Sa pagtatapos ng World War II, dalawang bombang nuklear ang ibinagsak sa mga lungsod ng Hiroshima at Nagasaki ng Japan. Ang bagong sandata ay napatunayang ang pinakanakamamatay sa kasaysayan ng tao. Ang sumunod na karerang nuklear sa pagitan ng USSR at USA ay lalong nagpalala sa pangamba ng pamayanan sa daigdig sa kadahilanang nuklear. Gayunpaman, bilang karagdagan sa mga atomic warhead, lumitaw ang isang mapayapang atom. Ang pariralang ito ay tumutukoy sa nuclear power.
prinsipyo ng pagpapatakbo ng NPP
Ang operasyon ng anumang nuclear power plant ay batay sa reaksyon ng atom fission. Upang matawag ito, kinakailangan na magsagawa ng neutron bombardment ng uranium-235 nuclei. Ang pinakamaliit na particle ay nahahati sa mga fragment, habang bumubuo ng malaking halaga ng gamma ray at thermal energy.
Ang mapayapang atom ay mananatiling mapayapa lamang sa ilalim ng mahigpit na kontrol, sapilitan para sa mga nuclear power plant. Ang katotohanan ay sa panahon ng fission, ang mga neutron ay bumangon, na nagdudulot ng mga bagong reaksyon ng kadena. Ang hindi makontrol na pagbalot ng nuclei ay humahantong sa isang pagsabog. Ang prinsipyong ito ang sumasailalim sa pagpapatakbo ng mga bombang atomika. Sa mga power plant, ang proseso ay kinokontrol, at ang sobrang enerhiya ay idinidirekta sa isang kapaki-pakinabang na channel para sa mga tao.
Uranium-235
Nuclear fuel ay inilalagay sa mga espesyal na baras bago gamitin. Ito ay naka-imbak sa anyo ng mga tablet na gawa sa uranium oxide. Dapat itong maunawaan na ang sangkap na ito ay heterogenous. 3% ng mga tabletang ito ay binubuo ng uranium-235 (siya ang fissile sa panahon ng reaksyon), ang natitira ay uranium-238 (ang isotope na ito ay hindi fissile).
Bakit kailangan ang ratio na ito? Upang panatilihing kontrolado ang proseso. Ang gumaganang reactor ay nagsisimula ng fission reaction. Sa kurso ng pag-unlad nito, ang halaga ng uranium-235 ay bumababa. Kasabay nito, ang dami ng mga produkto ng fission ay tumataas. Ito ay nuclear waste. Ang mga ito ay nagdudulot ng malubhang panganib sa kapaligiran at samakatuwid ay dapat na itapon nang maayos. Maaari bang maging mapayapa ang isang atom? Tulad ng makikita mula sa inilarawang teknolohiya, sa mahigpit na pagsunod lamang sa mga tagubilin at panuntunan ng proseso ng produksyon.
Mga kinakailangan para sa hitsura
Nuclear (atomic) energy ay nagmula sa kalagitnaan ng ika-20 siglo. Mula noon, daan-daang mga nuclear power plant ang naitayo sa buong mundo (ngayon 442 ang tumatakbo). Ang mapayapang atom ay nagbibigay ng higit sa kalahati ng enerhiya na kailangan ng France, Poland, Lithuania, Slovakia, Sweden at South Korea. Sa Kanlurang Europa, ang mga nuclear power plant ay gumagawa ng halos isang-katlo ng kuryente.
Nagsimula ang lahat noong 1939, nang natuklasan ang uranium fission sa Germany. Ang mga pananaliksik ng mga Aleman ay labis na interesado sa USSR. Agad na naging malinaw sa mga siyentipiko na ang bagong natuklasang proseso ay nagpapahintulot sa paggawa ng napakalaking dami ng enerhiya. Kung matututunan ng mga espesyalista na kontrolin ang mga kumplikadong reaksyon, malulutas nito ang maraming problema sa ekonomiya.mga problema. Ang unang pagsasaliksik ng Sobyet na may kaugnayan sa mapayapang atom ay naganap sa RIAN (Radium Institute of the Academy of Sciences) sa ilalim ng gabay ng namumukod-tanging pisiko na si Igor Kurchatov.
Nuclear race
Ang gawain ng mga siyentipikong Sobyet ay nahadlangan ng kawalan ng sariling uranium reserves ng USSR. Bilang karagdagan, nagsimula ang Great Patriotic War noong 1941, at ang mga rebolusyonaryong pagtuklas ay kailangang makalimutan nang ilang sandali. Laban sa background na ito, ang agenda ay naharang sa UK, US at Germany. Ang kabalintunaan ay nakasalalay sa katotohanan na ang enerhiyang nuklear ay lumitaw bilang isang sangay ng isang militaristikong proyekto. Siyempre, unang-una sa lahat, sinubukan ng mga naglalabanang bansa na makuha ang pinakamakapangyarihang armas, at saka lang naisip ang mga mapayapang paraan para magamit ang kanilang mga natuklasan.
Ang unang eksperimental na nuclear reactor ay inilunsad sa Estados Unidos noong Disyembre 1942. Ang pinuno ng proyekto ay ang siyentipikong Italyano na si Enrico Fermi. Sa USSR, ang unang reactor ay lumitaw sa pagtatapos ng 1946 sa Institute of Atomic Energy. Sa oras na ito, naganap na ang pambobomba ng Amerika sa Hiroshima at Nagasaki. Sa USSR, ang atomic bomb ay nilikha noong 1949, at ang hydrogen bomb noong 1953. Natapos na ang digmaan, at nagsimula na ang mga siyentipiko na maghanda ng isang nuclear reactor na gagana para sa pambansang ekonomiya ng Unyong Sobyet.
Paggawa ng NPP
Ang unang nuclear power plant sa mundo ay inilunsad noong tag-araw ng 1954. Ito ay naging planta ng nuclear power ng Obninsk, na matatagpuan sa rehiyon ng Kaluga. Sa Estados Unidos, na may bahagyang pagkaantala, sinimulan din nilang ipatupad ang isang proyekto ng atomic energy. Noong 1956, nagtagumpay ang mga Amerikano sa unang pagkakataon sa tulong ngreactor para makakuha ng kuryente. Unti-unti, parami nang parami ang mga bagong nuclear power plant na naitatag sa dalawang superpower. Ang bawat isa sa kanila ay nakabasag ng isa pang power record.
Ang rurok ng pag-unlad ng kapangyarihang nukleyar ay dumating sa ikalawang kalahati ng 1960s. Pagkatapos ang bilang ng pagtatayo ng nuclear power plant ay nagsimulang bumaba. Sa Estados Unidos, nagsimula ang isang talakayan sa Kongreso at sa siyentipikong komunidad tungkol sa mga problemang nauugnay sa kaligtasan ng mapayapang atom. Gayunpaman, noong 1986, umabot sa 15% ang nuclear power generation na nabuo ng mga conventional power plant.
Simbolo ng enerhiyang nuklear
Noong 1958, binuksan ang Atomium sa Brussels, kung saan ginanap ang susunod na World Exhibition. Ang konsepto ng disenyo ay binuo ng arkitekto na si André Waterkeyner. Ang atomium ay mukhang isang pinalaki na kristal na sala-sala ng bakal: siyam na mga atomo na pinagsama-sama. Ang bigat ng istraktura ay 2400 tonelada, at ang taas ay 102 metro. Maaaring pumasok ang mga bisita sa anim sa siyam na realms. Ang mga modelong ito ng mga atom, na pinalaki ng daan-daang bilyong beses, ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng dalawampung 23 metrong tubo. Sa loob ay may mga corridor at escalator.
Ang larawan ng “peaceful atom”, na lumitaw sa Brussels sa kasagsagan ng atomic era, ay mabilis na kumalat sa buong mundo, at ang Atomium ay naging simbolo ng lahat ng enerhiyang nuklear at ang ideya na ang mga rebolusyonaryong pagtuklas sa siyensya ay dapat gamitin para sa kapakinabangan ng sangkatauhan, at hindi para sa mga digmaan at pagkawasak. Ang landmark ng Belgian ay binanggit sa nobela ng mga sikat na manunulat ng science fiction ng Sobyet na Strugatsky brothers "Monday begins on Saturday." Ang simbolo ng mapayapang atom ay makikita sa maraming mga guhit, gayundin sa mga emblema na nakatuon sa enerhiyang nuklear.
Salik sa kapaligiran
Ang problema ng polusyon sa kapaligiran na may radioactive waste ay nagiging mas apurahan bawat taon. Halimbawa, sa modernong Russia, ang mga tauhan ng 10 nuclear power plant ay nakikibahagi sa mapayapang nuclear power. Ang lahat ng negosyong ito ay nangangailangan ng espesyal na atensyon mula sa mga environmentalist at departamento ng gobyerno.
50,000 cubic meters ng radioactive na basura ang naiipon sa European Union bawat taon. Ang pangunahing problema ay nananatiling mapanganib ang naturang mga labi sa libu-libong taon (halimbawa, ang panahon ng pagkabulok ng plutonium-239 ay 24 na libong taon).
Pamamahala ng basura
Ngayon ay may ilang mga konsepto kung paano pinakamahusay na magtapon ng radioactive na basura. Ang unang ideya ay lumikha ng mga libingan na matatagpuan sa ilalim ng mga karagatan. Ito ay isang medyo mahirap na paraan upang ipatupad. Ang mga lalagyan ay dapat na matatagpuan sa malaking lalim, bilang karagdagan, maaari silang masira ng agos ng dagat.
Ang pangalawang ideya ay isinasaalang-alang ng NASA, kung saan iminumungkahi nilang magpadala ng nuclear waste sa outer space. Ang pamamaraang ito ay ligtas para sa Earth, ngunit puno ng labis na paggasta. Mayroong iba pang mga ideya: upang dalhin ang basura sa walang nakatira na mga isla o ilibing ang mga ito sa yelo ng Antarctica. Ang pinaka-katanggap-tanggap na opsyon ngayon ay ang pagtatayo ng mga libingan sa mabatong mga bato sa ilalim ng lupa. Nagpapatuloy ang pananaliksik na nauugnay sa ideyang ito sa Germany at Switzerland.
Aral sa Chernobyl
Sa mahabang panahon, ang enerhiyang nuklear ay itinuturing na walang laban. Para sa ilanSa loob ng mga dekada, ang mapayapang atom sa USSR at iba pang mga bansa ay nagpatuloy sa pagpapalawak ng ekonomiya nito. Gayunpaman, noong 1986, isang trahedya ang naganap sa Chernobyl na nagpilit sa sangkatauhan na pag-isipang muli ang saloobin nito sa mga nuclear power plant. Isang pagsabog ang naganap sa isang istasyon malapit sa Pripyat, na nagresulta sa pagkasira ng reactor at paglabas sa kapaligiran ng malaking halaga ng mga radioactive substance na mapanganib sa kalusugan.
Ang sikat na slogan ng Sobyet na "Peaceful atom in every home" ay nakompromiso. Sa mga unang buwan pagkatapos ng aksidente, 30 katao ang namatay. Gayunpaman, ang tunay na epekto ng pagkakalantad ay dumating nang maglaon. Sa mga sumunod na taon, dose-dosenang higit pang mga tao ang namatay sa matinding paghihirap mula sa isang kakila-kilabot na sakit. Libu-libong mamamayan ng USSR ang nasa zone ng impeksyon. Ang mga makabuluhang teritoryo ng Belarus, Ukraine at Russia ay naging hindi angkop para sa agrikultura. Ang aksidente sa Chernobyl nuclear power plant ay humantong sa pagsiklab ng public phobia kaugnay ng nuclear energy. Pagkatapos ng trahedyang iyon, maraming istasyon sa buong mundo ang nagsara.
Bagaman ang mga hakbang sa seguridad sa naturang mga negosyo ay kapansin-pansing bumuti sa loob ng 30 taon, ayon sa teorya, isang trahedya na katulad ng Chernobyl ay maaaring mangyari muli. May mga aksidente bago at pagkatapos ng Chernobyl nuclear power plant: noong 1957 - sa UK (Windscale), noong 1979 - sa USA (Three Mile Island), noong 2011 - sa Japan (Fukushima). Ngayon, ang IAEA ay nangolekta ng impormasyon sa higit sa 1,000 mga sitwasyong pang-emergency sa mga istasyon. Mga sanhi ng aksidente: kadahilanan ng tao (80% ng mga kaso), mas madalas - mga bahid ng disenyo. Sa Fukushima sa Japan, nagkaroon ng emergency dahil sa malakas na lindol at sa sumunod na tsunami.
Mga prospect para sa nuclear power
Ang tanong kung ang mapayapang atom ay may hinaharap ay masalimuot mula sa isang pang-ekonomiyang pananaw at nagdudulot ng maraming kontrobersya sa mga espesyalista. Dahil sa malaking bilang ng mga salungat na salik, ang hinaharap nito ay malabo at malabo. Iminumungkahi ng pinakabagong mga pagtataya na inilabas ng International Energy Agency na, kung magpapatuloy ang kasalukuyang uso, ang bahagi ng kuryente na ginawa ng mga nuclear power plant ay bababa mula 15% hanggang 9% sa 2030.
Hanggang kamakailan, ang nuclear energy ay in demand, kabilang ang dahil sa mataas na presyo ng langis. Gayunpaman, noong 2014 sila ay bumaba nang husto. Kaya, isa pang mas murang alternatibo sa mga nuclear power plant ang lumitaw. Mahalaga rin na ang mapayapang atom ay nagbibigay lamang ng kuryente sa mga tao (iyon ay, kahit na may malawakang paggamit, hindi nito ganap na maalis sa lipunan ang pag-asa sa enerhiya).
Lawis o kuryente?
Ang langis, sa kabila ng lahat, ay mahalaga para sa industriya at transportasyon. Humigit-kumulang 40% ng enerhiya na kinokonsumo ng US ay ibinibigay ng mapagkukunang ito. Hindi maalis ng Japan at France ang pag-asa sa langis (bagaman aktibong gumagamit sila ng mga nuclear power plant). Kaya't ang mapayapang atom ay may hinaharap o ito ba ay tiyak na mananatili sa anino ng "itim na ginto"? Iminumungkahi ng mga trend na ito na ang mga nuclear power plant ay maaaring isang bagay ng nakaraan. Gayunpaman, ang ilang kamakailang pag-unlad ay nagbigay sa nuclear power ng bagong buhay.
Pinag-uusapan natin ang paglitaw ng mga sasakyan na tumatakbo sa kuryente sa halip na gasolina. Ngayon, ang naturang transportasyon ay lalong sumasakop sa mga merkado ng USA at Europa. Sa ilang dekada, mga de-kuryenteng sasakyanmagiging karaniwan. Ito ay sa sandaling ito na ang mapayapang atom ay maaaring muling iligtas ang pandaigdigang ekonomiya. Nagagawang lutasin ng mga nuclear power plant ang problema sa patuloy na pagtaas ng demand ng iba't ibang bansa para sa kuryente.
Enerhiya ng pagsasanib
May isa pang pananaw kung saan ang mapayapang atom ay maaaring gumawa ng isang tagumpay sa ekonomiya. Ang isa sa pinakamahalagang problema na nauugnay sa pagpapatakbo ng mga nuclear power plant ay ang kaligtasan sa kapaligiran. Ang tanong ng pagiging kumplikado ng pagtatapon ng radioactive na basura at ginastos na gasolina ay nagbunga ng ideya ng pag-reformat ng mga nuclear reactor sa mga bagong nuclear fusion reactor. Ang ganitong mga negosyo ay magiging ganap na ligtas para sa kapaligiran. Ngunit bago ang mapayapang teknolohiyang atom na ito ay ipakilala sa produksyon, ang mga espesyalista ay kailangang gumawa ng mahabang paraan.
Ang mga koponan mula sa 33 bansa sa mundo ay gumagawa na ng isang thermonuclear na proyekto. Ang pandaigdigang kalikasan ng ideya ng thermonuclear fuel ay dahil sa maraming pakinabang nito. Ito ay hindi lamang ligtas mula sa punto ng view ng ekolohiya, ngunit din hindi mauubos. Ang mapagkukunan na kailangan para sa mga siyentipiko ay deuterium, na nakuha mula sa mga karagatan. Ang pangunahing teknolohikal na pagkakaiba sa pagitan ng isang thermonuclear station at isang nuclear power plant ay ang nuclear fusion ay magaganap sa mga bagong negosyo (ang nucleus fission ay isinasagawa sa mga dating nuclear power plant). Marahil ang teknolohiyang ito ang kinabukasan ng mapayapang atom.
