Ved slutningen af Anden Verdenskrig blev to atombomber kastet over de japanske byer Hiroshima og Nagasaki. Det nye våben viste sig at være det dødeligste i menneskehedens historie. Det efterfølgende atomkapløb mellem USSR og USA forværrede yderligere verdenssamfundets frygt for den nukleare faktor. Men ud over atomsprænghoveder dukkede et fredeligt atom op. Denne sætning henviser til atomkraft.
NPP-driftsprincip
Driften af ethvert atomkraftværk er baseret på reaktionen fra atomfission. For at kalde det er det nødvendigt at udføre et neutronbombardement af uran-235 kerner. De mindste partikler er opdelt i fragmenter, mens de genererer en enorm mængde gammastråler og termisk energi.
Fredeligt atom kan kun forblive fredeligt under streng kontrol, obligatorisk for atomkraftværker. Faktum er, at der under fission opstår neutroner, som giver anledning til nye kædereaktioner. Ukontrolleret indkapsling af kernerne fører til en eksplosion. Det er dette princip, der ligger til grund for driften af atombomber. På kraftværker styres processen, og overskydende energi ledes til en nyttig kanal for mennesker.
Uranium-235
Kernebrændstof anbringes i specielle stænger før brug. Det opbevares i form af tabletter lavet af uranoxid. Det skal forstås, at dette stof er heterogent. 3% af disse tabletter består af uranium-235 (det er ham, der er fissilt under reaktionen), resten er uranium-238 (denne isotop er ikke fissilt).
Hvorfor er dette forhold nødvendigt? For at holde processen under kontrol. En fungerende reaktor starter en fissionsreaktion. I løbet af dets udvikling falder mængden af uran-235. Samtidig øges mængden af fissionsprodukter. Dette er atomaffald. De udgør en alvorlig miljøfare og skal derfor bortskaffes korrekt. Kan et atom være fredeligt? Som det kan ses af den beskrevne teknologi, kun med nøje overholdelse af instruktionerne og reglerne for produktionsprocessen.
Forudsætninger for udseende
Kernekraft (atomenergi) opstod i midten af det 20. århundrede. Siden da er der bygget hundredvis af atomkraftværker rundt om i verden (i dag er 442 i drift). Fredeligt atom giver mere end halvdelen af den energi, som Frankrig, Polen, Litauen, Slovakiet, Sverige og Sydkorea har brug for. I Vesteuropa genererer atomkraftværker omkring en tredjedel af elektriciteten.
Det hele startede i 1939, da uranfission blev opdaget i Tyskland. Tyskernes undersøgelser var ekstremt interesserede i USSR. Det blev straks klart for forskerne, at den nyopdagede proces tillader produktion af gigantiske mængder energi. Hvis specialister kunne lære at kontrollere komplekse reaktioner, ville dette løse mange økonomiske problemer.problemer. Den første sovjetiske forskning relateret til det fredelige atom fandt sted på RIAN (Radium Institute of the Academy of Sciences) under vejledning af den fremragende fysiker Igor Kurchatov.
Atomkapløb
Sovjetiske videnskabsmænds arbejde blev hæmmet af fraværet af USSR's egne uranreserver. Derudover begyndte den store patriotiske krig i 1941, og revolutionære opdagelser måtte glemmes for en stund. På den baggrund blev dagsordenen aflyttet i Storbritannien, USA og Tyskland. Paradokset ligger i, at atomenergi fremstod som en udløber af et militaristisk projekt. Selvfølgelig forsøgte de krigsførende lande først og fremmest at få de mest magtfulde våben, og først derefter tænkte de på fredelige måder at bruge deres opdagelser på.
Den første eksperimentelle atomreaktor blev opsendt i USA i december 1942. Projektlederen var den italienske videnskabsmand Enrico Fermi. I USSR dukkede den første reaktor op i slutningen af 1946 på Institut for Atomenergi. På dette tidspunkt havde den amerikanske bombning af Hiroshima og Nagasaki allerede fundet sted. I USSR blev atombomben skabt i 1949 og brintbomben i 1953. Krigen er allerede slut, og videnskabsmænd er begyndt at forberede en atomreaktor til at arbejde for Sovjetunionens nationale økonomi.
NPP-konstruktion
Verdens første atomkraftværk blev lanceret i sommeren 1954. Det viste sig at være Obninsk-atomkraftværket, der ligger i Kaluga-regionen. I USA begyndte man med en lille forsinkelse også at implementere et atomenergiprojekt. I 1956 lykkedes det for amerikanerne for første gang ved hjælp afreaktor for at få strøm. Efterhånden blev der grundlagt flere og flere nye atomkraftværker i de to supermagter. Hver af dem slog endnu en kraftrekord.
Højdepunktet for udviklingen af atomkraft kom i anden halvdel af 1960'erne. Så begyndte antallet af byggeri af atomkraftværker at falde. I USA er en diskussion begyndt i Kongressen og det videnskabelige samfund om problemerne forbundet med sikkerheden af det fredelige atom. Ikke desto mindre nåede atomkraftproduktionen i 1986 15 % af den, der blev genereret af konventionelle kraftværker.
Kernekraftsymbol
I 1958 blev Atomium åbnet i Bruxelles, hvor den næste verdensudstilling blev afholdt. Designkonceptet er udviklet af arkitekten André Waterkeyner. Atomiet ligner et forstørret krystalgitter af jern: ni atomer forbundet. Vægten af strukturen er 2400 tons, og højden er 102 meter. Besøgende kan komme ind i seks af de ni riger. Disse modeller af atomer, forstørret hundredvis af milliarder af gange, er forbundet med hinanden med tyve 23 meter lange rør. Indeni er de korridorer og rulletrapper.
Fotoet af det "fredelige atom", som dukkede op i Bruxelles på højden af atomæraen, spredte sig hurtigt over hele verden, og Atomium blev et symbol på al kerneenergi og ideen om, at revolutionære videnskabelige opdagelser skulle bruges til gavn for menneskeheden og ikke til krige og ødelæggelse. Det belgiske vartegn er nævnt i romanen af de berømte sovjetiske science fiction-forfattere Strugatsky-brødrene "Mandag begynder på lørdag." Symbolet på det fredelige atom optræder i mange tegninger såvel som på emblemer dedikeret til atomenergi.
Miljøfaktor
Problemet med miljøforurening med radioaktivt affald bliver mere og mere presserende hvert år. For eksempel i det moderne Rusland er personalet på 10 atomkraftværker engageret i fredelig atomkraft. Alle disse virksomheder har brug for særlig opmærksomhed fra miljøforkæmpere og offentlige myndigheder.
50.000 kubikmeter radioaktivt affald ophobes hvert år i Den Europæiske Union. Nøgleproblemet er, at sådant affald forbliver farligt i tusinder af år (for eksempel er nedbrydningsperioden for plutonium-239 24 tusind år).
Affaldshåndtering
I dag er der flere koncepter for, hvordan man bedst bortskaffer radioaktivt affald. Den første idé er at skabe gravpladser på bunden af havene. Dette er en ret svær måde at implementere på. Containere skal placeres i en betydelig dybde, desuden kan de blive beskadiget af havstrømme.
Den anden idé overvejes af NASA, hvor de foreslår at sende atomaffald ud i det ydre rum. Denne metode er sikker for Jorden, men fyldt med overdrevne udgifter. Der er andre ideer: at tage affald til ubeboede øer eller at begrave dem i Antarktis is. Den mest acceptable mulighed i dag er opførelsen af gravpladser i klippefyldte underjordiske klipper. Forskning relateret til denne idé fortsætter i Tyskland og Schweiz.
Tjernobyl-lektion
I lang tid blev atomenergi betragtet som ubestridt. For flereI årtier fortsatte det fredelige atom i USSR og andre lande sin økonomiske ekspansion. Men i 1986 indtraf en tragedie i Tjernobyl, der tvang menneskeheden til at genoverveje sin holdning til atomkraftværker. En eksplosion fandt sted på en station nær Pripyat, som resulterede i ødelæggelse af reaktoren og frigivelse i miljøet af en betydelig mængde radioaktive stoffer, der er sundhedsfarlige.
Det berømte sovjetiske slogan "Fredeligt atom i hvert hjem" blev kompromitteret. I de første måneder efter ulykken døde 30 mennesker. De sande virkninger af eksponering kom dog senere. I løbet af de følgende år døde snesevis flere mennesker i smerte af en frygtelig sygdom. Tusindvis af borgere i USSR var i infektionszonen. Betydelige områder i Hviderusland, Ukraine og Rusland blev uegnede til landbrug. Ulykken på atomkraftværket i Tjernobyl førte til et udbrud af offentlig fobi i forhold til atomenergi. Efter den tragedie blev mange stationer rundt om i verden lukket.
Selvom sikkerhedsforanst altningerne i sådanne virksomheder er blevet markant forbedret i løbet af 30 år, kan der teoretisk set ske en tragedie, der ligner Tjernobyl. Der var ulykker både før og efter Tjernobyl-atomkraftværket: i 1957 - i Storbritannien (Windscale), i 1979 - i USA (Three Mile Island), i 2011 - i Japan (Fukushima). I dag har IAEA indsamlet oplysninger om mere end 1.000 nødsituationer på stationer. Årsager til ulykker: menneskelig faktor (80% af tilfældene), sjældnere - designfejl. Ved Fukushima i Japan opstod en nødsituation på grund af et kraftigt jordskælv og den efterfølgende tsunami.
Udsigter for atomkraft
Spørgsmålet om, hvorvidt det fredelige atom har en fremtid, er kompliceret ud fra et økonomisk synspunkt og forårsager en masse kontroverser blandt specialister. På grund af en lang række modstridende faktorer er dens fremtid uklar og tåget. De seneste prognoser udstedt af Det Internationale Energiagentur tyder på, at hvis de nuværende tendenser fortsætter, vil andelen af elektricitet produceret af atomkraftværker falde fra 15 % til 9 % i 2030.
Indtil for nylig var atomenergi efterspurgt, blandt andet på grund af høje oliepriser. I 2014 faldt de dog kraftigt. Dermed er der dukket et andet billigere alternativ til atomkraftværker op. Det er også vigtigt, at det fredelige atom kun forsyner mennesker med elektricitet (det vil sige, selv med udbredt brug, kan det ikke fuldstændig befri samfundet for energiafhængighed).
Olie eller elektricitet?
Olie er trods alt vigtig for industri og transport. Omkring 40 % af den energi, som USA forbruger, leveres af denne ressource. Japan og Frankrig kunne ikke slippe af med afhængigheden af olie (selvom de aktivt bruger atomkraftværker). Så har det fredelige atom en fremtid, eller er det dømt til at forblive i skyggen af "sort guld"? Disse tendenser tyder på, at atomkraftværker kan være en saga blot. Nogle nyere udviklinger har dog givet atomkraft et nyt liv.
Vi taler om fremkomsten af biler, der kører på elektricitet i stedet for benzin. I dag erobrer sådan transport i stigende grad markederne i USA og Europa. I et par årtier, elektriske køretøjerbliver normen. Det er i dette øjeblik, at det fredelige atom igen kan komme verdensøkonomien til undsætning. Atomkraftværker er i stand til at løse problemet med forskellige landes stadigt stigende efterspørgsel efter elektricitet.
Fusionsenergi
Der er et andet perspektiv, hvor det fredelige atom kan vinde en økonomisk triumf. Et af de vigtigste problemer forbundet med driften af atomkraftværker er miljøsikkerhed. Spørgsmålet om kompleksiteten af bortskaffelsen af radioaktivt affald og brugt brændsel gav anledning til ideen om at omformatere atomreaktorer til nye atomfusionsreaktorer. Sådanne virksomheder vil være fuldstændig sikre for miljøet. Men før denne fredelige atomteknologi introduceres i produktion, skal specialister nå langt.
Team fra 33 lande i verden arbejder allerede på et termonuklear projekt. Den globale karakter af ideen om termonuklear brændstof skyldes dets mange fordele. Det er ikke kun sikkert fra et økologisk synspunkt, men også uudtømmeligt. Den ressource, der er nødvendig for videnskabsmænd, er deuterium, som kommer fra havene. Den væsentligste teknologiske forskel mellem en termonuklear station og et atomkraftværk er, at nuklear fusion vil finde sted i nye virksomheder (kernefission udføres på tidligere atomkraftværker). Måske er denne teknologi fremtiden for det fredelige atom.
