La sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, două bombe nucleare au fost aruncate peste orașele japoneze Hiroshima și Nagasaki. Noua armă s-a dovedit a fi cea mai mortală din istoria omenirii. Cursa nucleară care a urmat dintre URSS și SUA a exacerbat și mai mult temerile comunității mondiale față de factorul nuclear. Cu toate acestea, pe lângă focoasele atomice, a apărut un atom pașnic. Această expresie se referă la energia nucleară.
Principiul de funcționare a NPP
Funcționarea oricărei centrale nucleare se bazează pe reacția de fisiune a atomului. Pentru a o numi, este necesar să se efectueze un bombardament cu neutroni a nucleelor de uraniu-235. Cele mai mici particule sunt împărțite în fragmente, generând în același timp o cantitate imensă de raze gamma și energie termică.
Atomul pașnic poate rămâne pașnic doar sub control strict, obligatoriu pentru centralele nucleare. Cert este că în timpul fisiunii apar neutroni, care dau naștere la noi reacții în lanț. Învăluirea necontrolată a nucleelor duce la o explozie. Acest principiu stă la baza funcționării bombelor atomice. La centralele electrice, procesul este controlat, iar excesul de energie este direcționat către un canal util pentru oameni.
Uraniu-235
Combustibilul nuclear este plasat în tije speciale înainte de utilizare. Se păstrează sub formă de tablete din oxid de uraniu. Trebuie înțeles că această substanță este eterogenă. 3% dintre aceste tablete constau din uraniu-235 (el este cel care este fisionabil în timpul reacției), restul este uraniu-238 (acest izotop nu este fisionabil).
De ce este necesar acest raport? Pentru a menține procesul sub control. Un reactor de lucru începe o reacție de fisiune. În cursul dezvoltării sale, cantitatea de uraniu-235 scade. În același timp, crește și volumul produselor de fisiune. Acestea sunt deșeuri nucleare. Ele reprezintă un pericol grav pentru mediu și, prin urmare, trebuie eliminate în mod corespunzător. Poate un atom să fie pașnic? După cum se poate observa din tehnologia descrisă, doar cu respectarea strictă a instrucțiunilor și regulilor procesului de producție.
Condiții preliminare pentru apariție
Energia nucleară (atomică) a apărut la mijlocul secolului al XX-lea. De atunci, în întreaga lume au fost construite sute de centrale nucleare (astazi funcționează 442). Atomul pașnic furnizează mai mult de jumătate din energia necesară Franței, Polonia, Lituania, Slovacia, Suedia și Coreea de Sud. În Europa de Vest, centralele nucleare generează aproximativ o treime din electricitate.
Totul a început în 1939, când a fost descoperită fisiunea uraniului în Germania. Cercetările germanilor au fost extrem de interesate de URSS. Oamenii de știință au devenit imediat clar că procesul nou descoperit permite producerea de cantități gigantice de energie. Dacă specialiștii ar putea învăța să controleze reacțiile complexe, acest lucru ar rezolva multe probleme economice. Probleme. Prima cercetare sovietică legată de atomul pașnic a avut loc la RIAN (Institutul de radiu al Academiei de Științe) sub îndrumarea remarcabilului fizician Igor Kurchatov.
Cursa nucleară
Lucrările oamenilor de știință sovietici au fost îngreunate de absența rezervelor proprii de uraniu ale URSS. În plus, Marele Război Patriotic a început în 1941, iar descoperirile revoluționare au trebuit să fie uitate pentru o vreme. Pe acest fond, agenda a fost interceptată în Marea Britanie, SUA și Germania. Paradoxul constă în faptul că energia nucleară a apărut ca o ramură a unui proiect militarist. Desigur, țările în război au încercat în primul rând să obțină cele mai puternice arme și abia apoi s-au gândit la modalități pașnice de a-și folosi descoperirile.
Primul reactor nuclear experimental a fost lansat în Statele Unite în decembrie 1942. Liderul proiectului a fost omul de știință italian Enrico Fermi. În URSS, primul reactor a apărut la sfârșitul anului 1946 la Institutul de Energie Atomică. Până atunci, bombardarea americană asupra Hiroshima și Nagasaki avea deja loc. În URSS, bomba atomică a fost creată în 1949, iar bomba cu hidrogen în 1953. Războiul s-a încheiat deja, iar oamenii de știință au început să pregătească un reactor nuclear care să lucreze pentru economia națională a Uniunii Sovietice.
Construcții NPP
Prima centrală nucleară din lume a fost lansată în vara anului 1954. S-a dovedit a fi centrala nucleară Obninsk, situată în regiunea Kaluga. În Statele Unite, cu o ușoară întârziere, au început și implementarea unui proiect de energie atomică. În 1956, americanii au reușit pentru prima dată cu ajutorul luireactor pentru a obține energie electrică. Treptat, în cele două superputeri au fost înființate tot mai multe centrale nucleare noi. Fiecare dintre ei a doborât un alt record de putere.
Vârful dezvoltării energiei nucleare a venit în a doua jumătate a anilor 1960. Apoi, numărul de construcție a centralelor nucleare a început să scadă. În Statele Unite, a început o discuție în Congres și comunitatea științifică despre problemele asociate cu siguranța atomului pașnic. Cu toate acestea, până în 1986, producția de energie nucleară a atins 15% din cea generată de centralele convenționale.
Simbol energie nucleară
În 1958, Atomium a fost deschis la Bruxelles, unde a avut loc următoarea Expoziție Mondială. Conceptul de design a fost dezvoltat de arhitectul André Waterkeyner. Atomiul arată ca o rețea cristalină mărită de fier: nouă atomi uniți. Greutatea structurii este de 2400 de tone, iar înălțimea este de 102 metri. Vizitatorii pot intra în șase din cele nouă tărâmuri. Aceste modele de atomi, mărite de sute de miliarde de ori, sunt conectate între ele prin douăzeci de conducte de 23 de metri. În interior sunt coridoare și scări rulante.
Fotografia „atomului pașnic”, care a apărut la Bruxelles în apogeul erei atomice, s-a răspândit rapid în întreaga lume, iar Atomium a devenit un simbol al întregii energii nucleare și al ideii că descoperirile științifice revoluționare ar trebui să fie folosit în folosul omenirii și nu pentru războaie și distrugere. Reperul belgian este menționat în romanul celebrilor scriitori sovietici de ficțiune științifico-fantastică frații Strugatsky „Luni începe sâmbătă”. Simbolul atomului pașnic apare în multe desene, precum și pe emblemele dedicate energiei nucleare.
Factor de mediu
Problema poluării mediului cu deșeuri radioactive devine din ce în ce mai urgentă în fiecare an. De exemplu, în Rusia modernă, personalul a 10 centrale nucleare este angajat în energie nucleară pașnică. Toate aceste întreprinderi au nevoie de o atenție specială din partea ecologiștilor și a departamentelor guvernamentale.
50.000 de metri cubi de deșeuri radioactive se acumulează în Uniunea Europeană în fiecare an. Problema cheie este că astfel de resturi rămân periculoase timp de mii de ani (de exemplu, perioada de descompunere a plutoniului-239 este de 24 de mii de ani).
Gestionarea deșeurilor
Astăzi există mai multe concepte despre cum să eliminați cel mai bine deșeurile radioactive. Prima idee este de a crea locuri de înmormântare situate pe fundul oceanelor. Acesta este un mod destul de dificil de implementat. Containerele trebuie amplasate la o adâncime considerabilă, în plus, pot fi deteriorate de curenții marini.
A doua idee este luată în considerare de NASA, unde își propun să trimită deșeuri nucleare în spațiul cosmic. Această metodă este sigură pentru Pământ, dar plină de cheltuieli excesive. Există și alte idei: să duci deșeurile pe insule nelocuite sau să le îngropi în gheața Antarcticii. Opțiunea cea mai acceptabilă astăzi este construirea de cimitire în roci subterane stâncoase. Cercetările legate de această idee continuă în Germania și Elveția.
Lecția de la Cernobîl
De mult timp, energia nucleară a fost considerată necontestată. Pentru catevaTimp de decenii, atomul pașnic din URSS și din alte țări și-a continuat expansiunea economică. Cu toate acestea, în 1986, la Cernobîl a avut loc o tragedie care a forțat omenirea să-și regândească atitudinea față de centralele nucleare. O explozie a avut loc la o stație de lângă Pripyat, care a avut ca rezultat distrugerea reactorului și eliberarea în mediu a unei cantități semnificative de substanțe radioactive periculoase pentru sănătate.
Famosul slogan sovietic „Atom pașnic în fiecare casă” a fost compromis. În primele luni după accident, 30 de persoane au murit. Cu toate acestea, adevăratele efecte ale expunerii au venit mai târziu. În anii următori, încă zeci de oameni au murit în agonie din cauza unei boli groaznice. Mii de cetățeni ai URSS se aflau în zona de infecție. Teritorii semnificative din Belarus, Ucraina și Rusia au devenit nepotrivite agriculturii. Accidentul de la centrala nucleară de la Cernobîl a dus la un focar de fobie publică în legătură cu energia nucleară. După acea tragedie, multe stații din întreaga lume au fost închise.
Deși măsurile de securitate la astfel de întreprinderi s-au îmbunătățit considerabil de-a lungul a 30 de ani, teoretic, o tragedie similară cu Cernobîl s-ar putea întâmpla din nou. Au fost accidente atât înainte, cât și după centrala nucleară de la Cernobîl: în 1957 - în Marea Britanie (Windscale), în 1979 - în SUA (Three Mile Island), în 2011 - în Japonia (Fukushima). Astăzi, AIEA a colectat informații cu privire la peste 1.000 de situații de urgență la stații. Cauzele accidentelor: factor uman (80% din cazuri), mai rar - defecte de proiectare. La Fukushima, în Japonia, a avut loc o urgență din cauza unui cutremur puternic și a tsunami-ului care a urmat.
Perspective pentru energia nucleară
Întrebarea dacă atomul pașnic are viitor este complicată din punct de vedere economic și stârnește multe controverse în rândul specialiștilor. Din cauza unui număr mare de factori contradictori, viitorul său este neclar și încețos. Cele mai recente prognoze emise de Agenția Internațională pentru Energie sugerează că, dacă tendințele actuale continuă, ponderea energiei electrice produse de centralele nucleare va scădea de la 15% la 9% până în 2030.
Până de curând, energia nucleară era solicitată, inclusiv din cauza prețului ridicat al petrolului. Cu toate acestea, în 2014 au scăzut brusc. Astfel, a apărut o altă alternativă mai ieftină la centralele nucleare. De asemenea, este important ca atomul pașnic să furnizeze oamenilor doar electricitate (adică, chiar și cu o utilizare pe scară largă, nu poate scăpa complet societatea de dependența energetică).
Petrol sau electricitate?
Petroiul, în ciuda tuturor, este important pentru industrie și transport. Aproximativ 40% din energia pe care o consumă SUA este furnizată de această resursă. Japonia și Franța nu au putut scăpa de dependența de petrol (deși folosesc în mod activ centralele nucleare). Deci atomul pașnic are un viitor sau este sortit să rămână în umbra „aurului negru”? Aceste tendințe sugerează că centralele nucleare ar putea fi un lucru din trecut. Cu toate acestea, unele evoluții recente au dat energiei nucleare o nouă viață.
Vorbim despre apariția mașinilor care funcționează cu electricitate în loc de benzină. Astăzi, un astfel de transport cucerește din ce în ce mai mult piețele din SUA și Europa. În câteva decenii, vehiculele electriceva deveni norma. În acest moment atomul pașnic poate veni din nou în salvarea economiei mondiale. Centralele nucleare sunt capabile să rezolve problema cererii în continuă creștere a diferitelor țări pentru energie electrică.
Energie de fuziune
Există o altă perspectivă în care atomul pașnic poate face un triumf economic. Una dintre cele mai importante probleme asociate cu funcționarea centralelor nucleare este siguranța mediului. Întrebarea complexității eliminării deșeurilor radioactive și a combustibilului uzat a dat naștere ideii de reformatare a reactoarelor nucleare în noi reactoare de fuziune nucleară. Astfel de întreprinderi vor fi complet sigure pentru mediu. Dar înainte ca această tehnologie atomică pașnică să fie introdusă în producție, specialiștii vor trebui să meargă un drum lung.
Echipe din 33 de țări ale lumii lucrează deja la un proiect termonuclear. Natura globală a ideii de combustibil termonuclear se datorează numeroaselor sale avantaje. Nu este doar sigur din punct de vedere al ecologiei, ci și inepuizabil. Resursa necesară oamenilor de știință este deuteriul, care este obținut din oceane. Principala diferență tehnologică dintre o stație termonucleară și o centrală nucleară este că fuziunea nucleară va avea loc la noi întreprinderi (fisiunea nucleului se realizează la fostele centrale nucleare). Poate că această tehnologie este viitorul atomului pașnic.
