Pada penghujung Perang Dunia II, dua bom nuklear dijatuhkan di bandar Hiroshima dan Nagasaki Jepun. Senjata baharu itu terbukti paling mematikan dalam sejarah manusia. Perlumbaan nuklear yang berlaku antara USSR dan Amerika Syarikat memburukkan lagi kebimbangan masyarakat dunia terhadap faktor nuklear. Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada kepala peledak atom, atom aman muncul. Frasa ini merujuk kepada kuasa nuklear.
prinsip operasi NPP
Pengendalian mana-mana loji tenaga nuklear adalah berdasarkan tindak balas pembelahan atom. Untuk memanggilnya, perlu melakukan pengeboman neutron nukleus uranium-235. Zarah terkecil dibahagikan kepada serpihan, sambil menjana sejumlah besar sinar gamma dan tenaga haba.
Atom yang aman boleh kekal aman hanya di bawah kawalan ketat, wajib bagi loji kuasa nuklear. Hakikatnya ialah semasa pembelahan, neutron timbul, yang menimbulkan tindak balas rantai baru. Selubung nukleus yang tidak terkawal membawa kepada letupan. Prinsip inilah yang mendasari operasi bom atom. Di loji kuasa, proses dikawal dan tenaga berlebihan diarahkan ke saluran yang berguna untuk orang ramai.
Uranium-235
Bahan api nuklear diletakkan di dalam rod khas sebelum digunakan. Ia disimpan dalam bentuk tablet yang diperbuat daripada uranium oksida. Perlu difahami bahawa bahan ini adalah heterogen. 3% daripada tablet ini terdiri daripada uranium-235 (dialah yang boleh fisil semasa tindak balas), selebihnya ialah uranium-238 (isotop ini bukan fisil).
Mengapa nisbah ini diperlukan? Untuk memastikan proses terkawal. Reaktor yang berfungsi memulakan tindak balas pembelahan. Dalam perkembangannya, jumlah uranium-235 berkurangan. Pada masa yang sama, jumlah produk pembelahan meningkat. Ini adalah sisa nuklear. Mereka menimbulkan bahaya alam sekitar yang serius dan oleh itu mesti dilupuskan dengan betul. Bolehkah atom menjadi damai? Seperti yang dapat dilihat daripada teknologi yang diterangkan, hanya dengan pematuhan ketat terhadap arahan dan peraturan proses pengeluaran.
Prasyarat untuk penampilan
Tenaga nuklear (atom) berasal pada pertengahan abad ke-20. Sejak itu, ratusan loji tenaga nuklear telah dibina di seluruh dunia (hari ini 442 sedang beroperasi). Atom yang aman membekalkan lebih separuh daripada tenaga yang diperlukan oleh Perancis, Poland, Lithuania, Slovakia, Sweden dan Korea Selatan. Di Eropah Barat, loji kuasa nuklear menjana kira-kira satu pertiga daripada tenaga elektrik.
Semuanya bermula pada tahun 1939, apabila pembelahan uranium ditemui di Jerman. Penyelidikan orang Jerman sangat berminat dengan USSR. Ia segera menjadi jelas kepada saintis bahawa proses yang baru ditemui membolehkan pengeluaran sejumlah besar tenaga. Jika pakar boleh belajar mengawal tindak balas yang kompleks, ini akan menyelesaikan banyak masalah ekonomi.masalah. Penyelidikan Soviet pertama yang berkaitan dengan atom damai berlaku di RIAN (Radium Institute of the Academy of Sciences) di bawah bimbingan ahli fizik cemerlang Igor Kurchatov.
Perlumbaan nuklear
Kerja saintis Soviet terhalang oleh ketiadaan rizab uranium USSR sendiri. Di samping itu, Perang Patriotik Besar bermula pada tahun 1941, dan penemuan revolusioner terpaksa dilupakan buat seketika. Dengan latar belakang ini, agenda telah dipintas di UK, AS dan Jerman. Paradoksnya terletak pada fakta bahawa tenaga nuklear muncul sebagai cabang daripada projek ketenteraan. Sudah tentu, negara-negara yang berperang pertama sekali cuba mendapatkan senjata yang paling berkuasa, dan baru memikirkan cara aman untuk menggunakan penemuan mereka.
Reaktor nuklear eksperimen pertama telah dilancarkan di Amerika Syarikat pada Disember 1942. Ketua projek ialah saintis Itali Enrico Fermi. Di USSR, reaktor pertama muncul pada akhir tahun 1946 di Institut Tenaga Atom. Pada masa ini, pengeboman Amerika di Hiroshima dan Nagasaki telah pun berlaku. Di USSR, bom atom dicipta pada tahun 1949, dan bom hidrogen pada tahun 1953. Perang telah pun berakhir, dan saintis telah mula menyediakan reaktor nuklear untuk bekerja untuk ekonomi negara Kesatuan Soviet.
Pembinaan NPP
Loji tenaga nuklear pertama di dunia telah dilancarkan pada musim panas 1954. Ia ternyata loji kuasa nuklear Obninsk, yang terletak di wilayah Kaluga. Di Amerika Syarikat, dengan sedikit kelewatan, mereka juga mula melaksanakan projek tenaga atom. Pada tahun 1956, Amerika berjaya buat kali pertama dengan bantuanreaktor untuk mendapatkan tenaga elektrik. Secara beransur-ansur, semakin banyak loji kuasa nuklear baru diasaskan di kedua-dua kuasa besar itu. Setiap daripada mereka memecahkan satu lagi rekod kuasa.
Puncak pembangunan tenaga nuklear datang pada separuh kedua tahun 1960-an. Kemudian bilangan pembinaan loji tenaga nuklear mula berkurangan. Di Amerika Syarikat, perbincangan telah bermula di Kongres dan komuniti saintifik mengenai masalah yang berkaitan dengan keselamatan atom yang aman. Namun begitu, menjelang 1986, penjanaan tenaga nuklear mencapai 15% daripada yang dijana oleh loji kuasa konvensional.
Simbol tenaga nuklear
Pada tahun 1958, Atomium dibuka di Brussels, tempat Pameran Dunia seterusnya diadakan. Konsep reka bentuk dibangunkan oleh arkitek André Waterkeyner. Atomium kelihatan seperti kisi kristal besi yang diperbesarkan: sembilan atom bercantum. Berat struktur ialah 2400 tan, dan ketinggiannya ialah 102 meter. Pelawat boleh memasuki enam daripada sembilan alam. Model atom ini, diperbesarkan ratusan bilion kali, disambungkan antara satu sama lain dengan dua puluh paip 23 meter. Di dalamnya terdapat koridor dan eskalator.
Foto "atom damai", yang muncul di Brussels pada kemuncak era atom, dengan cepat tersebar ke seluruh dunia, dan Atomium menjadi simbol semua tenaga nuklear dan idea bahawa penemuan saintifik revolusioner harus digunakan untuk kepentingan manusia, dan bukan untuk peperangan dan kemusnahan. Mercu tanda Belgium disebut dalam novel oleh penulis fiksyen sains Soviet terkenal Strugatsky bersaudara "Isnin bermula pada hari Sabtu." Simbol atom damai muncul dalam banyak lukisan, serta pada lambang yang dikhaskan untuk tenaga nuklear.
Faktor persekitaran
Masalah pencemaran alam sekitar dengan sisa radioaktif menjadi semakin mendesak setiap tahun. Sebagai contoh, di Rusia moden, kakitangan 10 loji kuasa nuklear terlibat dalam kuasa nuklear yang aman. Semua perusahaan ini memerlukan perhatian khusus daripada pencinta alam sekitar dan jabatan kerajaan.
50,000 meter padu sisa radioaktif terkumpul di Kesatuan Eropah setiap tahun. Masalah utama ialah serpihan sedemikian kekal berbahaya selama beribu-ribu tahun (contohnya, tempoh pereputan plutonium-239 ialah 24 ribu tahun).
Pengurusan sisa
Hari ini terdapat beberapa konsep tentang cara terbaik untuk melupuskan sisa radioaktif. Idea pertama ialah mewujudkan tanah perkuburan yang terletak di dasar lautan. Ini adalah cara yang agak sukar untuk dilaksanakan. Bekas mesti diletakkan pada kedalaman yang agak dalam, selain itu, ia boleh rosak oleh arus laut.
Idea kedua sedang dipertimbangkan oleh NASA, di mana mereka mencadangkan untuk menghantar sisa nuklear ke angkasa lepas. Kaedah ini selamat untuk Bumi, tetapi penuh dengan perbelanjaan yang berlebihan. Terdapat idea lain: untuk membawa sisa ke pulau-pulau yang tidak berpenghuni atau untuk menanamnya di dalam ais Antartika. Pilihan yang paling boleh diterima hari ini ialah pembinaan tanah perkuburan di batu bawah tanah berbatu. Penyelidikan berkaitan idea ini diteruskan di Jerman dan Switzerland.
Pelajaran Chernobyl
Untuk sekian lama, tenaga nuklear dianggap tidak boleh dipertikaikan. Untuk beberapaSelama beberapa dekad, atom aman di USSR dan negara lain meneruskan pengembangan ekonominya. Bagaimanapun, pada tahun 1986, satu tragedi berlaku di Chernobyl yang memaksa manusia untuk memikirkan semula sikapnya terhadap loji tenaga nuklear. Letupan berlaku di stesen berhampiran Pripyat, yang mengakibatkan kemusnahan reaktor dan pelepasan sejumlah besar bahan radioaktif yang berbahaya kepada kesihatan ke persekitaran.
Slogan Soviet yang terkenal "Atom yang aman di setiap rumah" telah dikompromi. Dalam bulan pertama selepas kemalangan itu, 30 orang maut. Walau bagaimanapun, kesan sebenar pendedahan datang kemudian. Pada tahun-tahun berikutnya, berpuluh-puluh lagi orang mati dalam kesakitan akibat penyakit yang dahsyat. Beribu-ribu warga USSR berada dalam zon jangkitan. Wilayah penting Belarus, Ukraine dan Rusia menjadi tidak sesuai untuk pertanian. Kemalangan di loji janakuasa nuklear Chernobyl membawa kepada wabak fobia awam berhubung tenaga nuklear. Selepas tragedi itu, banyak stesen di seluruh dunia ditutup.
Walaupun langkah keselamatan di perusahaan sedemikian telah meningkat dengan ketara dalam tempoh 30 tahun, secara teorinya, tragedi yang serupa dengan Chernobyl boleh berlaku lagi. Terdapat kemalangan sebelum dan selepas loji kuasa nuklear Chernobyl: pada tahun 1957 - di UK (Windscale), pada tahun 1979 - di Amerika Syarikat (Pulau Tiga Batu), pada tahun 2011 - di Jepun (Fukushima). Hari ini, IAEA telah mengumpul maklumat mengenai lebih 1,000 situasi kecemasan di stesen. Punca kemalangan: faktor manusia (80% daripada kes), kurang kerap - kecacatan reka bentuk. Di Fukushima di Jepun, kecemasan berlaku akibat gempa bumi yang kuat dan tsunami yang berikutnya.
Prospek tenaga nuklear
Persoalan sama ada atom yang aman mempunyai masa depan adalah rumit dari sudut ekonomi dan menyebabkan banyak kontroversi di kalangan pakar. Disebabkan oleh sejumlah besar faktor yang bercanggah, masa depannya tidak jelas dan berkabus. Ramalan terbaru yang dikeluarkan oleh Agensi Tenaga Antarabangsa mencadangkan bahawa, jika trend semasa berterusan, bahagian tenaga elektrik yang dihasilkan oleh loji kuasa nuklear akan jatuh daripada 15% kepada 9% menjelang 2030.
Sehingga baru-baru ini, tenaga nuklear mendapat permintaan, termasuk kerana harga minyak yang tinggi. Walau bagaimanapun, pada tahun 2014 mereka jatuh secara mendadak. Oleh itu, satu lagi alternatif yang lebih murah kepada loji tenaga nuklear telah muncul. Adalah penting juga bahawa atom yang aman membekalkan manusia hanya dengan elektrik (iaitu, walaupun dengan penggunaan meluas, ia tidak dapat menghapuskan sepenuhnya pergantungan tenaga masyarakat).
Minyak atau elektrik?
Minyak, walaupun segala-galanya, penting untuk industri dan pengangkutan. Kira-kira 40% daripada tenaga yang digunakan oleh AS disediakan oleh sumber ini. Jepun dan Perancis tidak dapat menghilangkan pergantungan kepada minyak (walaupun mereka secara aktif menggunakan loji tenaga nuklear). Jadi adakah atom yang aman mempunyai masa depan atau adakah ia ditakdirkan untuk kekal dalam bayang-bayang "emas hitam"? Trend ini menunjukkan bahawa loji kuasa nuklear mungkin sudah ketinggalan zaman. Walau bagaimanapun, beberapa perkembangan terkini telah memberi kuasa nuklear nafas baharu.
Kita bercakap tentang kemunculan kereta yang menggunakan tenaga elektrik dan bukannya petrol. Hari ini, pengangkutan seperti itu semakin menakluki pasaran Amerika Syarikat dan Eropah. Dalam beberapa dekad, kenderaan elektrikakan menjadi kebiasaan. Pada masa inilah atom aman sekali lagi boleh datang untuk menyelamatkan ekonomi dunia. Loji janakuasa nuklear mampu menyelesaikan masalah permintaan yang semakin meningkat dari negara yang berbeza untuk elektrik.
Tenaga gabungan
Terdapat satu lagi perspektif di mana atom yang aman boleh mencapai kejayaan ekonomi. Salah satu masalah terpenting yang berkaitan dengan operasi loji tenaga nuklear ialah keselamatan alam sekitar. Persoalan tentang kerumitan pelupusan sisa radioaktif dan bahan api terpakai menimbulkan idea untuk memformat semula reaktor nuklear menjadi reaktor gabungan nuklear baharu. Perusahaan sedemikian akan selamat sepenuhnya untuk alam sekitar. Tetapi sebelum teknologi atom aman ini diperkenalkan ke dalam pengeluaran, pakar perlu pergi jauh.
Pasukan dari 33 negara di dunia sedang mengusahakan projek termonuklear. Sifat global idea bahan api termonuklear adalah disebabkan oleh banyak kelebihannya. Ia bukan sahaja selamat dari sudut pandangan ekologi, tetapi juga tidak habis-habis. Sumber yang diperlukan untuk saintis ialah deuterium, yang diperoleh daripada lautan. Perbezaan teknologi utama antara stesen termonuklear dan loji kuasa nuklear ialah pelakuran nuklear akan berlaku di perusahaan baharu (pembelahan nukleus dijalankan di bekas loji kuasa nuklear). Mungkin teknologi ini adalah masa depan atom yang aman.
