonių, gyvenančių netoli reaktoriaus, patyrė apie 45 Rem spinduliuotės spinduliuotės, maždaug tiek pat, kiek patyrė išgyvenę Hirosimos bomba (Zehner, 2012).

Pirmuoju laikotarpiu po avarijos biologiškai reikšmingiausi išlaisvinti izotopai buvo radioaktyvieji jodai, daugiausia jodo 131 ir kiti trumpaamžiai jodidai (132, 133).

Radioaktyviojo jodo absorbcija nurijus užterštą maistą ir vandenį bei įkvėpus, padarė didelę vidinę žmonių skydliaukės ekspoziciją.

Per ketverius metus po avarijos medicininiai tyrimai nustatė esminius skydliaukės funkcinės būklės pokyčius paveiktiems vaikams, ypač jaunesniems nei 7 metų (Nikiforov ir Gnepp, 1994).

Karo reikmėms

Pasak Fernández ir González (2015), civilius atskirti nuo karinės branduolinės pramonės labai sunku, nes branduolinių jėgainių atliekos, tokios kaip plutonis ir nusodrintas uranas, yra žaliava gaminant branduolinius ginklus. Plutonis yra atominių bombų pagrindas, o uranas naudojamas sviediniuose.

Augant branduolinei energijai, padidėjo tautų galimybė gauti branduoliniams ginklams urano. Gerai žinoma, kad vienas iš veiksnių, dėl kurių kelios šalys, neturinčios branduolinės energijos programų, išreiškia susidomėjimą šia energija, yra pagrindas, kad tokios programos galėtų padėti joms sukurti branduolinius ginklus. (Jacobsonas ir Delucchi, 2011).

Didelio masto branduolinės energetikos objektų padidėjimas pasauliui gali kelti pavojų dėl galimo branduolinio karo ar teroristinių išpuolių. Iki šiol branduolinių ginklų kūrimas ar bandymas kurti tokiose šalyse kaip Indija, Irakas ir Šiaurės Korėja buvo slaptas branduolinės energetikos objektuose (Jacobson ir Delucchi, 2011).

Nuorodos

1. „Castells XE“ (2012) Pramoninių atliekų perdirbimas: kietosios miesto atliekos ir nuotekų dumblas. „Díaz de Santos“ leidimų p. 1320.
2. Dittmar, M. (2013). Pigiojo urano pabaiga. Mokslas apie bendrą aplinką, 461, 792–798.
3. Fernández Durán, R., ir González Reyes, L. (2015). Energijos spiralėje. II tomas: Globaliojo ir civilizuoto kapitalizmo žlugimas.
4. Fthenakis, V. M. ir Kim, HC (2007). Šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas iš saulės ir elektros energijos: gyvavimo ciklo tyrimas. Energetikos politika, 35 (4), 2549–2557.
5. Jacobson, MZ, ir Delucchi, MA (2011). Visos vėjo, vandens ir saulės energijos tiekimas pasaulinei energijai, I dalis: Technologijos, energijos ištekliai, infrastruktūros kiekiai ir plotai bei medžiagos. Energetikos politika, 39 (3), 1154–1169.
6. Lozano, R. L., Hernández-Ceballos, MA, Adame, JA, Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, EG, & Bolívar, JP (2011). Radioaktyvus Fukušimos avarijos poveikis Iberijos pusiasaliui: raida ir ankstesnis kelias. „Environment International“, 37 (7), 1259–1264.
7. Nikiforovas, Y., ir Gneppas, DR (1994). Vaikų skydliaukės vėžys po Černobylio katastrofos. Patomorfologinis 84 atvejų (1991–1992) iš Baltarusijos Respublikos tyrimas. Vėžys, 74 (2), 748-766.
8. Pedro Justo Dorado Dellmansas (2008). Branduolinių elektrinių išmontavimas ir uždarymas. Branduolinės saugos taryba. SDB-01.05. P 37
9. Samet, JM, Kutvirt, DM, Waxweiler, RJ, & Key, CR (1984). Urano gavyba ir plaučių vėžys Navajo vyrams. „New England Journal of Medicine“, 310 (23), 1481–1484.
10. „Sovacool“, BK (2008). Branduolinės energijos išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų įvertinimas: kritinis tyrimas. Energetikos politika, 36 (8), 2950-2963.
11. Theobald, PK, Schweinfurth, SP, ir Duncan, DC (1972). JAV energijos ištekliai (Nr. CIRC-650). Geologijos tarnyba, Vašingtonas, DC (JAV).
12. Zehner, O. (2012). Nenuginčijama atominės energijos ateitis. Futuristas, 46, 17–21.
13. Zimmermanas, MB (1982). Mokymosi poveikis ir naujų energijos technologijų komercializavimas: Branduolinės energijos atvejis, „The Bell Journal of Economics“, 297–310.