I slutet av andra världskriget släpptes två kärnvapenbomber över de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki. Det nya vapnet visade sig vara det dödligaste i mänsklighetens historia. Den efterföljande kärnvapenkapplöpningen mellan Sovjetunionen och USA förvärrade ytterligare världssamfundets rädsla för kärnkraftsfaktorn. Men förutom atomstridsspetsar dök en fredlig atom upp. Den här frasen syftar på kärnkraft.
NPP-driftprincip
Driften av alla kärnkraftverk är baserad på reaktionen från atomklyvning. För att kalla det är det nödvändigt att genomföra ett neutronbombardement av uran-235 kärnor. De minsta partiklarna delas upp i fragment, samtidigt som de genererar en enorm mängd gammastrålar och termisk energi.
Fredlig atom kan förbli fredlig endast under strikt kontroll, obligatoriskt för kärnkraftverk. Faktum är att vid fission uppstår neutroner som ger upphov till nya kedjereaktioner. Okontrollerad omslutning av kärnorna leder till en explosion. Det är denna princip som ligger till grund för driften av atombomber. Vid kraftverk kontrolleras processen och överskottsenergi leds till en användbar kanal för människor.
Uranium-235
Kärnbränsle placeras i speciella stavar före användning. Det förvaras i form av tabletter gjorda av uranoxid. Det bör förstås att denna substans är heterogen. 3% av dessa tabletter består av uranium-235 (det är han som är klyvbar under reaktionen), resten är uranium-238 (denna isotop är inte klyvbar).
Varför är detta förhållande nödvändigt? För att hålla processen under kontroll. En fungerande reaktor startar en fissionsreaktion. Under dess utveckling minskar mängden uran-235. Samtidigt ökar volymen av fissionsprodukter. Det här är kärnavfall. De utgör en allvarlig miljöfara och måste därför kasseras på rätt sätt. Kan en atom vara fredlig? Som framgår av den beskrivna tekniken, endast med strikt iakttagande av instruktionerna och reglerna för produktionsprocessen.
Förutsättningar för utseende
Kärnenergi (atomenergi) uppstod i mitten av 1900-talet. Sedan dess har hundratals kärnkraftverk byggts runt om i världen (idag är 442 i drift). Fredlig atom tillhandahåller mer än hälften av den energi som Frankrike, Polen, Litauen, Slovakien, Sverige och Sydkorea behöver. I Västeuropa genererar kärnkraftverk ungefär en tredjedel av elektriciteten.
Det hela började 1939, när uranklyvning upptäcktes i Tyskland. Forskare från tyskarna var extremt intresserade av Sovjetunionen. Det stod genast klart för forskarna att den nyupptäckta processen tillåter produktion av gigantiska mängder energi. Om specialister kunde lära sig att kontrollera komplexa reaktioner skulle detta lösa många ekonomiska problem.problem. Den första sovjetiska forskningen relaterad till den fredliga atomen ägde rum vid RIAN (Radium Institute of the Academy of Sciences) under ledning av den framstående fysikern Igor Kurchatov.
Kärnkraftkapplöpning
Sovjetiska vetenskapsmäns arbete hämmades av frånvaron av Sovjetunionens egna uranreserver. Dessutom började det stora fosterländska kriget 1941, och revolutionära upptäckter fick glömmas bort ett tag. Mot denna bakgrund avlyssnades agendan i Storbritannien, USA och Tyskland. Paradoxen ligger i det faktum att kärnkraften framstod som en utlöpare av ett militaristiskt projekt. Naturligtvis försökte de krigförande länderna först och främst skaffa de mest kraftfulla vapnen och tänkte först då på fredliga sätt att använda sina upptäckter.
Den första experimentella kärnreaktorn lanserades i USA i december 1942. Projektledare var den italienske vetenskapsmannen Enrico Fermi. I Sovjetunionen dök den första reaktorn upp i slutet av 1946 vid Institute of Atomic Energy. Vid det här laget hade den amerikanska bombningen av Hiroshima och Nagasaki redan ägt rum. I Sovjetunionen skapades atombomben 1949 och vätebomben 1953. Kriget har redan tagit slut, och forskare har börjat förbereda en kärnreaktor för att fungera för Sovjetunionens nationella ekonomi.
NPP-konstruktion
Världens första kärnkraftverk lanserades sommaren 1954. Det visade sig vara Obninsks kärnkraftverk, beläget i Kaluga-regionen. I USA började man med en liten fördröjning även genomföra ett atomenergiprojekt. 1956 lyckades amerikanerna för första gången med hjälp avreaktor för att få el. Efter hand grundades fler och fler nya kärnkraftverk i de två supermakterna. Var och en av dem slog ytterligare ett kraftrekord.
Toppen för kärnkraftens utveckling kom under andra hälften av 1960-talet. Sedan började antalet kärnkraftverksbyggen att minska. I USA har en diskussion inletts i kongressen och i forskarvärlden om problemen förknippade med säkerheten för den fredliga atomen. Ändå nådde kärnkraftsproduktionen 1986 15 % av den som genererades av konventionella kraftverk.
Kärnenergisymbol
År 1958 öppnades Atomium i Bryssel, där nästa världsutställning hölls. Designkonceptet utvecklades av arkitekten André Waterkeyner. Atomet ser ut som ett förstorat kristallgitter av järn: nio atomer sammanfogade. Strukturens vikt är 2400 ton, och höjden är 102 meter. Besökare kan komma in i sex av de nio världarna. Dessa modeller av atomer, förstorade hundratals miljarder gånger, är förbundna med varandra med tjugo 23-metersrör. Inuti finns korridorer och rulltrappor.
Fotot av den "fredliga atomen", som dök upp i Bryssel vid höjdpunkten av atomäran spreds snabbt över världen, och Atomium blev en symbol för all kärnenergi och idén att revolutionära vetenskapliga upptäckter skulle användas till mänsklighetens bästa och inte för krig och förstörelse. Det belgiska landmärket nämns i romanen av de berömda sovjetiska science fiction-författarna Strugatsky-bröderna "Måndag börjar på lördag." Symbolen för den fridfulla atomen förekommer i många teckningar, såväl som på emblem dedikerade till kärnenergi.
Miljöfaktor
Problemet med miljöföroreningar med radioaktivt avfall blir mer och mer akut för varje år. Till exempel, i det moderna Ryssland, är personalen på 10 kärnkraftverk engagerade i fredlig kärnkraft. Alla dessa företag behöver särskild uppmärksamhet från miljöpartister och statliga myndigheter.
50 000 kubikmeter radioaktivt avfall ansamlas i Europeiska unionen varje år. Huvudproblemet är att sådant skräp förblir farligt i tusentals år (till exempel är sönderfallsperioden för plutonium-239 24 tusen år).
Avfallshantering
Idag finns det flera koncept för hur man bäst gör sig av med radioaktivt avfall. Den första idén är att skapa gravfält som ligger på botten av haven. Detta är ett ganska svårt sätt att genomföra. Behållare måste placeras på ett stort djup, dessutom kan de skadas av havsströmmar.
Den andra idén övervägs av NASA, där de föreslår att kärnavfall ska skickas ut i rymden. Denna metod är säker för jorden, men fylld med överdrivna utgifter. Det finns andra idéer: att ta avfall till obebodda öar eller att begrava dem i Antarktis is. Det mest acceptabla alternativet idag är byggandet av gravfält i steniga underjordiska stenar. Forskning relaterad till denna idé fortsätter i Tyskland och Schweiz.
Tjernobyllektion
Länge ansågs kärnkraften vara obestridd. För fleraUnder decennier fortsatte den fredliga atomen i Sovjetunionen och andra länder sin ekonomiska expansion. Men 1986 inträffade en tragedi i Tjernobyl som tvingade mänskligheten att ompröva sin inställning till kärnkraftverk. En explosion inträffade vid en station nära Pripyat, vilket resulterade i att reaktorn förstördes och att en betydande mängd radioaktiva ämnen som är farliga för hälsan släpptes ut i miljön.
Den berömda sovjetiska sloganen "Fredlig atom i varje hem" äventyrades. Under de första månaderna efter olyckan dog 30 personer. Men de verkliga effekterna av exponering kom senare. Under de följande åren dog ytterligare dussintals människor i ångest av en fruktansvärd sjukdom. Tusentals medborgare i Sovjetunionen befann sig i infektionszonen. Betydande territorier i Vitryssland, Ukraina och Ryssland blev olämpliga för jordbruk. Olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl ledde till ett utbrott av allmän fobi i förhållande till kärnenergi. Efter den tragedin stängdes många stationer runt om i världen.
Även om säkerhetsåtgärderna vid sådana företag har förbättrats markant under 30 år, kan teoretiskt sett en tragedi liknande Tjernobyl hända igen. Det inträffade olyckor både före och efter kärnkraftverket i Tjernobyl: 1957 - i Storbritannien (Windscale), 1979 - i USA (Three Mile Island), 2011 - i Japan (Fukushima). Idag har IAEA samlat in information om mer än 1 000 nödsituationer på stationer. Orsaker till olyckor: mänsklig faktor (80% av fallen), mindre ofta - designfel. Vid Fukushima i Japan inträffade en nödsituation på grund av en kraftig jordbävning och den efterföljande tsunamin.
Utsikter för kärnkraft
Frågan om huruvida den fredliga atomen har en framtid är komplicerad ur ekonomisk synvinkel och orsakar många kontroverser bland specialister. På grund av ett stort antal motstridiga faktorer är dess framtid oklar och dimmig. De senaste prognoserna som utfärdats av International Energy Agency tyder på att, om nuvarande trender fortsätter, kommer andelen el som produceras av kärnkraftverk att minska från 15 % till 9 % till 2030.
Tills nyligen efterfrågades kärnkraft, bland annat på grund av höga oljepriser. Under 2014 sjönk de dock kraftigt. Därmed har ytterligare ett billigare alternativ till kärnkraftverk dykt upp. Det är också viktigt att den fridfulla atomen bara förser människor med elektricitet (det vill säga, även vid utbredd användning kan den inte helt befria samhället från energiberoende).
Olje eller el?
Oljen är trots allt viktig för industri och transport. Cirka 40 % av den energi som USA förbrukar kommer från denna resurs. Japan och Frankrike kunde inte bli av med beroendet av olja (även om de aktivt använder kärnkraftverk). Så har den fridfulla atomen en framtid eller är den dömd att förbli i skuggan av "svart guld"? Dessa trender tyder på att kärnkraftverk kan vara ett minne blott. Men en del senaste utvecklingar har gett kärnkraften ett nytt liv.
Vi pratar om uppkomsten av bilar som drivs med el istället för bensin. Idag erövrar sådana transporter alltmer marknaderna i USA och Europa. Om några decennier, elfordonkommer att bli normen. Det är i detta ögonblick som den fredliga atomen igen kan komma till världsekonomins undsättning. Kärnkraftverk kan lösa problemet med olika länders ständigt ökande efterfrågan på el.
Fusionsenergi
Det finns ett annat perspektiv där den fredliga atomen kan göra en ekonomisk triumf. Ett av de viktigaste problemen i samband med driften av kärnkraftverk är miljösäkerhet. Frågan om komplexiteten i slutförvaringen av radioaktivt avfall och använt bränsle gav upphov till idén om att formatera om kärnreaktorer till nya kärnfusionsreaktorer. Sådana företag kommer att vara helt säkra för miljön. Men innan denna fredliga atomteknologi introduceras i produktion måste specialister gå långt.
Team från 33 länder i världen arbetar redan med ett termonukleärt projekt. Den globala karaktären av idén om termonukleärt bränsle beror på dess många fördelar. Det är inte bara säkert ur ekologisk synvinkel, utan också outtömligt. Den resurs som krävs för forskare är deuterium, som erhålls från haven. Den huvudsakliga tekniska skillnaden mellan en termonukleär station och ett kärnkraftverk är att kärnfusion kommer att ske vid nya företag (kärnklyvning utförs vid tidigare kärnkraftverk). Kanske är denna teknik framtiden för den fredliga atomen.
