14 PREDNOSTI IN SLABOSTI JEDRSKE ENERGIJE - OKOLJE - 2026

V prednosti in slabosti jedrske energije so precej pogoste razprava v današnji družbi, ki je jasno razdeljen na dva tabora. Nekateri trdijo, da gre za zanesljivo in poceni energijo, drugi pa opozarjajo na katastrofe, ki lahko povzročijo njegovo zlorabo.

Jedrska energija ali atomska energija se pridobiva skozi postopek jedrske cepitve, ki je sestavljen iz bombardiranja uranovega atoma z nevtroni, tako da se razdeli na dva, sprosti velike količine toplote, ki se nato uporabi za pridobivanje električne energije.

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

Mnogi mislijo, da je atomska energija zelo nevarna zahvaljujoč znanim nesrečam, kot sta Černobil ali Fukušima. Vendar obstajajo tisti, ki menijo, da je ta vrsta energije "čista", ker ima zelo malo emisij toplogrednih plinov.

Prednost

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 ustreza 18 litrom bencina, en kilogram pa proizvede približno enako energijo kot 100 ton premoga (Castells, 2012).

Cenejši od fosilnih goriv

Načeloma se zdi, da so stroški urana precej dražji kot cene nafte ali bencina, vendar če upoštevamo, da so za ustvarjanje pomembnih količin energije potrebne le majhne količine tega elementa, na koncu postanejo stroški nižji kot fosilnih goriv.

Razpoložljivost

Svetovna poraba energije na podlagi podatkov Statističnega pregleda svetovne energije (2016). Delphi234.

Jedrska elektrarna lahko deluje ves čas, 24 ur na dan, 365 dni na leto, za oskrbo mesta z električno energijo; To je posledica dejstva, da je dobava goriva vsako leto ali 6 mesecev, odvisno od naprave.

Druge vrste energije so odvisne od nenehne oskrbe z gorivom (kot so elektrarne na premog) ali pa so vmesne in omejene s podnebjem (kot so obnovljivi viri).

Izpušča manj toplogrednih plinov kot fosilna goriva

Svetovna poraba jedrske energije. NuclearVacuum

Atomska energija lahko pomaga vladam, da izpolnijo svoje zaveze glede zmanjšanja emisij toplogrednih plinov. Postopek v jedrski elektrarni ne oddaja toplogrednih plinov, saj ne potrebuje fosilnih goriv.

Vendar se emisije, ki nastanejo skozi celoten življenjski cikel naprave; gradnja, obratovanje, črpanje in rezkanje urana in demontaža jedrske elektrarne. (Sovacool, 2008).

Med najpomembnejšimi študijami, ki so bile narejene za oceno količine CO2, ki se sprosti z jedrsko aktivnostjo, je povprečna vrednost 66 g CO2e / kWh. Kar je sicer večja vrednost emisij kot drugi obnovljivi viri, vendar je še vedno nižja od emisij, ki jih ustvarjajo fosilna goriva (Sovacool, 2008).

Potrebno je malo prostora

Jedrska elektrarna zahteva malo prostora v primerjavi z drugimi vrstami energetskih dejavnosti; zahteva le razmeroma majhno območje za postavitev rektorja in hladilnih stolpov.

Nasprotno, dejavnosti vetrne in sončne energije bi zahtevale velike površine za proizvodnjo iste energije kot jedrska elektrarna v celotni življenjski dobi.

Ustvari malo odpadkov

Odpadki, ki jih ustvarja jedrska elektrarna, so izjemno nevarni in okolju škodljivi. Vendar je njihova količina razmeroma majhna, če jo primerjamo z drugimi dejavnostmi in če uporabimo ustrezne varnostne ukrepe, lahko ostanejo izolirani od okolja, ne da bi predstavljali tveganje.

Tehnologija še vedno v razvoju

Številne težave je še treba rešiti, ko gre za atomsko energijo. Vendar pa poleg cepitve obstaja še en postopek, imenovan jedrska fuzija, ki je sestavljen iz združevanja dveh preprostih atomov, da nastane težak atom.

Namen razvoja jedrske fuzije je uporaba dveh vodikovih atomov za proizvodnjo enega helija in ustvarjanje energije. To je enaka reakcija, ki se dogaja na soncu.

Za nastanek jedrske fuzije sta potrebni zelo visoke temperature in močan hladilni sistem, ki predstavlja resne tehnične težave in je zato še v fazi razvoja.

Če bi ga izvedli, bi to pomenilo čistejši vir, saj ne bi povzročal radioaktivnih odpadkov in bi ustvaril tudi veliko več energije, kot je trenutno proizvedena s cepitvijo urana.

Slabosti

Jedrska elektrarna Grafenrheinfeld v Nemčiji

Uran je neobnovljiv vir

Zgodovinski podatki iz številnih držav kažejo, da v rudniku v povprečju ne morejo izločiti več kot 50-70% urana, saj koncentracije urana, manjše od 0,01%, niso več sposobne preživeti, saj zahteva predelavo večje količine kamnine in porabljena energija je večja od tiste, ki bi jo rastlina lahko ustvarila. Poleg tega ima čas pridobivanja urana razpolovno dobo 10 ± 2 leti (Dittmar, 2013).

Dittmar je leta 2013 za vse obstoječe in načrtovane uranove rudnike do leta 2030 predlagal model, v katerem bo okoli leta 2015 dosežen svetovni vrh ukopavanja urana 58 ± 4 kton, ki se bo kasneje zmanjšal na največ 54 ± 5 ​​kton do leta 2025 in do približno 20 ± 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).

Slika 1. Vrh proizvodnje urana v svetu in primerjava z drugimi gorivi (Fernández in González, 2015)

Ne more nadomestiti fosilnih goriv

Jedrska energija sama po sebi ne predstavlja alternative gorivom, ki temeljijo na nafti, plinu in premogu, saj bo 10.000 jedrskih elektrarn potrebno nadomestiti 10 teravatov, ki na svetu nastajajo iz fosilnih goriv. Kot slika jih je na svetu le 486.

Za izgradnjo jedrske elektrarne je potrebnih veliko vlaganj in denarja, tipično trajajo več kot 5 do 10 let od začetka gradnje do zagona, zamude pa so zelo pogoste pri vseh novih elektrarnah (Zimmerman , 1982).

Poleg tega je obdobje obratovanja razmeroma kratko, približno 30 ali 40 let, za demontažo naprave pa je potrebna dodatna naložba.

Odvisno od fosilnih goriv

Procesi, povezani z jedrsko energijo, so odvisni od fosilnih goriv. Cikel jedrskega goriva ne vključuje samo procesa proizvodnje električne energije v elektrarni, ampak tudi vrsto dejavnosti, od raziskovanja in izkoriščanja uranovih rudnikov do razgradnje in demontaže jedrske elektrarne.

Pridobivanje urana je škodljivo za okolje

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

V ZDA virov urana v običajnih nahajališčih, kjer je uran glavni proizvod, ocenjujejo na 1.600.000 ton substrata, iz katerega je mogoče pridobiti 250.000 ton urana (Theobald, et al. 1972)

Uran se pridobiva na površini ali pod zemljo, ga drobi in nato izluži v žveplovo kislino (Fthenakis in Kim, 2007). Odpadki, ki nastanejo, onesnažijo zemljo in vodo kraja z radioaktivnimi elementi in prispevajo k poslabšanju okolja.

Uran nosi pomembna zdravstvena tveganja pri delavcih, ki so predani njegovi ekstrakciji. Samet et al. Je leta 1984 ugotovil, da je pridobivanje urana večji dejavnik tveganja za razvoj pljučnega raka kot kajenje cigaret.

Zelo obstojni ostanki

Ko obrat ne konča obratovanja, je treba začeti postopek razstavljanja, da se zagotovi, da bodoče rabe zemljišč ne bodo predstavljale radioloških tveganj za prebivalstvo ali okolje.

Postopek razstavljanja je sestavljen iz treh stopenj in traja približno 110 let, da se zemljišče ne onesnaži. (Dorado, 2008).

Trenutno je približno 140.000 ton radioaktivnih odpadkov brez kakršnega koli nadzora, ki so jih med letoma 1949 in 1982 odložili Združeno kraljestvo, Belgija, Nizozemska, Francija, Švica, Švedska, Nemčija in Italija (Reinero, 2013, Fernández in González, 2015). Upoštevajoč, da je življenjska doba urana tisoč let, to pomeni tveganje za prihodnje generacije.

Jedrske katastrofe

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

Vendar ni mogoče trditi, da so 100-odstotno varni. Z leti se je zgodilo več nesreč, ki do danes pomenijo, da atomska energija predstavlja tveganje za zdravje in varnost prebivalstva.

11. marca 2011 je na Richterjevi lestvici na vzhodni obali Japonske potres prizadel 9, ki je povzročil uničujoč cunami. To je povzročilo veliko škodo jedrski elektrarni Fukushima-Daiichi, katere reaktorji so bili resno prizadeti.

Kasnejše eksplozije znotraj reaktorjev so v ozračje sprostile produkte cepitve (radionuklide). Radionuklidi so se hitro pritrdili na atmosferske aerosole (Gaffney in sod., 2004), nato pa so zaradi velikega kroženja ozračja prepotovali velike razdalje po svetu, poleg zračnih mas. (Lozano, et al. 2011).

Poleg tega se je v ocean razlila velika količina radioaktivnih snovi in ​​do danes rastlina Fukušima še naprej sprošča onesnaženo vodo (300 t / d) (Fernández in González, 2015).

Do nesreče v Černobilu je prišlo 26. aprila 1986 med oceno električnega krmilnega sistema elektrarne. Katastrofa je 30.000 ljudi, ki živijo v bližini reaktorja, izpostavila približno 45 ostankov sevanja, kar je približno enako stopnji sevanja, ki so jo doživeli preživeli bombi iz Hirošime (Zehner, 2012).

V začetnem obdobju po nesreči so bili najbolj biološko pomembni izotopi sproščeni radioaktivni jodi, predvsem jod 131 in drugi kratkotrajni jodidi (132, 133).

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

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

Vojna uporablja

Po besedah ​​Fernándeza in Gonzáleza (2015) je civiliste od vojaške jedrske industrije zelo težko ločiti, saj so odpadki iz jedrskih elektrarn, kot sta plutonij in osiromašeni uran, surovina pri izdelavi jedrskega orožja. Pluton je osnova za atomske bombe, medtem ko se uran uporablja v projektilih.

Rast jedrske energije je povečala sposobnost držav, da pridobijo uran za jedrsko orožje. Dobro je znano, da je eden od dejavnikov, zaradi katerih je več držav brez programov za jedrsko energijo izraženo zanimanje za to energijo, osnova, da bi jim takšni programi lahko pomagali razviti jedrsko orožje. (Jacobson in Delucchi, 2011).

Obsežno globalno povečanje zmogljivosti jedrskih elektrarn lahko ogrozi svet zaradi potencialne jedrske vojne ali terorističnega napada. Do danes je bil razvoj ali poskus razvijanja jedrskega orožja v državah, kot so Indija, Irak in Severna Koreja, tajno potekal v jedrskih elektrarnah (Jacobson in Delucchi, 2011).

Reference

1. Castells XE (2012) Recikliranje industrijskih odpadkov: trdni komunalni odpadki in blato iz čistilnih naprav. Izdaje Díaz de Santos p. 1320.
2. Dittmar, M. (2013). Konec poceni urana. Znanost o celotnem okolju, 461, 792–798.
3. Fernández Durán, R., in González Reyes, L. (2015). V spiralo energije. Zvezek II: Zlom globalnega in civiliziranega kapitalizma.
4. Fthenakis, VM in Kim, HC (2007). Emisije toplogrednih plinov iz sončne električne in jedrske energije: študija življenjskega cikla. Energetska politika, 35 (4), 2549-2557.
5. Jacobson, MZ, in Delucchi, MA (2011). Zagotavljanje vse globalne energije z energijo vetra, vode in sonca, del I: Tehnologije, energetski viri, količine in območja infrastrukture ter materiali. Energetska politika, 39 (3), 1154-1169.
6. Lozano, RL, Hernández-Ceballos, MA, Adame, JA, Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, EG, & Bolívar, JP (2011). Radioaktivni vpliv nesreče Fukušime na Iberskem polotoku: evolucija in prepad prejšnje poti. Environment International, 37 (7), 1259–1264.
7. Nikiforov, Y., & Gnepp, DR (1994). Pediatrični rak ščitnice po katastrofi v Černobilu. Pathomorphologic študija za 84 primerov iz Republike Belorusije (1991–1992). Rak, 74 (2), 748–766.
8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Demontaža in zapiranje jedrskih elektrarn. Svet za jedrsko varnost. SDB-01.05. P 37
9. Samet, JM, Kutvirt, DM, Waxweiler, RJ, & Key, CR (1984). Pridobivanje urana in pljučni rak pri moških iz Navajo. New England Journal of Medicine, 310 (23), 1481–1448.
10. Sovacool, BK (2008). Vrednotenje emisij toplogrednih plinov iz jedrske energije: kritična raziskava. Energetska politika, 36 (8), 2950-2963.
11. Theobald, PK, Schweinfurth, SP in Duncan, DC (1972). Energetski viri Združenih držav Amerike (št. CIRC-650). Geological Survey, Washington, DC (ZDA).
12. Zehner, O. (2012). Neurejena prihodnost jedrske energije. Futurist, 46, 17–21.
13. Zimmerman, MB (1982). Učni učinki in komercializacija novih energetskih tehnologij: primer jedrske energije, Bell Journal of Economics, 297-310.