Atom je mirno: fotografija, simbol. Može li atom biti miran? Postoji li budućnost mirnog atoma?

Na kraju Drugog svjetskog rata, dvije japanske nuklearne bombe su odbačene nad japanskim gradovima Hirošime i Nagasaki. Novo oružje bilo je najsmrtonosnije u ljudskoj povijesti. Naknadna nuklearna rasa između SSSR-a i Sjedinjenih Država dodatno je pogoršala strahove svjetske zajednice nad nuklearnim faktorom. Međutim, osim nuklearnih bojevih glava, pojavio se mirni atom. Ovaj izraz znači nuklearna elektrana.

Načelo rada nuklearnih elektrana

Rad nuklearne elektrane temelji se na fizionu atoma. Kako bi je izazvao, potrebno je provesti bombardiranje neutrona uranij-235 jezgri. Najmanje čestice su podijeljene na ulomke, a stvaraju veliku količinu gama zraka i toplinsku energiju.

Miran atom može ostati mir tek pod strogom kontrolom, obvezatan za nuklearne elektrane. Činjenica je da kada se događa fisija, neutroni, koji stvaraju nove lančane reakcije. Nekontrolirano pokrivanje jezgre dovodi do eksplozije. To je ovo načelo koje podrazumijeva rad atomske bombe. Kod elektrana proces se kontrolira, a višak energije kanalizira se u kanal korisnim ljudima.

Uranij-235

Nuklearno gorivo Prije upotrebe stavlja se u posebne šipke. Pohranjuje se u obliku tableta izrađenih od uranija oksida. Treba podrazumijevati da ova tvar nije ujednačena. 3% takvih tableta sadrži uran-235 (ako se reakcija dijeli jedan) i preostali kao 238 (to izotop nije podijeljen).

Zašto nam je potreban takav omjer? Da bi proces bio pod kontrolom. Operativni reaktor pokreće reakciju fisije. Tijekom svog razvoja, količina urana-235 smanjuje se. Istodobno se povećava i volumen fisijskih proizvoda. Ovo je nuklearni otpad. Oni predstavljaju ozbiljnu opasnost za okoliš pa ih treba pravilno odložiti. Može li atom biti miran? Kao što se može vidjeti iz opisane tehnologije, samo uz strogo pridržavanje uputa i pravila proizvodnog procesa.

Preduvjeti za nastup

Nuklearni (atomska) energija potječe sredinom XX. stoljeća. Od tada je u svijetu izgrađeno stotine nuklearnih elektrana (danas radi 442 radova). Miran atom osigurava više od polovice energije koju su trebali Francuska, Poljska, Litva, Slovačka, Švedska i Južna Koreja. U zapadnoj Europi nuklearne elektrane proizvode oko trećine električne energije.

Sve je počelo 1939, kada je Njemačka bila otvorena nuklearna fisija urana. Istraživanja Nijemaca bila su izuzetno zainteresirana za SSSR. Znanstvenici su odmah shvatili da novootkriveni proces omogućuje proizvodnju ogromnih količina energije. Ako stručnjaci uspiju naučiti kako kontrolirati kompleksne reakcije, to bi riješilo mnoge gospodarske probleme. Prva sovjetska istraživanja u mirnom atoma, koji je održan u Rian (Radium Institute of Academy of Sciences) pod vodstvom uglednog fizičara Igor Kurchatov.

Nuklearna utrka

Rad sovjetskih znanstvenika bio je otežan nedostatkom rezervi urana u SSSR-u. Osim toga, 1941. započeo je Veliki patriotski rat i neko vrijeme je bilo potrebno zaboraviti na revolucionarne otkrića. U skladu s tim, dnevni red je presreo u Velikoj Britaniji, SAD-u i Njemačkoj. Paradoks je da se nuklearna energija pojavila kao ogranak militarističkog projekta. Naravno, zaraćene zemlje prvo su pokušale dobiti najmoćnije oružje, a tek su tada razmišljali o mirnim načinima korištenja njihovih otkrića.

Prvi eksperimentalni nuklearni reaktor pokrenut je u Sjedinjenim Državama u prosincu 1942. Voditelj projekta bio je talijanski znanstvenik Enrico Fermi. U SSSR-u prvi je reaktor pojavio krajem 1946. godine na Institutu za atomsku energiju. Do tog vremena, američki bombardiranja Hirošime i Nagasakija. U SSSR-u je 1949. stvorena atomska bomba, a 1953. bombu na vodik. Rat je već završio, a znanstvenici su počeli pripremati nuklearni reaktor za rad na nacionalnom gospodarstvu Sovjetskog Saveza.

Izgradnja nuklearnih elektrana

Prva nuklearna elektrana na svijetu pokrenuta je ljeti 1954. godine. Ispostavilo se da je to Obninsk nuklearna elektrana, koji se nalazi u regiji Kaluga. U SAD-u, s malo odgađanja, također su počeli provoditi projekt nuklearne energije. Godine 1956. Amerikanci su po prvi put uspjeli nabaviti struju kroz reaktor. Postupno, u dvije supersile, temelje se sve nove nuklearne elektrane. Svaki od njih pobijedio je još jednu snagu.

Vrhunac u razvoju nuklearne energije pao je na drugu polovicu šezdesetih godina prošlog stoljeća. Tada se broj nuklearnih elektrana počeo smanjivati. Kongres i znanstvena zajednica u SAD-u započeli su raspravu o problemima vezanim uz sigurnost mirne nuklearne energije. Ipak, do 1986, proizvodnja električne energije u nuklearnim elektranama dosegla je 15% volumena proizvedenih od konvencionalnih elektrana.

Simbol nuklearne energije

Godine 1958. u Bruxellesu, gdje se održala sljedeća svjetska izložba, otvoren je Atomium. Iznad koncepta dizajniranog arhitekta Andre Vaterkeynera. Atomium izgleda kao povećana kristalna rešetka željeza: devet atoma su se spojili. Težina građevine iznosi 2400 tona, a visina 102 metra. Posjetitelji mogu ući u šest od devet sfere. Ovi atomi modeli, uvećani stotine milijardi puta, međusobno su povezani dvadeset dvadeset dvadeset metara cijevi. Unutar su hodnici i stepenice.

Ekološki faktor

Problem onečišćenja okoliša radioaktivnim otpadom sve je važniji svake godine. Na primjer, u suvremenoj Rusiji, atomskom atomu upravljaju osoblje 10 nuklearnih elektrana. Sva ta poduzeća trebaju posebnu pozornost ekologa i vladinih agencija.

Svake se godine akumulira 50.000 kubičnih metara radioaktivnog otpada u Europskoj uniji. Ključni problem leži u činjenici da takav otpad i dalje opasan tisućama godina (primjerice, razdoblje od propadanja plutonija-239 je 24,000 godina).

Upravljanje otpadom

Danas postoji nekoliko pojmova o tome kako se najbolje riješiti radioaktivnog otpada. Prva ideja je stvoriti spremišta na dnu Svjetskog oceana. Ovo je prilično teška metoda implementacije. Spremnici bi trebali biti na znatnoj dubini, osim toga, oni mogu oštetiti struju mora.

Druga ideja razmatra se u NASA-i, gdje predlažu slanje nuklearnog otpada u svemir. Ova je metoda sigurna za Zemlju, ali puna prevelikih troškova. Postoje i druge ideje: transportirati otpad na nenaseljene otoke ili ih pokopati na ledu Antarktike. Danas se najprihvatljivije smatra varijantom konstrukcije groblja u kamenim podzemnim stijenama. Studije vezane uz ovu ideju i dalje se provode u Njemačkoj i Švicarskoj.

Pouka Černobil

Dugo se nuklearna energija smatra ne-alternativnim. Nekoliko desetljeća mirni atom u SSSR-u i drugim zemljama nastavio je svoju gospodarsku ekspanziju. Međutim, 1986. godine dogodila se tragedija u Černobilu, zbog čega je čovječanstvo ponovo razmotrilo stav prema nuklearnim elektranama. Na stanici u blizini Pripyata došlo je do eksplozije, čiji je posljedica uništavanje reaktora i puštanje u okoliš značajanog broja radioaktivnih tvari opasnih po zdravlje.

Poznati sovjetski slogan "Mirni atom u svakoj kući" bio je ugrožen. Prvih mjeseci nakon nesreće ubijeno je 30 osoba. Ipak, prave posljedice ozračenja utječu kasnije. Tijekom sljedećih godina desetine ljudi umrlo je u agoniji iz strašne bolesti. Tisuće građana SSSR-a nalazilo se u zoni infekcije. Značajna područja Bjelorusije, Ukrajine i Rusije postala su neprikladna za poljoprivredu. Nesreća u černobilskoj nuklearnoj elektrani dovela je do izbijanja javne fobije u odnosu na nuklearnu energiju. Nakon te tragedije, mnoge postaje širom svijeta bile su zatvorene.

Iako su tijekom proteklih 30 godina znatno poboljšane sigurnosne mjere u tim poduzećima, teoretski bi se tragedija slična Černobilu mogla ponoviti. Slučaju nesreće, i prije i nakon Černobila: 1957 - u Velikoj Britaniji (Windscale), 1979. - u SAD-u (Otok tri milje), u 2011. godini - u Japanu (Fukushima). IAEA je danas prikupila informacije o više od 1000 izvanrednih događaja na postajama. Uzroci nesreća: ljudski čimbenik (80% slučajeva), rjeđe - mane u dizajnu. U Fukushimu u Japanu dogodila se izvanredna situacija uslijed snažnog potresa i tsunamija koji je uslijedio.

Izgledi za nuklearnu energiju

Pitanje je li budućnost mirnog atoma, s ekonomskog gledišta, složena i uzrokuje mnoge stručne sporove. Zbog velikog broja kontradiktornih čimbenika, njegova budućnost je nejasna i neodređena. Nedavni projekcije koji oslobađa Međunarodne agencije za energiju, rekavši da ako sadašnji trendovi nastave udio električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama, past će u 2030. godini od 15% do 9%.

Sve do nedavno nuklearna energija je bila potražnja, između ostalog, zbog visokih cijena nafte. Međutim, 2014. su oštro pale. Tako je postojala još jedna jeftinija alternativa nuklearnoj elektrani. Također je važno da mirni atom daje ljudima samo električnu energiju (tj. Čak i uz široku primjenu ne može potpuno osloboditi društvo energetske ovisnosti).

Nafta ili struja?

Nafta, unatoč svemu, važno je za industriju i transport. Oko 40% energije koju SAD potroši pruža ovaj resurs. Japan i Francuska nisu se mogli osloboditi ovisnosti o ulju (iako aktivno koriste nuklearne elektrane). Znači postoji li budućnost mirnog atoma ili je osuđena da ostane u sjeni "crnog zlata"? Navedene tendencije pokazuju da nuklearne elektrane mogu biti u prošlosti. Međutim, neki nedavni događaji dali su nuklearnu energiju novu šansu.

Riječ je o izgledu automobila koji ne rade na benzinu, već na električnoj energiji. Danas takva vozila sve više osvajaju tržišta SAD-a i Europe. U nekoliko desetljeća, električni automobili će postati norma. U ovom trenutku svjetsko gospodarstvo može ponovno doći do spasenja mirne nuklearne energije. NPP je u stanju riješiti problem sve veće potrebe različitih zemalja za električnu energiju.

Termonuklearna energija

Postoji još jedna perspektiva u kojoj mirni atom može stvoriti gospodarski trijumf. Jedan od najvažnijih problema vezanih za rad nuklearnih elektrana je zaštita okoliša. Pitanje složenosti pokop radioaktivnog otpada i istrošenog goriva dovela do ideje formatiranjem nuklearnih reaktora u novom atomske fuzije. Takva će poduzeća biti potpuno sigurna za okoliš. Ali prije nego što se ova tehnologija mirnog atoma uvede u proizvodnju, stručnjaci će morati napraviti značajan način.

Danas, timovi iz 33 zemlje već rade na termonuklearnom projektu. Globalna priroda ideje s termonuklearnim gorivima određena je mnogim prednostima. Ne samo da je sa stajališta ekologije, već i neiscrpno. Resursi potrebni znanstvenicima je deuterij koji se dobiva iz Svjetskog oceana. Glavna tehnološka razlika termonuklearni postaja iz NEK je da nova poduzeća fuzija (nuklearna fisija provodi na bivšoj nuklearne elektrane) će se pojaviti. Možda u ovoj tehnologiji leži budućnost mirnog atoma.