14 Prednosti in slabosti jedrske energije



The prednosti in slabosti jedrske energije v današnji družbi so razmeroma pogosta razprava, ki se jasno deli na dva tabora. Nekateri trdijo, da je to zanesljiva in poceni energija, medtem ko drugi opozarjajo na nesreče, ki lahko povzročijo zlorabo. 

Jedrska energija ali atomska energija se pridobiva s procesom jedrske fisije, ki je sestavljena iz bombardiranja atoma urana z nevtroni, tako da se razdeli na dva dela, pri čemer se sproščajo velike količine toplote, ki se nato uporabi za proizvodnjo električne energije..

Prva jedrska elektrarna je bila odprta leta 1956 v Združenem kraljestvu. Po navedbah Castellsa (2012) je bilo leta 2000 487 jedrskih reaktorjev, ki so proizvedli četrtino svetovne električne energije. Trenutno šest držav (ZDA, Francija, Japonska, Nemčija, Rusija in Južna Koreja) predstavlja skoraj 75% proizvodnje jedrske energije (Fernández in González, 2015)..

Mnogi mislijo, da je atomska energija zelo nevarna zaradi znanih nesreč, kot so Černobil ali Fukušima. Vendar pa obstajajo tisti, ki menijo, da je ta vrsta energije „čista“, ker ima zelo malo emisij toplogrednih plinov.

Indeks

  • 1 Prednosti
    • 1.1 Visoka energetska gostota
    • 1.2 Cenejše od fosilnih goriv 
    • 1.3 Razpoložljivost 
    • 1.4 Oddaja manj toplogrednih plinov kot fosilna goriva
    • 1.5 Potrebuje malo prostora
    • 1.6 Nastane malo odpadkov
    • 1.7 Tehnologija, ki je še v razvoju
  • 2 Slabosti
    • 2.1 Uran je neobnovljiv vir
    • 2.2 Ne more nadomestiti fosilnih goriv
    • 2.3 Odvisno od fosilnih goriv
    • 2.4 Pridobivanje urana je škodljivo za okolje
    • 2.5 Zelo obstojni odpadki
    • 2.6 Jedrske nesreče
    • 2.7 vojne uporabe
  • 3 Reference

Prednosti

Visoka gostota energije

Uran je element, ki se običajno uporablja v jedrskih elektrarnah za proizvodnjo električne energije. To ima lastnost shranjevanja ogromnih količin energije.

Samo en gram urana je 18 litrov bencina, en kilogram pa približno enako energijo kot 100 ton premoga (Castells, 2012).

Cenejše od fosilnih goriv 

Načeloma se zdi, da so stroški urana veliko dražji od nafte ali bencina, vendar če upoštevamo, da so za proizvodnjo znatnih količin energije potrebne le majhne količine tega elementa, postanejo stroški na koncu nižji tudi kot fosilnih goriv.

Razpoložljivost 

Jedrska elektrarna ima kakovost, da deluje ves čas, 24 ur na dan, 365 dni na leto, za oskrbo mesta z električno energijo; to je zaradi obdobja polnjenja vsako leto ali 6 mesecev, odvisno od naprave.

Druge vrste energije so odvisne od stalne oskrbe z gorivom (kot so termoelektrarne na premog) ali pa so občasne in omejene s podnebjem (kot so obnovljivi viri)..

Oddaja manj toplogrednih plinov kot fosilna goriva

Atomska energija lahko pomaga vladam pri izpolnjevanju njihovih obveznosti za zmanjšanje emisij toplogrednih plinov. Postopek obratovanja v jedrski elektrarni ne oddaja toplogrednih plinov, ker ne zahteva fosilnih goriv.

Vendar se emisije, ki se pojavijo, pojavljajo v celotnem življenjskem ciklu naprave; gradnja, obratovanje, pridobivanje in mletje urana ter razstavljanje jedrske elektrarne. (Sovacool, 2008).

Med najpomembnejšimi študijami, ki so bile izvedene za oceno količine CO2, ki se sprosti pri jedrski dejavnosti, je povprečna vrednost 66 g CO2e / kWh. Katera vrednost emisij je večja od vrednosti drugih obnovljivih virov, vendar je še vedno nižja od emisij iz fosilnih goriv (Sovacool, 2008).

Potrebuje malo prostora

Jedrska elektrarna potrebuje malo prostora v primerjavi z drugimi vrstami energetskih dejavnosti; Za postavitev rektorja in hladilnih stolpov je potrebna le relativno majhna površina.

Nasprotno, dejavnosti vetra in sončne energije bi potrebovale velika zemljišča za proizvodnjo enake energije kot jedrska elektrarna v celotni življenjski dobi.

Ne ustvarja veliko odpadkov

Odpadki, ki nastajajo v jedrski elektrarni, so zelo nevarni in škodljivi za okolje. Vendar je količina relativno majhna v primerjavi z drugimi dejavnostmi in se uporabljajo ustrezni varnostni ukrepi, ki lahko ostanejo izolirani od okolja, ne da bi predstavljali tveganje..

Tehnologija še vedno v razvoju

Še vedno je veliko nerešenih problemov v zvezi z atomsko energijo. Vendar pa poleg cepitve obstaja še en proces, imenovan jedrska fuzija, ki združuje dva preprosta atoma, da tvorita težki atom..

Razvoj jedrske fuzije je namenjen uporabi dveh atomov vodika za proizvodnjo enega helija in ustvarjanje energije, kar je ista reakcija, ki se pojavi na soncu.

Da bi prišlo do jedrske fuzije, so potrebne zelo visoke temperature in močan hladilni sistem, ki povzroča resne tehnične težave in je še vedno v fazi razvoja..

Če bi se izvajala, bi pomenila čistejši vir, saj ne bi proizvajala radioaktivnih odpadkov in bi ustvarila veliko več energije, kot jo trenutno proizvaja cepitev urana..

Slabosti

Uran je neobnovljiv vir

Zgodovinski podatki iz mnogih držav kažejo, da se v rudniku v povprečju ne more izločiti več kot 50-70% urana, saj koncentracije urana, ki so manjše od 0,01%, niso več sposobne preživeti, ker zahteva predelavo večje količine urana. in je porabljena energija večja od tiste, ki bi jo lahko ustvarila v tovarni. Poleg tega ima rudarjenje urana razpolovno dobo ekstrakcije 10 ± 2 let (Dittmar, 2013)..

Dittmar je leta 2013 predlagal model za vse obstoječe rudnike urana in ga načrtoval do leta 2030, v katerem se globalni vrh urana, ki doseže 58 ± 4 kton, pridobi okoli leta 2015 in nato zmanjša na največ 54 ± 5 ​​kton za leto 2025 in pri največ 41 ± 5 kton okoli leta 2030.

Ta znesek ne bo več dovolj za napajanje obstoječih in načrtovanih jedrskih elektrarn v naslednjih 10–20 letih (Slika 1).

Ne more nadomestiti fosilnih goriv

Jedrska energija sama po sebi ne predstavlja alternative za nafto, plin in premogovno gorivo, saj bo za nadomestitev 10 teravacij, ki nastajajo v svetu zaradi fosilnih goriv, ​​potrebnih 10 tisoč jedrskih elektrarn. Dejstvo je, da je na svetu le 486.

Za izgradnjo jedrske elektrarne je potrebnih veliko denarja in časa, običajno je potrebno več kot 5 do 10 let od začetka gradnje do zagona in zelo pogosto se pojavljajo zamude v vseh novih obratih (Zimmerman) 1982).

Poleg tega je obdobje delovanja razmeroma kratko, približno 30 ali 40 let, in potrebna je dodatna naložba za razstavljanje obrata..

Odvisno od fosilnih goriv

Možnosti, povezane z jedrsko energijo, so odvisne od fosilnih goriv. Jedrski gorivni ciklus ne vključuje le postopka proizvodnje električne energije v obratu, temveč vključuje tudi vrsto dejavnosti, ki segajo od raziskovanja in izkoriščanja rudnikov urana do razgradnje in razgradnje jedrske elektrarne..

Pridobivanje urana je škodljivo za okolje

Rudarstvo urana je dejavnost, ki je zelo škodljiva za okolje, saj je za pridobitev 1 kg urana potrebno odstraniti več kot 190.000 kg zemlje (Fernández in González, 2015)..

V ZDA so viri urana v konvencionalnih nahajališčih, kjer je uran glavni produkt, ocenjeni na 1.600.000 ton substrata, iz katerega se lahko obnovijo, pri čemer se pridobi 250.000 ton urana (Theobald, et al., 1972).

Uran se ekstrahira na površini ali v podtalju, zdrobi in nato izpira v žveplovo kislino (Fthenakis in Kim, 2007). Nastali odpadki onesnažujejo zemljo in vodo kraja z radioaktivnimi elementi in prispevajo k poslabšanju okolja.

Uran ima znatna tveganja za zdravje delavcev, ki ga izločajo. Samet in sodelavci so leta 1984 sklenili, da je rudarstvo urana večji dejavnik tveganja za razvoj pljučnega raka kot kajenje cigaret.

Zelo obstojni odpadki

Ko obrat konča svoje dejavnosti, je treba začeti postopek razgradnje, da se zagotovi, da prihodnja uporaba zemljišča ne predstavlja radiološkega tveganja za prebivalstvo ali okolje..

Postopek razgradnje je sestavljen iz treh nivojev in obdobje, ki traja približno 110 let, je potrebno, da je zemljišče brez onesnaženja. (Dorado, 2008).

Trenutno je okoli 140.000 ton radioaktivnih odpadkov brez kakršnega koli nadzora, ki so bili izpuščeni med letoma 1949 in 1982 v Atlantskem jarku, v Združenem kraljestvu, Belgiji, na Nizozemskem, v Franciji, Švici, na Švedskem, v Nemčiji in Italiji (Reinero, 2013, Fernández in González, 2015). Ob upoštevanju, da je življenjska doba urana tisočletja, to predstavlja tveganje za prihodnje generacije.

Jedrske nesreče

Jedrske elektrarne so zgrajene s strogimi varnostnimi standardi, njihove stene pa so izdelane iz betona debeline nekaj metrov, da se izolira radioaktivni material od zunaj.

Vendar ni mogoče reči, da so 100% varni. V preteklih letih je bilo več nesreč, ki do sedaj kažejo, da atomska energija predstavlja tveganje za zdravje in varnost prebivalstva.

11. marca 2011 je prišlo do potresa 9 stopinj na lestvici Richter na vzhodni obali Japonske, ki je povzročil uničujoč cunami. To je povzročilo veliko škodo jedrski elektrarni Fukushima-Daiichi, katere reaktorji so bili resno prizadeti.

Nadaljnje eksplozije v reaktorjih so v atmosfero sproščale fisijske produkte (radionuklide). Radionuklidi so se hitro vezali na atmosferske aerosole (Gaffney idr., 2004) in so zaradi velikega kroženja atmosfere potovali po velikih razdaljah po svetu skupaj z zračnimi masami. (Lozano, et al., 2011).

Poleg tega se je v ocean prelilo veliko količino radioaktivnih snovi in ​​do danes elektrarna v Fukušimi še naprej odvaja kontaminirano vodo (300 t / d) (Fernández in González, 2015).

Nesreča v Černobilu se je zgodila 26. aprila 1986 med ocenjevanjem električnega nadzornega sistema elektrarne. Katastrofa je izpostavila 30.000 ljudi, ki so živeli v bližini reaktorja, na približno 45 rem radiacije, kar je približno enako stopnjo sevanja, ki so jo doživeli preživeli bomba Hirošime (Zehner, 2012)

V začetnem obdobju po nesreči so bili najpomembnejši izotopi, ki so bili z biološkega vidika sproščeni, radioaktivni jodi, predvsem jod 131 in drugi kratkotrajni jodidi (132, 133)..

Absorpcija radioaktivnega joda z zaužitjem kontaminirane hrane in vode ter z vdihavanjem je povzročila resno notranjo izpostavljenost ščitnice..

V štirih letih po nesreči so zdravniški pregledi odkrili bistvene spremembe funkcionalnega statusa ščitnice pri izpostavljenih otrocih, zlasti pri otrocih, mlajših od 7 let (Nikiforov in Gnepp, 1994)..

Ratne uporabe

Fernández in González (2015) menita, da je zelo težko ločiti civilno jedrsko industrijo od vojaške, saj so odpadki jedrskih elektrarn, kot sta plutonij in osiromašeni uran, surovine pri proizvodnji jedrskega orožja. Plutonij je osnova atomskih bomb, uran pa se uporablja v izstrelkih. 

Rast jedrske energije je povečala sposobnost držav za pridobivanje urana za jedrsko orožje. Znano je, da je eden od dejavnikov, ki vodijo več držav brez programov jedrske energije, da izrazijo zanimanje za to energijo, temelj, da bi jim takšni programi lahko pomagali razviti jedrsko orožje. (Jacobson in Delucchi, 2011).

Obsežna globalna rast jedrskih objektov bi lahko ogrozila svet v primeru morebitne jedrske vojne ali terorističnega napada. Do sedaj se je razvoj jedrskega orožja iz držav, kot so Indija, Irak in Severna Koreja, razvijal ali skušal razviti tajno v objektih jedrske energije (Jacobson in Delucchi, 2011)..

Reference

  1. Castells X. E. (2012) Recikliranje industrijskih odpadkov: trdni komunalni odpadki in blato iz čistilnih naprav. Ediciones Díaz de Santos p. 1320.
  2. Dittmar, M. (2013). Konec poceni urana. Znanost celotnega okolja, 461, 792-798.
  3. Fernández Durán, R., in González Reyes, L. (2015). V spirali energije. Zvezek II: propad globalnega in civilizacijskega kapitalizma.
  4. Fthenakis, V. M., & Kim, H. C. (2007). Emisije toplogrednih plinov iz sončne električne in jedrske energije: študija življenjskega cikla. Energetska politika, 35 (4), 2549-2557.
  5. Jacobson, M. Z., & Delucchi, M. A. (2011). Zagotavljanje vse svetovne energije z vetrno, vodno in sončno energijo, I. del: Tehnologije, energetski viri, količine in območja infrastrukture ter materiali. Energetska politika, 39 (3), 1154-1169.
  6. Lozano, R.L., Hernandez-Ceballos, M.A., Adame, J.A., Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, E.G., & Bolivar, J.P. (2011). Radioaktivni učinek nesreč Fukushima na Iberskem polotoku: evolucija in predhodna pot predela. Environment International, 37 (7), 1259-1264.
  7. Nikiforov, Y., in Gnepp, D. R. (1994). Pediatrični rak ščitnice po nesreči v Černobilu. Patomorfološka študija 84 primerov (1991-1992) iz Republike Belorusije. Cancer, 74 (2), 748-766.
  8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Razstavljanje in zaprtje jedrskih elektrarn. Svet za jedrsko varnost. SDB-01.05. P 37
  9. Samet, J.M., Kutvirt, D.M., Waxweiler, R.J., & Key, C.R. (1984). Pridobivanje urana in pljučni rak pri moških Navajo. New England Journal of Medicine, 310 (23), 1481-1484.
  10. Sovacool, B. K. (2008). Vrednotenje emisij toplogrednih plinov iz jedrske energije: kritična raziskava. Energetska politika, 36 (8), 2950-2963.
  11. Theobald, P.K., Schweinfurth, S.P., & Duncan, D.C. (1972). Energetski viri Združenih držav Amerike (št. CIRC-650). Geološki zavod, Washington, DC (ZDA).
  12. Zehner, O. (2012). Nesoločena prihodnost jedrske energije. Futurist, 46, 17-21.
  13. Zimmerman, M. B. (1982). Učni učinki in komercializacija novih energetskih tehnologij: primer jedrske energije. Bell Journal of Economics, 297-310.