Πυρηνική ενέργεια

Η πυρηνική ενέργεια είναι η ελεγχόμενη χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Η πυρηνική ενέργεια είναι η ενέργεια σε "σχάσιμα" στοιχεία όπως το ουράνιο που μπορεί να απελευθερωθεί με πυρηνικές αντιδράσεις σε μια μηχανή που ονομάζεται πυρηνικός αντιδραστήρας. Η ενέργεια αυτή μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μηχανών και τη θέρμανση σπιτιών. Το 2007, το 14% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προερχόταν από πυρηνική ενέργεια. Τα πυρηνικά εργοστάσια παραγωγής ενέργειας παράγουν επίσης ραδιενεργά απόβλητα που μπορεί να είναι επιβλαβή εάν δεν αποθηκευτούν σωστά.

Οι άνθρωποι μελετούν επίσης από τα μέσα του 20ου αιώνα τη χρήση της ενέργειας σύντηξης, η οποία παράγει πολύ περισσότερη ενέργεια και δεν παράγει ραδιενεργά απόβλητα. Οι αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης δεν υπάρχουν ακόμη και εξακολουθούν να αναπτύσσονται.

Ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cattenom έξω από το Metz είναι ο μεγαλύτερος πυρηνικός σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Γαλλία, από το 2011. Τις υγρές ημέρες, μεγάλο μέρος των υδρατμών συμπυκνώνεται.Zoom
Ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Cattenom έξω από το Metz είναι ο μεγαλύτερος πυρηνικός σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Γαλλία, από το 2011. Τις υγρές ημέρες, μεγάλο μέρος των υδρατμών συμπυκνώνεται.

Ιστορία

Ο Ενρίκο Φέρμι κατασκεύασε τον πρώτο πυρηνικό αντιδραστήρα το 1941. Πολλοί αντιδραστήρες κατασκευάστηκαν στις ΗΠΑ κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου στο πλαίσιο του προγράμματος Μανχάταν. Το 1954 ξεκίνησε η λειτουργία του πρώτου πυρηνικού σταθμού παραγωγής ενέργειας στο Ομπνίνσκ κοντά στη Μόσχα. Οι περισσότεροι πυρηνικοί σταθμοί παραγωγής ενέργειας στις ΗΠΑ κατασκευάστηκαν κατά τη διάρκεια των δεκαετιών 1960 και 1970. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες τροφοδοτούν επίσης ορισμένα μεγάλα στρατιωτικά πλοία και υποβρύχια.

Παραγωγή ενέργειας

Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται πυρηνική σχάση, η οποία χρησιμοποιεί άτομα όπως το ουράνιο ή το πλουτώνιο (ιδίως το ισότοπο Ουράνιο 235) και τα διασπά με σωματίδια που ονομάζονται νετρόνια. Αυτό μετατρέπει μέρος της μάζας σε ενέργεια, σύμφωνα με την εξίσωση E=mc2 του Αϊνστάιν. Τα σχάσιμα στοιχεία τοποθετούνται σε ράβδους που ονομάζονται "ράβδοι καυσίμου". Οι ράβδοι καυσίμου βυθίζονται σε νερό και η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την αντίδραση σχάσης θερμαίνει το νερό, το οποίο μετατρέπεται σε ατμό.

Στη συνέχεια, ο ατμός περιστρέφει έναν στρόβιλο, ο οποίος παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Στη συνέχεια, ο ατμός συμπυκνώνεται σε τεράστιους πύργους ψύξης, μετατρέπεται ξανά σε νερό και στέλνεται ξανά στον αντιδραστήρα.

Η αντίδραση μπορεί να ελεγχθεί με την τοποθέτηση "ράβδων ελέγχου" μεταξύ των ράβδων καυσίμου. Οι ράβδοι ελέγχου είναι συνήθως κατασκευασμένες από βόριο, το οποίο απορροφά νετρόνια και σταματά την αντίδραση.

Μια πυρηνική τήξη μπορεί να συμβεί όταν η αντίδραση δεν ελέγχεται και αρχίζει να παράγει επικίνδυνα ραδιενεργά αέρια (όπως το κρυπτόνιο). Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες δεν μπορούν να εκραγούν όπως μια πυρηνική βόμβα, αλλά αποτελεί κίνδυνο όταν διαφεύγουν ραδιενεργά υλικά.

Ατυχήματα

Έχουν συμβεί ορισμένα σοβαρά πυρηνικά ατυχήματα. Καταρτίστηκε μια κλίμακα για να μετρηθεί πόσο επικίνδυνα είναι τα ατυχήματα. Ονομάζεται Διεθνής Κλίμακα Πυρηνικών Γεγονότων. Η κλίμακα έχει 8 επίπεδα (0-7) και το 7 είναι το χειρότερο.

Στα ατυχήματα υποβρυχίων με πυρηνική ενέργεια περιλαμβάνονται το ατύχημα του σοβιετικού υποβρυχίου Κ-19 με τον αντιδραστήρα (1961), το ατύχημα του σοβιετικού υποβρυχίου Κ-27 με τον αντιδραστήρα (1968) και το ατύχημα του σοβιετικού υποβρυχίου Κ-431 με τον αντιδραστήρα (1985).

Κατά τη διάρκεια της έκτακτης ανάγκης του πυρηνικού σταθμού Φουκουσίμα Νταϊίτσι στην Ιαπωνία το 2011, τρεις πυρηνικοί αντιδραστήρες υπέστησαν ζημιές από εκρήξεις.Zoom
Κατά τη διάρκεια της έκτακτης ανάγκης του πυρηνικού σταθμού Φουκουσίμα Νταϊίτσι στην Ιαπωνία το 2011, τρεις πυρηνικοί αντιδραστήρες υπέστησαν ζημιές από εκρήξεις.

Οικονομικά

Τα οικονομικά της πυρηνικής ενέργειας είναι δύσκολα, και μετά την πυρηνική καταστροφή της Φουκουσίμα το 2011, το κόστος είναι πιθανό να αυξηθεί για τους πυρηνικούς σταθμούς που λειτουργούν σήμερα και τους νέους, λόγω των αυξημένων απαιτήσεων για τη διαχείριση των αναλωμένων καυσίμων στο χώρο του εργοστασίου και των αυξημένων απειλών κατά το σχεδιασμό.

Συζητήσεις

Υπάρχει μια συζήτηση σχετικά με τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας. Οι υποστηρικτές, όπως η Παγκόσμια Πυρηνική Ένωση και ο ΙΑΕΑ, υποστηρίζουν ότι η πυρηνική ενέργεια είναι μια βιώσιμη πηγή ενέργειας που μειώνει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Επιπλέον, δεν συμβάλλει στην αιθαλομίχλη ή στην όξινη βροχή. Οι πολέμιοι της πυρηνικής ενέργειας, όπως η Greenpeace International και η Nuclear Information and Resource Service, πιστεύουν ότι η πυρηνική ενέργεια αποτελεί απειλή για τους ανθρώπους και το περιβάλλον.

Πρόσφατες εξελίξεις

Το 2007, οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής παρήγαγαν περίπου 2600 TWh ηλεκτρικής ενέργειας και παρείχαν το 14% της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται στον κόσμο, γεγονός που αντιπροσωπεύει μείωση 2% σε σύγκριση με το 2006. Στις 9 Μαΐου 2010, υπήρχαν 438 (372 GW) πυρηνικοί αντιδραστήρες που λειτουργούσαν παγκοσμίως. Η κορύφωση επιτεύχθηκε το 2002, όταν λειτουργούσαν 444 πυρηνικοί αντιδραστήρες.

Οι πυρηνικές καταστάσεις έκτακτης ανάγκης στον πυρηνικό σταθμό Fukushima Daiichi της Ιαπωνίας και σε άλλες πυρηνικές εγκαταστάσεις έθεσαν ερωτήματα σχετικά με το μέλλον της πυρηνικής ενέργειας. Η Platts ανέφερε ότι "η κρίση στους πυρηνικούς σταθμούς της Φουκουσίμα στην Ιαπωνία ώθησε τις κορυφαίες χώρες που καταναλώνουν ενέργεια να επανεξετάσουν την ασφάλεια των υφιστάμενων αντιδραστήρων τους και να θέσουν υπό αμφισβήτηση την ταχύτητα και την κλίμακα των προγραμματισμένων επεκτάσεων σε όλο τον κόσμο". Μετά την πυρηνική καταστροφή της Φουκουσίμα, ο Διεθνής Οργανισμός Ενέργειας μείωσε στο μισό την εκτίμησή του για την πρόσθετη πυρηνική παραγωγική ικανότητα που πρέπει να κατασκευαστεί έως το 2035.

Κεφαλές δοχείων νερού υπό πίεσηZoom
Κεφαλές δοχείων νερού υπό πίεση

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ε: Τι είναι η πυρηνική ενέργεια;


A: Η πυρηνική ενέργεια είναι η ελεγχόμενη χρήση της πυρηνικής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Ε: Πώς λειτουργεί ένας πυρηνικός αντιδραστήρας;


A: Ένας πυρηνικός αντιδραστήρας χρησιμοποιεί πυρηνικές αντιδράσεις για να απελευθερώσει ενέργεια η οποία στη συνέχεια βράζει νερό και τροφοδοτεί μια ατμομηχανή, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια.

Ερ: Ποιο ποσοστό της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προήλθε από την πυρηνική ενέργεια το 2007;


Α: Το 2007, το 14% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προήλθε από πυρηνική ενέργεια.

Ερ: Ποιοι είναι ορισμένοι πιθανοί κίνδυνοι που συνδέονται με τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας;


Α: Τα πυρηνικά εργοστάσια παράγουν ραδιενεργά απόβλητα που μπορεί να είναι επιβλαβή εάν δεν αποθηκευτούν σωστά.

Ερ: Ποιο είδος εναλλακτικής πηγής ενέργειας έχει μελετηθεί από τα μέσα του 20ου αιώνα;


Α: Οι άνθρωποι μελετούν την ενέργεια σύντηξης από τα μέσα του 20ού αιώνα ως εναλλακτική πηγή ενέργειας.

Ερ: Σε τι διαφέρει η ενέργεια σύντηξης από την παραδοσιακή πυρηνική ενέργεια;


Α: Η ενέργεια σύντηξης παράγει πολύ περισσότερη ενέργεια από την παραδοσιακή πυρηνική ενέργεια και δεν παράγει ραδιενεργά απόβλητα.

Ερ: Υπάρχουν ήδη διαθέσιμοι αντιδραστήρες σύντηξης;



Α: Οι αντιδραστήρες σύντηξης δεν υπάρχουν ακόμη και βρίσκονται υπό ανάπτυξη.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3