Na kraju Drugog svjetskog rata, dvije nuklearne bombe bačene su na japanske gradove Hirošimu i Nagasaki. Novo oružje pokazalo se najsmrtonosnijim u ljudskoj istoriji. Nuklearna trka između SSSR-a i SAD-a dodatno je pogoršala strahove svjetske zajednice od nuklearnog faktora. Međutim, osim atomskih bojevih glava, pojavio se i mirni atom. Ova fraza se odnosi na nuklearnu energiju.
Princip rada NPP
Rad bilo koje nuklearne elektrane zasniva se na reakciji fisije atoma. Da bi se to nazvalo, potrebno je provesti neutronsko bombardiranje jezgara uranijuma-235. Najmanje čestice se dijele na fragmente, dok generiraju ogromnu količinu gama zraka i toplinske energije.
Miran atom može ostati miran samo pod strogom kontrolom, obaveznom za nuklearne elektrane. Činjenica je da tokom fisije nastaju neutroni koji dovode do novih lančanih reakcija. Nekontrolisano omotavanje jezgara dovodi do eksplozije. To je princip koji je u osnovi djelovanja atomskih bombi. U elektranama se proces kontroliše, a višak energije usmjerava u koristan kanal za ljude.
Uranijum-235
Nuklearno gorivo se stavlja u posebne šipke prije upotrebe. Čuva se u obliku tableta napravljenih od uranijum oksida. Treba imati na umu da je ova supstanca heterogena. 3% ovih tableta se sastoji od uranijuma-235 (on je taj koji je fisilan tokom reakcije), ostatak je uranijum-238 (ovaj izotop nije fisilan).
Zašto je ovaj omjer neophodan? Da bi proces bio pod kontrolom. Radni reaktor započinje reakciju fisije. U toku njegovog razvoja količina uranijuma-235 se smanjuje. Istovremeno se povećava volumen proizvoda fisije. Ovo je nuklearni otpad. Oni predstavljaju ozbiljnu opasnost po životnu sredinu i stoga se moraju pravilno zbrinuti. Može li atom biti miran? Kao što se vidi iz opisane tehnologije, samo uz striktno poštovanje uputstava i pravila procesa proizvodnje.
Preduslovi za pojavljivanje
Nuklearna (atomska) energija nastala je sredinom 20. veka. Od tada su izgrađene stotine nuklearnih elektrana širom svijeta (danas rade 442). Mirni atom daje više od polovine energije potrebne Francuskoj, Poljskoj, Litvaniji, Slovačkoj, Švedskoj i Južnoj Koreji. U zapadnoj Evropi nuklearne elektrane proizvode oko trećinu električne energije.
Sve je počelo 1939. godine, kada je u Njemačkoj otkrivena fisija uranijuma. Istraživanja Nijemaca bila su izuzetno zainteresovana za SSSR. Naučnicima je odmah postalo jasno da novootkriveni proces omogućava proizvodnju gigantskih količina energije. Kada bi stručnjaci mogli naučiti kontrolirati složene reakcije, to bi riješilo mnoge ekonomske probleme.probleme. Prvo sovjetsko istraživanje u vezi sa mirnim atomom održano je u RIAN-u (Radijumski institut Akademije nauka) pod vodstvom izvanrednog fizičara Igora Kurčatova.
Nuklearna trka
Rad sovjetskih naučnika bio je otežan zbog odsustva sopstvenih rezervi uranijuma u SSSR-u. Osim toga, 1941. je počeo Veliki Domovinski rat, a revolucionarna otkrića su morala biti zaboravljena na neko vrijeme. U tom kontekstu, dnevni red je presretnut u Velikoj Britaniji, SAD-u i Njemačkoj. Paradoks leži u činjenici da se nuklearna energija pojavila kao izdanak militarističkog projekta. Naravno, zaraćene zemlje su prije svega pokušale nabaviti najmoćnije oružje, a tek onda razmišljale o mirnim načinima upotrebe svojih otkrića.
Prvi eksperimentalni nuklearni reaktor pokrenut je u Sjedinjenim Državama u decembru 1942. Vođa projekta bio je italijanski naučnik Enriko Fermi. U SSSR-u se prvi reaktor pojavio krajem 1946. u Institutu za atomsku energiju. U to vrijeme već se dogodilo američko bombardovanje Hirošime i Nagasakija. U SSSR-u je atomska bomba stvorena 1949. godine, a hidrogenska bomba 1953. godine. Rat je već završio, a naučnici su počeli da pripremaju nuklearni reaktor koji će raditi za nacionalnu ekonomiju Sovjetskog Saveza.
gradnja NEP
Prva nuklearna elektrana na svijetu pokrenuta je u ljeto 1954. Ispostavilo se da je to nuklearna elektrana Obninsk, koja se nalazi u regiji Kaluga. U Sjedinjenim Državama, s malim zakašnjenjem, počeli su i s realizacijom projekta atomske energije. 1956. Amerikanci su prvi put uspjeli uz pomoćreaktor za dobijanje struje. Postepeno se osnivalo sve više novih nuklearnih elektrana u dvije supersile. Svaki od njih je oborio još jedan rekord snage.
Vrhunac razvoja nuklearne energije došao je u drugoj polovini 1960-ih. Tada je počeo da se smanjuje broj izgradnje nuklearnih elektrana. U Sjedinjenim Državama je u Kongresu i naučnoj zajednici započela diskusija o problemima povezanim sa sigurnošću mirnog atoma. Ipak, do 1986. godine proizvodnja nuklearne energije dostigla je 15% one proizvedene u konvencionalnim elektranama.
Simbol nuklearne energije
1958. godine otvoren je Atomium u Briselu, gde je održana sledeća Svetska izložba. Koncept dizajna razvio je arhitekta André Waterkeyner. Atomijum izgleda kao uvećana kristalna rešetka gvožđa: devet atoma spojenih zajedno. Težina konstrukcije je 2400 tona, a visina 102 metra. Posjetioci mogu ući u šest od devet područja. Ovi modeli atoma, uvećani stotinama milijardi puta, međusobno su povezani sa dvadeset 23-metarskih cijevi. Unutra su hodnici i pokretne stepenice.
Fotografija “mirnog atoma”, koja se pojavila u Briselu na vrhuncu atomske ere, brzo se proširila svijetom, a Atomium je postao simbol sve nuklearne energije i ideje da revolucionarna naučna otkrića treba koristiti za dobrobit čovječanstva, a ne za ratove i uništenje. Belgijska znamenitost spominje se u romanu poznatih sovjetskih pisaca naučne fantastike braće Strugacki "Ponedjeljak počinje u subotu". Simbol mirnog atoma pojavljuje se na mnogim crtežima, kao i na amblemima posvećenim nuklearnoj energiji.
Faktor životne sredine
Problem zagađenja životne sredine radioaktivnim otpadom svake godine postaje sve urgentniji. Na primjer, u modernoj Rusiji, osoblje 10 nuklearnih elektrana je angažirano na mirnoj nuklearnoj energiji. Sva ova preduzeća zahtevaju posebnu pažnju ekologa i vladinih službi.
50.000 kubnih metara radioaktivnog otpada akumulira se u Evropskoj uniji svake godine. Ključni problem je što takvi ostaci ostaju opasni hiljadama godina (na primjer, period raspada plutonijuma-239 je 24 hiljade godina).
Upravljanje otpadom
Danas postoji nekoliko koncepata o tome kako najbolje zbrinuti radioaktivni otpad. Prva ideja je da se stvore groblja koja se nalaze na dnu okeana. Ovo je prilično težak način za implementaciju. Kontejneri moraju biti smješteni na znatnoj dubini, osim toga, mogu biti oštećeni morskim strujama.
Drugu ideju razmatra NASA, gdje predlažu slanje nuklearnog otpada u svemir. Ova metoda je sigurna za Zemlju, ali prepuna pretjeranog trošenja. Postoje i druge ideje: odvoziti otpad na nenaseljena ostrva ili ih zakopati u led Antarktika. Najprihvatljivija opcija danas je izgradnja groblja u stjenovitim podzemnim stijenama. Istraživanja vezana za ovu ideju nastavljaju se u Njemačkoj i Švicarskoj.
Černobilska lekcija
Dugo se nuklearna energija smatrala neospornom. Za nekolikoDecenijama je mirni atom u SSSR-u i drugim zemljama nastavio svoju ekonomsku ekspanziju. Međutim, 1986. godine dogodila se tragedija u Černobilu koja je natjerala čovječanstvo da preispita svoj odnos prema nuklearnim elektranama. Na stanici u blizini Pripjata dogodila se eksplozija, koja je rezultirala uništenjem reaktora i ispuštanjem u životnu sredinu značajne količine radioaktivnih supstanci opasnih po zdravlje.
Čuveni sovjetski slogan "Miran atom u svakom domu" je kompromitovan. U prvim mjesecima nakon nesreće poginulo je 30 ljudi. Međutim, pravi efekti izlaganja su se pojavili kasnije. Tokom narednih godina, još desetine ljudi umrlo je u agoniji od strašne bolesti. Hiljade građana SSSR-a bilo je u zoni zaraze. Značajne teritorije Bjelorusije, Ukrajine i Rusije postale su nepogodne za poljoprivredu. Nesreća u nuklearnoj elektrani Černobil dovela je do izbijanja javne fobije u vezi s nuklearnom energijom. Nakon te tragedije, mnoge stanice širom svijeta su zatvorene.
Iako su se mjere sigurnosti u takvim preduzećima značajno poboljšale tokom 30 godina, teoretski, tragedija slična Černobilju bi se mogla ponoviti. Bilo je nesreća i prije i poslije nuklearne elektrane u Černobilu: 1957. - u Velikoj Britaniji (Windscale), 1979. - u SAD-u (Ostrvo tri milje), 2011. - u Japanu (Fukušima). Danas je IAEA prikupila informacije o više od 1.000 vanrednih situacija na stanicama. Uzroci nesreća: ljudski faktor (80% slučajeva), rjeđe - nedostaci u dizajnu. U Fukušimi u Japanu došlo je do vanrednog stanja zbog snažnog potresa i cunamija koji je uslijedio.
Izgledi za nuklearnu energiju
Pitanje da li mirni atom ima budućnost je komplikovano sa ekonomske tačke gledišta i izaziva mnogo kontroverzi među stručnjacima. Zbog velikog broja konfliktnih faktora, njegova budućnost je nejasna i maglovita. Najnovije prognoze Međunarodne agencije za energiju sugeriraju da će, ako se trenutni trendovi nastave, udio električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama pasti sa 15% na 9% do 2030. godine.
Donedavno je nuklearna energija bila tražena, uključujući i visoke cijene nafte. Međutim, 2014. godine su naglo opali. Tako se pojavila još jedna jeftinija alternativa nuklearnim elektranama. Također je važno da mirni atom ljudima obezbjeđuje samo električnu energiju (to jest, čak i uz široku upotrebu, ne može potpuno osloboditi društvo energetske zavisnosti).
Nafta ili struja?
Nafta je, uprkos svemu, važna za industriju i transport. Oko 40% energije koju Sjedinjene Američke Države troše obezbjeđuje ovaj resurs. Japan i Francuska nisu se mogli riješiti ovisnosti o nafti (iako aktivno koriste nuklearne elektrane). Dakle, ima li mirni atom budućnost ili je osuđen da ostane u sjeni "crnog zlata"? Ovi trendovi sugeriraju da bi nuklearne elektrane mogle biti stvar prošlosti. Međutim, neki nedavni razvoji dali su nuklearnoj energiji novi život.
Govorimo o pojavi automobila koji rade na struju umjesto na benzin. Danas takav transport sve više osvaja tržišta SAD-a i Evrope. Za nekoliko decenija električna vozilapostaće norma. U ovom trenutku mirni atom ponovo može doći u pomoć svjetskoj ekonomiji. Nuklearne elektrane su u stanju da riješe problem sve veće potražnje različitih zemalja za električnom energijom.
Energija fuzije
Postoji još jedna perspektiva u kojoj mirni atom može ostvariti ekonomski trijumf. Jedan od najvažnijih problema vezanih za rad nuklearnih elektrana je sigurnost okoliša. Pitanje složenosti odlaganja radioaktivnog otpada i istrošenog goriva potaklo je ideju preformatiranja nuklearnih reaktora u nove nuklearne fuzijske reaktore. Takva preduzeća će biti potpuno bezbedna za životnu sredinu. Ali prije nego što se ova tehnologija mirnog atoma uvede u proizvodnju, stručnjaci će morati preći dug put.
Timovi iz 33 zemlje svijeta već rade na termonuklearnom projektu. Globalna priroda ideje o termonuklearnom gorivu je zbog njenih brojnih prednosti. Ne samo da je siguran sa ekološkog stanovišta, već je i neiscrpan. Resurs neophodan naučnicima je deuterijum koji se dobija iz okeana. Glavna tehnološka razlika između termonuklearne stanice i nuklearne elektrane je u tome što će se nuklearna fuzija odvijati u novim preduzećima (fisija jezgra se vrši u bivšim nuklearnim elektranama). Možda je ova tehnologija budućnost mirnog atoma.
