14 Переваги та недоліки ядерної енергії



The переваги та недоліки ядерної енергії вони є досить поширеною дискусією в сучасному суспільстві, яка чітко розділяється на два табори. Деякі стверджують, що це надійна і дешева енергія, а інші попереджають про катастрофи, які можуть призвести до зловживання нею. 

Ядерна енергія або атомна енергія одержують через процес поділу ядер, який полягає у бомбардуванні атома урану нейтронами таким чином, що він ділиться на дві частини, випускаючи велику кількість тепла, яке потім використовується для вироблення електроенергії..

Перша атомна електростанція була відкрита в 1956 році в Сполученому Королівстві. Згідно з Castells (2012), у 2000 році було 487 ядерних реакторів, які виробляли чверть електроенергії в світі. На сьогодні шість країн (США, Франція, Японія, Німеччина, Росія та Південна Корея) складають майже 75% виробництва ядерної енергії (Fernández and González, 2015).

Багато хто думає, що атомна енергія дуже небезпечна завдяки відомим аваріям, таким як Чорнобиль чи Фукусіма. Однак є такі, які вважають цей тип енергії «чистим», оскільки він має дуже мало викидів парникових газів.

Індекс

  • 1 Переваги
    • 1.1 Висока щільність енергії
    • 1.2 Дешевше, ніж викопне паливо 
    • 1.3 Доступність 
    • 1.4 Вона викидає менше парникових газів, ніж викопне паливо
    • 1.5 Потрібно мало місця
    • 1.6 Виробляє мало відходів
    • 1.7 Технологія ще в стадії розробки
  • 2 Недоліки
    • 2.1 Уран - невідновлюваний ресурс
    • 2.2 Не може замінити викопне паливо
    • 2.3 Залежить від викопного палива
    • 2.4 Видобування урану шкідливо для навколишнього середовища
    • 2.5 Дуже стійкі відходи
    • 2.6 Ядерні катастрофи
    • 2.7 Воєнні дії
  • 3 Посилання

Переваги

Висока щільність енергії

Уран є елементом, який зазвичай використовується в атомних електростанціях для виробництва електроенергії. Це має властивість зберігати величезну кількість енергії.

Тільки один грам урану дорівнює 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 дорожче, ніж нафта або бензин, але якщо взяти до уваги, що для отримання значних обсягів енергії потрібно лише невеликі кількості цього елемента, то в кінцевому підсумку вартість стає нижчою, ніж викопного палива.

Доступність 

Атомна електростанція має якість працювати весь час, 24 години на добу, 365 днів на рік, для постачання електроенергії до міста; це завдяки періоду заправки кожного року або 6 місяців залежно від заводу.

Інші види енергії залежать від постійного постачання палива (наприклад, вугільних електростанцій), або переривчасті і обмежені кліматом (наприклад, відновлюваних джерел).

Вона викидає менше парникових газів, ніж викопне паливо

Атомна енергія може допомогти урядам виконати свої зобов'язання щодо скорочення викидів ПГ. Процес експлуатації на атомній електростанції не виділяє парникових газів, оскільки не вимагає викопного палива.

Проте викиди, що відбуваються, відбуваються протягом всього життєвого циклу установки; будівництво, експлуатація, видобуток і фрезерування урану і демонтаж АЕС. (Sovacool, 2008).

Серед найважливіших досліджень, проведених для оцінки кількості викидів СО2 від ядерної діяльності, середнє значення становить 66 г CO2e / кВт-год. Яке значення викидів більше, ніж у інших відновлюваних ресурсів, але все ще нижче, ніж викиди, що утворюються в результаті викопного палива (Sovacool, 2008).

Потрібно мало місця

АЕС потребує мало місця порівняно з іншими видами енергетичної діяльності; для встановлення ректора і градирень потрібні лише відносно невеликі землі.

Навпаки, діяльність у сфері енергії вітру та сонячної енергії потребуватиме великих земель для виробництва такої ж енергії, як і атомна електростанція протягом усього терміну її експлуатації.

Генерує мало відходів

Відходи, що утворюються на атомній електростанції, надзвичайно небезпечні і шкідливі для навколишнього середовища. Однак кількість порівняно невелика порівняно з іншими видами діяльності, і застосовуються відповідні заходи безпеки, які можуть залишатися ізольованими від навколишнього середовища, не представляючи жодного ризику..

Технології ще в стадії розробки

Існує ще багато невирішених проблем щодо атомної енергії. Проте, крім ділення, існує ще один процес, який називається ядерним синтезом, який включає об'єднання двох простих атомів для утворення важкого атома.

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

Для виникнення ядерного синтезу потрібні дуже високі температури і потужна система охолодження, яка створює серйозні технічні труднощі і все ще знаходиться на стадії розробки..

Якби це було здійснено, це означало б чистіше джерело, оскільки воно не виробляло б радіоактивних відходів, а також генерувало б набагато більше енергії, ніж в даний час виробляється шляхом поділу урану..

Недоліки

Уран є невідновлюваним ресурсом

Історичні дані багатьох країн показують, що в середньому не можна видобувати в шахті більше 50-70% урану, оскільки концентрація урану менше 0,01% більше не є життєздатною, оскільки вимагає переробки більшої кількості урану. каміння і енергія, що використовується, більша, ніж те, що вона могла генерувати на заводі. Крім того, видобуток урану має період напіврозпаду видобутку родовища 10 ± 2 років (Dittmar, 2013).

Dittmar запропонував модель у 2013 році для всіх існуючих уранових шахт і запланований до 2030 року, в якому глобальний пік видобутку урану 58 ± 4 ктон буде отриманий близько 2015 року, а потім скорочений до максимуму 54 ± 5 ​​kton за 2025 р. і, максимум, 41 ± 5 кт близько 2030 р.

Цієї кількості більше не буде достатньо для живлення існуючих і запланованих атомних електростанцій протягом наступних 10-20 років (рис. 1).

Він не може замінити викопне паливо

Тільки ядерна енергетика не є альтернативою нафти, газу та вугільного палива, оскільки для заміни 10-ти теравотацій, які генеруються у світі від викопного палива, буде потрібно 10 тисяч атомних електростанцій. Фактично, у світі їх всього 486.

Для будівництва атомної електростанції потрібні багато грошей і часу, зазвичай потрібно від 5 до 10 років від початку будівництва до запуску, і дуже часто трапляються затримки на всіх нових заводах (Zimmerman) 1982).

Крім того, період експлуатації є відносно коротким, приблизно 30 або 40 років, і додаткові інвестиції потрібні для демонтажу заводу.

Залежить від викопного палива

Перспективи, пов'язані з ядерною енергетикою, залежать від викопного палива. Ядерний паливний цикл не тільки передбачає процес виробництва електроенергії на заводі, він також складається з ряду заходів, які охоплюють від розвідки та експлуатації шахт з урану до виведення з експлуатації та виведення з експлуатації атомної електростанції.

Видобуток урану шкідливий для навколишнього середовища

Видобуток урану - це діяльність, яка дуже шкідлива для навколишнього середовища, оскільки для отримання 1 кг урану необхідно видалити більше 190 тис. Кг землі (Fernández and González, 2015).

У Сполучених Штатах ресурси урану в звичайних родовищах, де уран є основним продуктом, оцінюються в 1 600 000 тонн субстрату, з якого вони можуть відновлюватися, видобуваючи 250 тис. Тонн урану (Theobald, et al., 1972).

Уран витягується на поверхню або в надра, подрібнюється і потім вилуговується в сірчану кислоту (Fthenakis and Kim, 2007). Відходи, що утворюються, забруднюють грунт і воду місця радіоактивними елементами і сприяють погіршенню навколишнього середовища.

Уран несе значні ризики для здоров'я працівників, які його видобувають. Самет і його колеги у 1984 році прийшли до висновку, що видобуток урану є більшим фактором ризику розвитку раку легенів, ніж куріння сигарет.

Дуже стійкі відходи

Коли завод закінчує свою діяльність, необхідно розпочати процес демонтажу, щоб гарантувати, що майбутнє використання землі не буде представляти радіологічний ризик для населення або для навколишнього середовища.

Процес розбирання складається з трьох рівнів, а для вільного забруднення землі потрібно близько 110 років. (Dorado, 2008).

В даний час існує близько 140 тис. Тонн радіоактивних відходів без будь-якого типу спостереження, які були вивантажені між 1949 і 1982 рр. В Атлантичному траншеї, Сполученим Королівством, Бельгією, Голландією, Францією, Швейцарією, Швецією, Німеччиною і Італією (Reinero, 2013, Fernández and González, 2015). Враховуючи, що термін корисного використання урану становить тисячі років, це є ризиком для майбутніх поколінь.

Ядерні катастрофи

Атомні електростанції будуються зі строгими стандартами безпеки, а їхні стіни зроблені з бетону товщиною кілька метрів, щоб ізолювати радіоактивний матеріал ззовні.

Однак не можна сказати, що вони на 100% безпечні. Протягом багатьох років було декілька нещасних випадків, які на сьогоднішній день означають, що атомна енергія являє собою ризик для здоров'я та безпеки населення.

11 березня 2011 року на східному узбережжі Японії стався землетрус на 9 градусів за шкалою Ріхтера, що призвело до руйнівного цунамі. Це завдало великої шкоди АЕС «Фукусіма-Даїчі», реактори якої були серйозно постраждали.

Наступні вибухи всередині реакторів випустили в атмосферу продукти ділення (радіонукліди). Радіонукліди швидко зв'язувалися з атмосферними аерозолями (Gaffney et al., 2004), а згодом подорожували великими відстанями по всьому світу разом з повітряними масами завдяки великій циркуляції атмосфери. (Lozano, et al., 2011).

На додаток до цього, велика кількість радіоактивного матеріалу була розлита в океан, і до цього дня, завод "Фукусіма" продовжує викидати забруднену воду (300 т / д) (Fernández and González, 2015).

Чорнобильська аварія сталася 26 квітня 1986 року під час оцінки електричної системи управління заводу. Катастрофа піддала впливу близько 30 тис. Осіб, що живуть біля реактора, близько 45 реміну радіації кожен, приблизно такий же рівень радіації, який зазнали ті, що пережили бомбу в Хіросімі (Zehner, 2012)

У початковий період після аварії найбільш істотними ізотопами, що виділяються з біологічної точки зору, були радіоактивні йоди, переважно йод 131 та інші короткоживучі йодиди (132, 133)..

Всмоктування радіоактивного йоду при вживанні забрудненої їжі та води та інгаляції призводило до серйозного внутрішнього опромінення щитовидної залози людей..

Протягом чотирьох років після аварії медичні обстеження виявили суттєві зміни в функціональному стані щитовидної залози у підданих дітей, особливо у дітей віком до 7 років (Нікіфоров та Гнепп, 1994)..

Військові використання

На думку Фернандеса та Гонсалеса (2015), дуже важко відокремити цивільну ядерну промисловість від військової, оскільки відходи від атомних електростанцій, такі як плутоній і збіднений уран, є сировиною при виробництві ядерної зброї. Плутоній є основою атомних бомб, а уран використовується в снарядах. 

Зростання ядерної енергії збільшило здатність країн отримувати уран для ядерної зброї. Загальновідомо, що одним з факторів, що призводить до того, що кілька країн, які не мають ядерних енергетичних програм, виражають зацікавленість у цій енергії, є основою для того, щоб такі програми могли допомогти їм розробити ядерну зброю. (Jacobson and Delucchi, 2011).

Масштабне глобальне збільшення об'єктів атомної енергетики може поставити під загрозу світ у разі можливої ​​ядерної війни або теракту. На сьогоднішній день розробка або спроба розробки ядерної зброї з таких країн, як Індія, Ірак і Північна Корея, здійснювалася таємно на об'єктах ядерної енергетики (Jacobson and Delucchi, 2011).

Список літератури

  1. Castells X. E. (2012) Переробка промислових відходів: Тверді міські відходи та осад стічних вод. Ediciones Діас-де-Сантос p. 1320.
  2. Dittmar, M. (2013). Кінець дешевого урану. Наука тотального середовища, 461, 792-798.
  3. Fernández Durán, R., & González Reyes, L. (2015). У спіралі енергії. Том II: Крах глобального і цивілізаційного капіталізму.
  4. Fthenakis, В. М., & Kim, H. C. (2007). Викиди парникових газів від сонячної електричної та ядерної енергії: Дослідження життєвого циклу. Енергетична політика, 35 (4), 2549-2557.
  5. Jacobson, M. Z., & Delucchi, M.A. (2011). Забезпечення всієї глобальної енергії вітровою, водною та сонячною енергією, Частина I: Технології, енергетичні ресурси, кількості та райони інфраструктури, матеріали. Енергетична політика, 39 (3), 1154-1169.
  6. Lozano, R.L., Hernandez-Ceballos, M.A., Adame, J.A., Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, E.G., & Bolivar, J.P. (2011). Радіоактивний вплив аварії Фукусіма на Піренейському півострові: еволюція і шлейф попереднього шляху. Environment International, 37 (7), 1259-1264.
  7. Нікіфоров, Y., & Gnepp, D. R. (1994). Дитячий рак щитовидної залози після Чорнобильської катастрофи. Патоморфологічне дослідження 84 випадків (1991-1992 рр.) З Республіки Білорусь. Cancer, 74 (2), 748-766.
  8. Педро Хусто Дорадо Делманс (2008). Демонтаж та закриття атомних електростанцій. Рада з ядерної безпеки. SDB-01.05. P 37
  9. Samet, J.M., Kutvirt, D.M., Waxweiler, R.J., & Key, C.R. (1984). Видобуток урану та рак легенів у чоловіків навахо. New England Journal of Medicine, 310 (23), 1481-1484.
  10. Sovacool, B. K. (2008). Оцінка викидів парникових газів від ядерної енергетики: критичне дослідження. Енергетична політика, 36 (8), 2950-2963.
  11. Theobald, P.K., Schweinfurth, S.P., & Duncan, D.C. (1972). Енергетичні ресурси США (№ CIRC-650). Геологічна служба, Вашингтон, округ Колумбія (США).
  12. Zehner, O. (2012). Майбутнє ядерної енергії. Футурист, 46, 17-21.
  13. Zimmerman, M. B. (1982). Ефекти навчання та комерціалізація нових енергетичних технологій: випадок ядерної енергетики. Bell Journal of Economics, 297-310.