På slutten av andre verdenskrig ble to atombomber sluppet over de japanske byene Hiroshima og Nagasaki. Det nye våpenet viste seg å være det dødeligste i menneskehetens historie. Det påfølgende atomkappløpet mellom USSR og USA forverret verdenssamfunnets frykt for kjernefysisk faktor ytterligere. Men i tillegg til atomstridshoder dukket det opp et fredelig atom. Denne setningen refererer til kjernekraft.
NPP-driftsprinsipp
Driften til ethvert kjernekraftverk er basert på reaksjonen av atomfisjon. For å kalle det, er det nødvendig å gjennomføre et nøytronbombardement av uran-235-kjerner. De minste partiklene er delt inn i fragmenter, samtidig som de genererer en enorm mengde gammastråler og termisk energi.
Fredelig atom kan forbli fredelig bare under streng kontroll, obligatorisk for atomkraftverk. Faktum er at under fisjon oppstår nøytroner, som gir opphav til nye kjedereaksjoner. Ukontrollert omhylling av kjernene fører til en eksplosjon. Det er dette prinsippet som ligger til grunn for driften av atombomber. Ved kraftverk kontrolleres prosessen, og overskuddsenergi ledes til en nyttig kanal for folk.
Uranium-235
Kjernebrensel legges i spesielle stenger før bruk. Det lagres i form av tabletter laget av uranoksid. Det skal forstås at dette stoffet er heterogent. 3 % av disse tablettene består av uran-235 (det er han som er sp altbar under reaksjonen), resten er uran-238 (denne isotopen er ikke sp altbar).
Hvorfor er dette forholdet nødvendig? For å holde prosessen under kontroll. En fungerende reaktor starter en fisjonsreaksjon. I løpet av utviklingen minker mengden av uran-235. Samtidig øker volumet av fisjonsprodukter. Dette er atomavfall. De utgjør en alvorlig miljøfare og må derfor avhendes på forsvarlig måte. Kan et atom være fredelig? Som det fremgår av den beskrevne teknologien, kun med streng overholdelse av instruksjonene og reglene for produksjonsprosessen.
Forutsetninger for utseende
Kjernekraft (atomkraft) oppsto på midten av 1900-tallet. Siden den gang har hundrevis av atomkraftverk blitt bygget rundt om i verden (i dag er 442 i drift). Fredelig atom gir mer enn halvparten av energien Frankrike, Polen, Litauen, Slovakia, Sverige og Sør-Korea trenger. I Vest-Europa genererer kjernekraftverk omtrent en tredjedel av elektrisiteten.
Det hele startet i 1939, da uranfisjon ble oppdaget i Tyskland. Tyskernes forskning var ekstremt interessert i Sovjetunionen. Det ble umiddelbart klart for forskerne at den nyoppdagede prosessen tillater produksjon av gigantiske mengder energi. Hvis spesialister kunne lære å kontrollere komplekse reaksjoner, ville dette løse mange økonomiske problemer.problemer. Den første sovjetiske forskningen knyttet til det fredelige atomet fant sted ved RIAN (Radium Institute of the Academy of Sciences) under veiledning av den fremragende fysikeren Igor Kurchatov.
Atomkappløp
Arbeidet til sovjetiske forskere ble hemmet av fraværet av USSRs egne uranreserver. I tillegg begynte den store patriotiske krigen i 1941, og revolusjonære oppdagelser måtte glemmes for en stund. På denne bakgrunn ble agendaen fanget opp i Storbritannia, USA og Tyskland. Paradokset ligger i det faktum at atomenergi fremsto som en utløper av et militaristisk prosjekt. Selvfølgelig prøvde de krigførende landene først og fremst å skaffe de kraftigste våpnene, og først da tenkte de på fredelige måter å bruke oppdagelsene sine på.
Den første eksperimentelle atomreaktoren ble skutt opp i USA i desember 1942. Prosjektlederen var den italienske forskeren Enrico Fermi. I USSR dukket den første reaktoren opp i slutten av 1946 ved Institutt for atomenergi. På dette tidspunktet hadde den amerikanske bombingen av Hiroshima og Nagasaki allerede funnet sted. I USSR ble atombomben opprettet i 1949, og hydrogenbomben i 1953. Krigen er allerede over, og forskere har begynt å forberede en atomreaktor for å fungere for Sovjetunionens nasjonale økonomi.
NPP-konstruksjon
Verdens første atomkraftverk ble lansert sommeren 1954. Det viste seg å være atomkraftverket Obninsk, som ligger i Kaluga-regionen. I USA begynte de også med en liten forsinkelse å gjennomføre et atomenergiprosjekt. I 1956 lyktes amerikanerne for første gang ved hjelp avreaktor for å få strøm. Etter hvert ble det grunnlagt flere og flere nye atomkraftverk i de to supermaktene. Hver av dem slo nok en kraftrekord.
Toppen i utviklingen av kjernekraft kom i andre halvdel av 1960-tallet. Så begynte antallet kjernekraftverksbygging å avta. I USA har en diskusjon startet i Kongressen og det vitenskapelige miljøet om problemene knyttet til sikkerheten til det fredelige atomet. Likevel nådde kjernekraftproduksjonen i 1986 15 % av den som ble generert av konvensjonelle kraftverk.
Kjernekraftsymbol
I 1958 ble Atomium åpnet i Brussel, hvor neste verdensutstilling ble holdt. Designkonseptet er utviklet av arkitekten André Waterkeyner. Atomet ser ut som et forstørret krystallgitter av jern: ni atomer knyttet sammen. Vekten på strukturen er 2400 tonn, og høyden er 102 meter. Besøkende kan gå inn i seks av de ni rikene. Disse modellene av atomer, forstørret hundrevis av milliarder ganger, er forbundet med hverandre med tjue 23 meter lange rør. Inne er de korridorer og rulletrapper.
Bildet av det "fredelige atomet", som dukket opp i Brussel på høyden av atomæraen, spredte seg raskt over hele verden, og Atomium ble et symbol på all kjernekraft og ideen om at revolusjonerende vitenskapelige oppdagelser skulle brukes til fordel for menneskeheten, og ikke til kriger og ødeleggelser. Det belgiske landemerket er nevnt i romanen av de berømte sovjetiske science fiction-forfatterne Strugatsky-brødrene "Mandag begynner på lørdag." Symbolet på det fredelige atomet vises i mange tegninger, så vel som på emblemer dedikert til atomenergi.
Miljøfaktor
Problemet med miljøforurensning med radioaktivt avfall blir mer og mer påtrengende for hvert år. For eksempel, i det moderne Russland, er personellet til 10 atomkraftverk engasjert i fredelig atomkraft. Alle disse virksomhetene trenger spesiell oppmerksomhet fra miljøvernere og offentlige avdelinger.
50 000 kubikkmeter radioaktivt avfall samles opp i EU hvert år. Hovedproblemet er at slikt rusk forblir farlig i tusenvis av år (for eksempel er nedbrytningsperioden for plutonium-239 24 tusen år).
Avfallshåndtering
I dag finnes det flere konsepter for hvordan man best kan deponere radioaktivt avfall. Den første ideen er å lage gravplasser som ligger på bunnen av havene. Dette er en ganske vanskelig måte å gjennomføre. Containere må plasseres på en betydelig dybde, i tillegg kan de bli skadet av sjøstrømmer.
Den andre ideen vurderes av NASA, der de foreslår å sende atomavfall ut i verdensrommet. Denne metoden er trygg for jorden, men full av overdreven utgifter. Det er andre ideer: å ta avfall til ubebodde øyer eller å begrave dem i isen i Antarktis. Det mest akseptable alternativet i dag er bygging av gravplasser i steinete underjordiske bergarter. Forskning knyttet til denne ideen fortsetter i Tyskland og Sveits.
Tsjernobyl-leksjon
I lang tid ble kjernekraft ansett som ubestridt. For mangeI flere tiår fortsatte det fredelige atomet i USSR og andre land sin økonomiske ekspansjon. Men i 1986 skjedde en tragedie i Tsjernobyl som tvang menneskeheten til å revurdere sin holdning til atomkraftverk. En eksplosjon skjedde på en stasjon nær Pripyat, som resulterte i ødeleggelse av reaktoren og utslipp til miljøet av en betydelig mengde radioaktive stoffer som er helsefarlige.
Det berømte sovjetiske slagordet "Fredelig atom i hvert hjem" ble kompromittert. I de første månedene etter ulykken omkom 30 personer. Imidlertid kom de sanne effektene av eksponering senere. I løpet av de påfølgende årene døde flere titalls mennesker i smerte av en forferdelig sykdom. Tusenvis av borgere i USSR var i infeksjonssonen. Betydelige territorier i Hviterussland, Ukraina og Russland ble uegnet for jordbruk. Ulykken ved atomkraftverket i Tsjernobyl førte til et utbrudd av offentlig fobi i forhold til atomenergi. Etter den tragedien ble mange stasjoner rundt om i verden stengt.
Selv om sikkerhetstiltakene ved slike virksomheter har forbedret seg markant over 30 år, kan teoretisk sett en tragedie som ligner på Tsjernobyl skje igjen. Det var ulykker både før og etter atomkraftverket i Tsjernobyl: i 1957 - i Storbritannia (Windscale), i 1979 - i USA (Three Mile Island), i 2011 - i Japan (Fukushima). I dag har IAEA samlet inn informasjon om mer enn 1000 nødsituasjoner på stasjoner. Årsaker til ulykker: menneskelig faktor (80% av tilfellene), sjeldnere - designfeil. Ved Fukushima i Japan oppsto en nødsituasjon på grunn av et kraftig jordskjelv og den påfølgende tsunamien.
Prospekter for kjernekraft
Spørsmålet om det fredelige atomet har en fremtid er komplisert fra et økonomisk synspunkt og forårsaker mye kontrovers blant spesialister. På grunn av et stort antall motstridende faktorer er fremtiden uklar og tåkete. De siste prognosene utstedt av Det internasjonale energibyrået antyder at hvis dagens trender fortsetter, vil andelen elektrisitet produsert av kjernekraftverk falle fra 15 % til 9 % innen 2030.
Inntil nylig var kjernekraft etterspurt, blant annet på grunn av høye oljepriser. I 2014 f alt de imidlertid kraftig. Dermed har det dukket opp enda et billigere alternativ til atomkraftverk. Det er også viktig at det fredelige atomet forsyner mennesker bare med elektrisitet (det vil si at selv med utstrakt bruk kan det ikke fullstendig kvitte samfunnet for energiavhengighet).
Olje eller elektrisitet?
Olje er til tross for alt viktig for industri og transport. Omtrent 40 % av energien som USA forbruker kommer fra denne ressursen. Japan og Frankrike kunne ikke bli kvitt avhengigheten av olje (selv om de aktivt bruker atomkraftverk). Så har det fredelige atomet en fremtid eller er det dømt til å forbli i skyggen av "svart gull"? Disse trendene tyder på at atomkraftverk kan være en saga blott. Noen nyere utviklinger har imidlertid gitt atomkraft en ny giv.
Vi snakker om fremveksten av biler som går på strøm i stedet for bensin. I dag erobrer slik transport i økende grad markedene i USA og Europa. I noen tiår, elektriske kjøretøyvil bli normen. Det er i dette øyeblikket det fredelige atomet igjen kan komme til unnsetning for verdensøkonomien. Atomkraftverk er i stand til å løse problemet med den stadig økende etterspørselen fra forskjellige land etter elektrisitet.
Fusjonsenergi
Det er et annet perspektiv der det fredelige atomet kan gjøre en økonomisk triumf. Et av de viktigste problemene knyttet til driften av kjernekraftverk er miljøsikkerhet. Spørsmålet om kompleksiteten i deponering av radioaktivt avfall og brukt brensel ga opphav til ideen om å omformatere atomreaktorer til nye atomfusjonsreaktorer. Slike virksomheter vil være helt trygge for miljøet. Men før denne fredelige atomteknologien blir introdusert i produksjon, må spesialistene strekke seg langt.
Team fra 33 land i verden jobber allerede med et termonukleært prosjekt. Den globale naturen til ideen om termonukleært drivstoff skyldes dens mange fordeler. Det er ikke bare trygt fra et økologisk synspunkt, men også uuttømmelig. Ressursen som er nødvendig for forskere er deuterium, som hentes fra havene. Den viktigste teknologiske forskjellen mellom en termonukleær stasjon og et kjernekraftverk er at kjernefysisk fusjon vil finne sted ved nye virksomheter (kjernefisjon utføres ved tidligere kjernekraftverk). Kanskje denne teknologien er fremtiden til det fredelige atomet.
