Атомная энергетика

История

Энрико Ферми создал первый ядерный реактор в 1941 году. Много реакторов было построено в США во время Второй мировой войны в рамках Манхэттенского проекта. В 1954 году в подмосковном Обнинске заработала первая атомная электростанция. Большинство атомных электростанций в США были построены в 1960-х и 1970-х годах. Ядерные реакторы также обеспечивают энергией некоторые крупные военные суда и подводные лодки.

Производство энергии

В ядерных реакторах используется процесс, называемый ядерным делением, в котором атомы, такие как уран или плутоний (в частности, изотоп урана 235), расщепляются с помощью частиц, называемых нейтронами. При этом часть массы преобразуется в энергию, согласно уравнению Эйнштейна E=mc2. Делящиеся элементы помещаются в стержни, называемые "топливными стержнями". Топливные стержни погружаются в воду, и энергия, выделяемая в реакции деления, нагревает воду, которая превращается в пар.

Затем пар вращает турбину, которая вырабатывает электроэнергию. Затем пар конденсируется в огромных градирнях, превращается обратно в воду и снова направляется в реактор.

Реакцию можно контролировать, поместив "управляющие стержни" между топливными стержнями. Управляющие стержни обычно изготавливаются из бора, который поглощает нейтроны и останавливает реакцию.

Ядерный распад может произойти, когда реакция не контролируется и начинает генерировать опасные радиоактивные газы (например, криптон). Вопреки распространенному мнению, ядерные реакторы не могут взорваться, как атомная бомба, но опасность представляет выброс радиоактивных материалов.

Несчастные случаи

Произошло несколько серьезных ядерных аварий. Для измерения степени опасности аварий была создана шкала. Она называется Международная шкала ядерных событий. Шкала имеет 8 уровней (0-7), причем 7 - самый худший.

• Чернобыльская катастрофа, произошедшая в 1986 году; классифицируется как уровень 7.
• Ядерная катастрофа на Фукусиме, произошедшая в 2011 году в результате землетрясения 7-го уровня.
• Маякская авария; произошла в 1957 году. Количество выброшенной радиации и общая опасность были выше, чем в Чернобыле. Однако площадь поражения была меньше. По этим причинам авария классифицируется только как 6 уровень.
• Пожар в Уиндскейле в 1957 году и авария на острове Три-Майл в 1979 году - на уровне 5.
• Авария на АЭС "Токаймура" на уровне 4

Аварии с атомными подводными лодками включают в себя аварию реактора советской подводной лодки К-19 (1961 год), аварию реактора советской подводной лодки К-27 (1968 год) и аварию реактора советской подводной лодки К-431 (1985 год).

Во время аварии на АЭС "Фукусима-1" в Японии в 2011 году три ядерных реактора были повреждены в результате взрывов.

Экономика

Экономика атомной энергетики сложна, и после ядерной катастрофы на АЭС "Фукусима" в 2011 году затраты на действующие и новые атомные электростанции, скорее всего, возрастут из-за возросших требований к обращению с отработанным топливом на площадке и повышенных угроз для проектной базы.

Дебаты

Существуют дебаты по поводу использования ядерной энергии. Сторонники, такие как Всемирная ядерная ассоциация и МАГАТЭ, утверждают, что ядерная энергия - это устойчивый источник энергии, который снижает выбросы углерода. Кроме того, она не способствует образованию смога или кислотных дождей. Противники ядерной энергетики, такие как Greenpeace International и Служба ядерной информации и ресурсов, считают, что ядерная энергетика представляет угрозу для людей и окружающей среды.

Последние события

В 2007 году атомные электростанции произвели около 2600 ТВтч электроэнергии и обеспечили 14 процентов электроэнергии, потребляемой в мире, что на 2 процента меньше, чем в 2006 году. По состоянию на 9 мая 2010 года в мире действовало 438 (372 ГВт) ядерных реакторов. Пик был достигнут в 2002 году, когда работало 444 ядерных реактора.

Аварийные ситуации на японской АЭС "Фукусима-1" и других ядерных объектах подняли вопросы о будущем атомной энергетики. Агентство Platts заявило, что "кризис на японской АЭС "Фукусима" побудил ведущие страны-потребители энергии пересмотреть безопасность существующих реакторов и поставить под сомнение скорость и масштаб запланированных расширений по всему миру". После ядерной катастрофы на Фукусиме Международное энергетическое агентство вдвое сократило оценку дополнительных ядерных генерирующих мощностей, которые должны быть построены к 2035 году.

Головки сосудов с водой под давлением