14 ZALETY I WADY ENERGII JĄDROWEJ - ŚRODOWISKO - 2026

Te zalety i wady energetyki jądrowej są dość powszechne debaty w dzisiejszym społeczeństwie, które jest wyraźnie podzielona na dwa obozy. Niektórzy twierdzą, że jest to niezawodna i tania energia, podczas gdy inni ostrzegają przed katastrofami, które mogą spowodować jej niewłaściwe wykorzystanie.

Energię jądrową lub energię atomową uzyskuje się w procesie rozszczepienia jądra atomowego, który polega na bombardowaniu atomu uranu neutronami tak, aby podzielił się on na dwie części, uwalniając duże ilości ciepła, które jest następnie wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej.

Pierwsza elektrownia jądrowa została otwarta w 1956 roku w Wielkiej Brytanii. Według Castellsa (2012) w 2000 roku było 487 reaktorów jądrowych, które wytwarzały jedną czwartą energii elektrycznej na świecie. Obecnie sześć krajów (USA, Francja, Japonia, Niemcy, Rosja i Korea Południowa) koncentruje prawie 75% produkcji energii jądrowej (Fernández i González, 2015).

Wiele osób uważa, że ​​energia atomowa jest bardzo niebezpieczna dzięki słynnym wypadkom, takim jak Czarnobyl czy Fukushima. Są jednak tacy, którzy uważają ten rodzaj energii za „czysty”, ponieważ emituje bardzo niewiele gazów cieplarnianych.

Korzyść

Wysoka gęstość energii

Uran jest pierwiastkiem powszechnie używanym w elektrowniach jądrowych do produkcji energii elektrycznej. Ma to właściwość magazynowania ogromnych ilości energii.

Zaledwie jeden gram uranu odpowiada 18 litrom benzyny, a jeden kilogram wytwarza mniej więcej tyle samo energii, co 100 ton węgla (Castells, 2012).

Tańsze niż paliwa kopalne

W zasadzie koszt uranu wydaje się znacznie droższy niż ropy czy benzyny, ale jeśli weźmiemy pod uwagę, że tylko niewielkie ilości tego pierwiastka są potrzebne do wytworzenia znacznych ilości energii, ostatecznie koszt ten staje się mniej równomierny. paliw kopalnych.

Dostępność

Światowe zużycie energii na podstawie informacji z Statistical Review of World Energy (2016). Delphi234.

Elektrownia jądrowa może pracować przez cały czas, 24 godziny na dobę, 365 dni w roku, dostarczając energię elektryczną do miasta; Dzieje się tak dzięki temu, że okres tankowania wynosi co roku lub 6 miesięcy w zależności od zakładu.

Inne rodzaje energii zależą od stałych dostaw paliwa (np. Elektrownie węglowe) lub są nieciągłe i ograniczone przez klimat (np. Źródła odnawialne).

Wydziela mniej gazów cieplarnianych niż paliwa kopalne

Światowe zużycie energii jądrowej. NuclearVacuum

Energia atomowa może pomóc rządom w wywiązaniu się ze zobowiązań dotyczących redukcji emisji gazów cieplarnianych. Proces eksploatacji w elektrowni jądrowej nie powoduje emisji gazów cieplarnianych, ponieważ nie wymaga ona paliw kopalnych.

Jednak emisje, które występują w całym cyklu życia zakładu; budowa, eksploatacja, wydobycie i mielenie uranu oraz demontaż elektrowni jądrowej. (Sovacool, 2008).

Z najważniejszych badań, które przeprowadzono w celu oszacowania ilości CO2 uwolnionego w wyniku działalności jądrowej, średnia wartość wynosi 66 g CO2e / kWh. Jest to wyższa wartość emisji niż w przypadku innych źródeł odnawialnych, ale nadal niższa niż emisja generowana przez paliwa kopalne (Sovacool, 2008).

Wymagana niewielka przestrzeń

Elektrownia jądrowa zajmuje niewiele miejsca w porównaniu z innymi rodzajami działalności energetycznej; wymaga jedynie stosunkowo niewielkiej powierzchni pod instalację rektora i chłodni kominowych.

Wręcz przeciwnie, działania związane z energią wiatrową i słoneczną wymagałyby dużych obszarów do wytwarzania tej samej energii, co elektrownia jądrowa przez cały okres jej użytkowania.

Generuje mało odpadów

Odpady wytwarzane przez elektrownię jądrową są niezwykle niebezpieczne i szkodliwe dla środowiska. Jednak ich ilość jest stosunkowo niewielka, jeśli porównamy ją z innymi czynnościami, a zastosowane zostaną odpowiednie środki bezpieczeństwa, mogą pozostać odizolowane od środowiska bez stwarzania żadnego ryzyka.

Technologia wciąż w fazie rozwoju

Jeśli chodzi o energię atomową, pozostaje jeszcze wiele problemów do rozwiązania. Jednak oprócz rozszczepienia istnieje inny proces zwany fuzją jądrową, który polega na połączeniu dwóch prostych atomów w celu utworzenia ciężkiego atomu.

Rozwój fuzji jądrowej ma na celu wykorzystanie dwóch atomów wodoru do wyprodukowania jednego z helu i wytworzenia energii, jest to ta sama reakcja, która zachodzi na słońcu.

Aby doszło do syntezy jądrowej, konieczne są bardzo wysokie temperatury i silny system chłodzenia, co stwarza poważne trudności techniczne i dlatego jest nadal w fazie rozwoju.

Gdyby został wdrożony, oznaczałby czystsze źródło, ponieważ nie wytwarzałby odpadów radioaktywnych, a także generowałby znacznie więcej energii niż obecnie wytwarzana w wyniku rozszczepienia uranu.

Niedogodności

Elektrownia jądrowa Grafenrheinfeld w Niemczech

Uran jest surowcem nieodnawialnym

Dane historyczne z wielu krajów pokazują, że średnio nie więcej niż 50-70% uranu można wydobyć w kopalni, ponieważ stężenie uranu mniejsze niż 0,01% nie jest już opłacalne, ponieważ wymaga przetworzenia większej ilości skały, a zużyta energia jest większa niż ta, którą roślina może wytworzyć. Ponadto wydobycie uranu ma okres połowicznego rozpadu wynoszący 10 ± 2 lata (Dittmar, 2013).

Dittmar zaproponował model w 2013 r. Dla wszystkich istniejących i planowanych kopalni uranu do 2030 r., W którym globalny szczyt wydobycia uranu wynoszący 58 ± 4 kton zostanie osiągnięty około roku 2015, a następnie zostanie zredukowany do maksymalnie 54 ± 5 ​​kton do 2025 r. i maksymalnie do 41 ± 5 kt około 2030 r.

Ta ilość nie wystarczy już do zasilania istniejących i planowanych elektrowni jądrowych przez najbliższe 10-20 lat (rys. 1).

Rysunek 1. Szczyt produkcji uranu na świecie i porównanie z innymi paliwami (Fernández i González, 2015)

Nie może zastąpić paliw kopalnych

Sama energia jądrowa nie stanowi alternatywy dla paliw opartych na ropie, gazie i węglu, ponieważ do zastąpienia 10 terawatów wytwarzanych na świecie z paliw kopalnych potrzeba będzie 10 000 elektrowni jądrowych. W sumie na świecie jest ich tylko 486.

Budowa elektrowni jądrowej wymaga dużych nakładów finansowych i czasu, zwykle zajmuje to ponad 5 do 10 lat od rozpoczęcia budowy do uruchomienia, a opóźnienia są bardzo powszechne we wszystkich nowych elektrowniach (Zimmerman , 1982).

Ponadto okres eksploatacji jest stosunkowo krótki, około 30 lub 40 lat, a demontaż instalacji wymaga dodatkowej inwestycji.

Zależy od paliw kopalnych

Procesy związane z energetyką jądrową zależą od paliw kopalnych. Cykl paliwa jądrowego obejmuje nie tylko proces wytwarzania energii w elektrowni, ale obejmuje również szereg działań, od eksploracji i eksploatacji kopalń uranu po likwidację i demontaż elektrowni jądrowej.

Wydobywanie uranu jest szkodliwe dla środowiska

Wydobycie uranu jest działalnością bardzo szkodliwą dla środowiska, gdyż do uzyskania 1 kg uranu konieczne jest usunięcie ponad 190 000 kg ziemi (Fernández i González, 2015).

W Stanach Zjednoczonych zasoby uranu w złożach konwencjonalnych, których głównym produktem jest uran, szacuje się na 1 600 000 ton substratu, z którego można odzyskać 250 000 ton uranu (Theobald i in. 1972)

Uran jest wydobywany na powierzchni lub pod ziemią, kruszony, a następnie ługowany do kwasu siarkowego (Fthenakis i Kim, 2007). Powstające odpady zanieczyszczają glebę i wodę na tym terenie pierwiastkami promieniotwórczymi i przyczyniają się do degradacji środowiska.

Uran stwarza poważne zagrożenie dla zdrowia pracowników, którzy zajmują się jego wydobyciem. Samet i wsp. W 1984 roku doszli do wniosku, że wydobycie uranu jest większym czynnikiem ryzyka zachorowania na raka płuc niż palenie papierosów.

Bardzo trwałe pozostałości

Kiedy zakład kończy swoją działalność, konieczne jest rozpoczęcie procesu demontażu, aby zapewnić, że przyszłe użytkowanie terenu nie będzie stanowić zagrożenia radiologicznego dla ludności lub środowiska.

Proces rozbiórki składa się z trzech poziomów, a aby ziemia była wolna od zanieczyszczeń, potrzeba około 110 lat. (Dorado, 2008).

Obecnie istnieje około 140 000 ton odpadów radioaktywnych bez żadnego rodzaju nadzoru, które zostały zatopione w latach 1949-1982 w Rowie Atlantyckim przez Wielką Brytanię, Belgię, Holandię, Francję, Szwajcarię, Szwecję, Niemcy i Włochy (Reinero, 2013, Fernández i González, 2015). Biorąc pod uwagę, że okres użytkowania uranu wynosi tysiące lat, stanowi to zagrożenie dla przyszłych pokoleń.

Katastrofy nuklearne

Elektrownie jądrowe budowane są z zachowaniem rygorystycznych norm bezpieczeństwa, a ich ściany są wykonane z betonu o grubości kilku metrów w celu odizolowania materiałów radioaktywnych z zewnątrz.

Nie można jednak twierdzić, że są w 100% bezpieczne. Na przestrzeni lat doszło do kilku wypadków, które do tej pory sugerują, że energia atomowa stanowi zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa ludności.

11 marca 2011 r. Trzęsienie ziemi nawiedziło 9 w skali Richtera na wschodnim wybrzeżu Japonii, powodując niszczycielskie tsunami. Spowodowało to rozległe szkody w elektrowni jądrowej Fukushima-Daiichi, której reaktory zostały poważnie uszkodzone.

Późniejsze eksplozje wewnątrz reaktorów uwolniły do ​​atmosfery produkty rozszczepienia (radionuklidy). Radionuklidy szybko przyczepiały się do aerozoli atmosferycznych (Gaffney i in., 2004), a następnie wraz z masami powietrza pokonywały duże odległości na całym świecie z powodu dużej cyrkulacji atmosfery. (Lozano i in. 2011).

Oprócz tego do oceanu przedostała się duża ilość materiału radioaktywnego i do dziś elektrownia w Fukushimie nadal uwalnia zanieczyszczoną wodę (300 t / d) (Fernández i González, 2015).

Awaria w Czarnobylu miała miejsce 26 kwietnia 1986 r. Podczas oceny systemu sterowania elektrycznego elektrowni. Katastrofa wystawiła 30 000 ludzi mieszkających w pobliżu reaktora na około 45 remów promieniowania każdy, mniej więcej taki sam poziom promieniowania, jaki doświadczali ocalali z bomby w Hiroszimie (Zehner, 2012).

W początkowym okresie powypadkowym najbardziej znaczącymi biologicznie uwolnionymi izotopami były jody radioaktywne, głównie jod 131 i inne krótkotrwałe jodki (132, 133).

Wchłanianie radioaktywnego jodu poprzez spożycie skażonej żywności i wody oraz wdychanie powodowało poważne wewnętrzne narażenie na tarczycę ludzi.

W ciągu 4 lat po wypadku badania lekarskie wykazały istotne zmiany w stanie czynnościowym tarczycy u dzieci narażonych, zwłaszcza poniżej 7 roku życia (Nikiforov i Gnepp, 1994).

Zastosowania wojenne

Według Fernándeza i Gonzáleza (2015) oddzielenie cywilów od wojskowego przemysłu jądrowego jest bardzo trudne, ponieważ odpady z elektrowni jądrowych, takie jak pluton i zubożony uran, są surowcami do produkcji broni jądrowej. Pluton jest podstawą bomb atomowych, podczas gdy uran jest używany w pociskach.

Rozwój energii jądrowej zwiększył zdolność narodów do pozyskiwania uranu do broni jądrowej. Powszechnie wiadomo, że jednym z czynników, które skłaniają kilka krajów bez programów energii jądrowej do wyrażenia zainteresowania tą energią, jest podstawa tego, że takie programy mogłyby pomóc im w opracowaniu broni jądrowej. (Jacobson i Delucchi, 2011).

Globalny wzrost liczby elektrowni jądrowych na dużą skalę może narazić świat na ryzyko potencjalnej wojny nuklearnej lub ataku terrorystycznego. Do tej pory rozwój lub próby opracowania broni jądrowej w krajach takich jak Indie, Irak i Korea Północna były prowadzone potajemnie w elektrowniach jądrowych (Jacobson i Delucchi, 2011).

Bibliografia

1. Castells XE (2012) Recykling odpadów przemysłowych: miejskie odpady stałe i osady ściekowe. Wydania Díaz de Santos str. 1320.
2. Dittmar, M. (2013). Koniec z tanim uranem. Science of the Total Environment, 461, 792–798.
3. Fernández Durán, R. i González Reyes, L. (2015). W spirali energii. Tom II: Upadek globalnego i cywilizującego kapitalizmu.
4. Fthenakis, VM i Kim, HC (2007). Emisje gazów cieplarnianych z słonecznej energii elektrycznej i jądrowej: badanie cyklu życia. Polityka energetyczna, 35 (4), 2549-2557.
5. Jacobson, MZ i Delucchi, MA (2011). Dostarczanie całej globalnej energii z wiatru, wody i energii słonecznej, Część I: Technologie, zasoby energii, ilości i obszary infrastruktury oraz materiały. Polityka energetyczna, 39 (3), 1154-1169.
6. Lozano, RL, Hernández-Ceballos, MA, Adame, JA, Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, EG i Bolívar, JP (2011). Radioaktywne oddziaływanie wypadku w Fukushimie na Półwyspie Iberyjskim: ewolucja i poprzedni szlak pióropusza. Environment International, 37 (7), 1259-1264.
7. Nikiforov, Y. i Gnepp, DR (1994). Rak tarczycy u dzieci po katastrofie w Czarnobylu. Badanie patomorfologiczne 84 przypadków (1991–1992) z Republiki Białorusi. Cancer, 74 (2), 748-766.
8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Demontaż i zamknięcie elektrowni jądrowych. Rada Bezpieczeństwa Jądrowego. SDB-01.05. P 37
9. Samet, JM, Kutvirt, DM, Waxweiler, RJ i Key, CR (1984). Wydobywanie uranu i rak płuc u mężczyzn z plemienia Navajo. New England Journal of Medicine, 310 (23), 1481-1484.
10. Sovacool, BK (2008). Wycena emisji gazów cieplarnianych z energii jądrowej: krytyczne badanie. Polityka energetyczna, 36 (8), 2950-2963.
11. Theobald, PK, Schweinfurth, SP i Duncan, DC (1972). Zasoby energetyczne Stanów Zjednoczonych (nr CIRC-650). Geological Survey, Washington, DC (USA).
12. Zehner, O. (2012). Niepewna przyszłość energetyki jądrowej. Futurysta, 46, 17-21.
13. Zimmerman, MB (1982). Efekty uczenia się i komercjalizacja nowych technologii energetycznych: przypadek energii jądrowej, The Bell Journal of Economics, 297-310.