Различные плюсы и минусы ядерной энергии — сохранить энергию будущего

Ядерная энергия — это энергия, выделяемая в результате цепной реакции, а собственно в процессе деления или слияния ядер в реакторе. Источником топлива, применяемого для получения ядерной энергии, считается добытый и переработанный уран (обогащенный уран), который применяется для изготовления пара и выработки электрической энергии. В наше время ядерная энергия является одним из очень экологично чистых источников энергии, поскольку во время изготовления электрической энергии выделяется меньше тепличных газов если сравнивать с обычными источниками, например как угольные электростанции.

Деление ядер — это процесс, который применяется в ядерных реакторах для изготовления огромного количества энергии при помощи элемента под названием уран. Это энергия, которая хранится в ядре атома.

Естествознание 11 класс (Урок№21 — Вред и польза от ядерных технологий.)

Источник: Canva

Тогда как экологичность считается очень хорошим плюсом ядерной энергии, утилизация радиоотходов и защита людей и внешней среды от их излучения считается большим минусом ядерной энергии. Поэтому для защиты матери-земли от разрушающего воздействия ядерной энергии нужны дорогие решения.

Когда мы думаем об этом ресурсе, большинство из нас вспоминают ядерные бомбы или аварии, случившиеся на ряде атомных станций по всему миру. Но все таки, ядерная энергия, несомненно, считается одним из видов возобновляемой энергии, на которую нам необходимо обратить внимание. В данной статье мы будем рассматривать преимущества, и недостатки ядерной энергии.

Преимущества ядерной энергии (плюсы)

1. Невысокий уровень загрязнения

Ядерная энергия также имеет намного меньше тепличных выбросов. Было обнаружено, что кол-во тепличных газов уменьшилось почти в два раза из-за преобладания применения ядерной энергии.

Это дает возможность избежать выбросов более 470 миллионов метрических тонн углерода в течении года, что эквивалентно удалению с дорог 100 миллионов автомобилей. Тепловая энергия ядерных реакторов также может быть применена для декарбонизации остальных энергоемких секторов, например как транспорт, который привносит самый большой депозит в загрязнение внешней среды углеродом.

Атомная энергия оказывает самое меньшее влияние на природу, поскольку не выбрасывает такие газы, как метан и углекислый газ, которые считаются главными "парниковыми газами"." Применение ядерной энергии не оказывает негативного воздействия на воду, землю или какие-нибудь территории, кроме тех случаев, когда применяется транспорт.

Группа по защите интересов ядерной энергетики Всемирной ядерной ассоциации установила, что средние выбросы для ядерной энергетики составляют 29 тонн CO2 на гигаватт-час (ГВтч) производимой энергии. Это в хорошую сторону выделяется от возобновляемых источников энергии, например как солнце (85 тонн на ГВтч) и ветер (26 тонн на ГВтч), и еще более выгодно от ископаемого топлива, такого как бурый уголь (1 054 тонны на ГВтч) и уголь (888 тонн на ГВтч).

2. Высокая выходная мощность

Соотношение количества топлива и вырабатываемой мощности для ядерной энергии неимоверно высоко. Она может удовлетворить городские и промышленные потребности при помощи только одного реактора, уже не говоря о нескольких. Сравнительно небольшое количество урана может быть применено в качестве топлива для электростанции мощностью 1000 милионов ватт, что позволяет обеспечить электричеством город с населением около полумиллиона человек.

Возобновляемые источники, например солнце и ветер, обеспечивают только необходимую мощность для удовлетворения потребностей жилых домов или офисов. Они еще не обладают такой мощностью, как атомная энергетика, для удовлетворения широкомасштабных потребностей в электрической энергии, особенно в сфере производства.

3. Устойчивая базовая нагрузка

Атомные электростанции обеспечивают стабильную базовую нагрузку энергии. Атомная энергия повсеместно применяется в Америке и будет примерно 20% всей электрической энергии, вырабатываемой в Соединенных Штатах. Этот хороший энергетический источник поступает из 98 ядерных энергетических реакторов, расположенных в 30 разных штатах США.

Стабильное производство электричества на атомных электрических станциях означает, что в совершенстве она может применяться в комбинировании с остальными видами возобновляемой энергии. К примеру, когда дует ветер, атомные станции могут настраивать производство энергии в меньшую сторону.

И наоборот, когда ветер не дует, и требуется больше энергии, атомная энергия может быть скорректирована, чтобы возместить недостаток энергии, вырабатываемой ветром (или солнцем).

4. Низкие рабочие затраты

Атомная энергия производит крайне дешевую электрическую энергию, дешевле, чем газ, уголь или любые иные станции, которые работают на ископаемом топливе. Стоимость урана, который применяется в качестве топлива в данном процессе, невысокая, и его требуется довольно мало для изготовления большой мощности. Помимо того, не обращая внимания на то, что затраты на создание АЭС сдержанно высоки, затраты на их эксплуатацию довольно низки.

Было подсчитано, что даже с учетом подобных затрат, как управление радиоактивным топливом и утилизация, стоимость АЭС может составлять от 33 до 50 процентов от цены угольной электростанции и от 20 до 25 процентов от цены газовой электростанции комбинированного цикла.

Обычный служебный срок ядерного реактора составляет 40-60 лет, в зависимости от того, насколько часто он применяется и как он применяется. Эти переменные, если их соединить, делают затраты на поставку электрической энергии не высокими. Если даже стоимость урана вырастет, влияние На цену электрической энергии будет ощутимо ниже.

По оценкам Министерства энергетики США (DOE), для замены АЭС мощностью 1 ГВт понадобится 2 ГВт угля или от 3 до 4 ГВт возобновляемых источников для выработки того же количества электрической энергии. Помимо того, влияние На цену электрической энергии будет ощутимо ниже.

5. Надежность

По оценкам, при нынешних темпах использования урана у нас его хватит еще на 70-80 лет. АЭС в режиме производства энергии будет работать постоянно в течение года и более без перерывов и техобслуживания, что ее делает намного надежным энергетическим источником.

Поскольку солнечная и ветровая энергия зависят от погоды, АЭС не имеет подобных ограничений и будет работать без перебоев в самом разном климате. Последовательная критика возобновляемых источников энергии, напр.g., ветровой и энергии солнца, состоит в том, что они делают энергию лишь тогда, когда дует ветер или светит солнце.

В создании АЭС и применении ядерной энергии вместо классической энергии есть определенные денежные плюсы. Это один из существенных источников энергии в каждом населенном пункте.

Наиболее приятное, что эта энергия имеет постоянное снабжение. Он широко доступен, его много в тайниках, и считается, что его залежи будут существовать гораздо, значительно дольше, чем залежи ископаемого топлива, применяемого в том же объеме.

6. Эффектнее, чем ископаемое топливо

Другой основной интерес к применению ядерной энергии состоит в том, что она более убедительна и более эффективна, чем прочие источники энергии. Ряд инноваций в области ядерной энергии сделали ее более целесообразным выбором, чем прочие источники энергии.

Они очень плотные энергии если сравнивать с ископаемым топливом. Кол-во топлива, требуемого для АЭС, сравнительно меньше, чем для остальных электростанций, поскольку энергия, выделяемая при делении ядер, приблизительно в десять миллионов раза больше, чем энергия, выделяемая атомом ископаемого топлива.

7. Не зависит от ископаемого топлива

Это одна из причин, по которой многие страны вкладывают много денег и времени в ядерную энергетику. Итак, в чем же заключается важное преимущество ядерной энергии, превосходящее все прочие положительные качества, которые мы можем изучить? Она не зависит от ископаемых видов топлива и не склонна влиянию колебаний стоимости нефти и газа.

Угольные и газовые электростанции выбрасывают в воздух углекислый газ, что вызывает ряд экологичных проблем. При применении АЭС выбросы углекислого газа незначительны.

8. Возобновляемые?

Атомная энергия не считается возобновляемым ресурсом. Залежи урана, ядерного топлива, которое применяется для изготовления ядерной энергии, лимитированны и не делаются опять и опять по требованию.

Однако, по оценкам, запасов урана хватит еще на 80 лет, тогда как ископаемое топливо имеет намного более ограниченный служебный срок. Начав с промышленной революции, люди постепенно и каждый раз истощают залежи ископаемого топлива. Если мы продолжим потреблять ископаемое топливо и будем наращивать его потребление по мере роста населения планеты, то, по оценкам, нефть окончится в мире к 2052 году, газ — в первой половине 60-ых годов XXI века, а уголь — к 2088 году.

С другой стороны, применяя реакторы-размножители и термоядерные реакторы, мы можем делать другие расщепляемые детали. Один из этих элементов называется плутоний, который образуется из побочных продуктов цепной реакции. Также, если мы узнаем, как контролировать ядерный синтез, те же реакции, которые питают Солнце, мы сможем получить фактически неограниченную энергию.

Торий — это более экологичная замена, на которую в наше время обратили внимание. КНР, Российская Федерация и Индия уже планируют начать применять торий в качестве топлива для собственных реакторов в скором времени.

9. Экономическое действие

Атомная энергетика приносит немало пользы экономике благодаря количеству мест для работы и процветанию, которое приносит новый завод.

По данным NEI, новая атомная станция создаёт от 400 до 700 постоянных мест для работы, а еще тысячи остальных мест для работы при строительстве. Большинство ядерных объектов имеют как минимум 2 станции. Тогда как места для работы, создаваемые в остальных местах, составляют всего 90 мест для работы для угольной станции и 50 для станции по добыче газа.

Каждый завод каждый год вырабует около 500 миллионов американских долларов в виде продаж услуг и товаров. Больше сотрудников на заводах означает больше людей, которым необходимы обеды, и больше людей с деньгами, которые можно потратить.

Источник: Canva

Минусы ядерной энергии (недостатки)

1. Действие на внешнюю среду

Одной из самых особых проблем считается действие на внешнюю среду в связи с ураном. Процесс добычи и переработки урана не считается чистым. Практически перевозка ядерного топлива на заводы и обратно сопряжена с опасностью загрязнения внешней среды. Помимо того, после применения топлива его нельзя просто отвезти на свалку — оно радиоактивно и опасно.

2. Утилизация радиоотходов

В основном, АЭС производит 20 метрических тонн ядерного топлива в течении года, и одновременно с ним образуется приличное количество ядерных отходов. Если рассматривать каждую атомную станцию на Земля, то это число возрастает приблизительно до 2 000 метрических тонн в течении года.

Значительная часть данных отходов передает радиацию и большую температуру, что значит, что они неминуемо поглотят любой отсек, в котором они хранятся. Они также могут нанести ущерб живым существам на территории и вокруг станций.

Атомные электростанции создают много низкоактивных отходов в виде передаваемых частей и материалов. На протяжении какого-то времени использованное ядерное топливо распадается до безопасного уровня радиоактивности, впрочем на это требуется бесчисленное кол-во лет. Даже низкоактивным радиоактивным отходам нужны сотни лет для достижения адекватного уровня безопасности.

В январе 2019 года антиядерная экологическая группа Greenpeace выпустила доклад, в котором детально описала то, что она назвала "кризисом" ядерных отходов, для которого "нет решения на горизонте".Одним из подобных решений был бетонный "гроб" для ядерных отходов на острове Рунит, который начал трескаться и потенциально высвобождать радиоактивные материалы.

3. Ядерные аварии

Авария на острове Три Майл во второй половине 70-ых годов XX века, Авария на ЧАЭС, случившаяся 26 апреля 1986 года на ЧАЭС в Украине, стала самой страшной ядерной аварией в истории. Потом была еще одна авария, случившаяся не так давно в Фукусиме в стране восходящего солнца в 2011 году. Хотя число жертв было не очень велико, она вызвала серьезные экологические боязни. Ее негативное влияние на человека и экологию можно наблюдать и сейчас.

Не обращая внимания на все меры безопасности, принятые на таких атомных станциях, разные факторы стали причиной их расплавлению, что вызвало разрушительные результаты для внешней среды и здешних жителей, которые были вынуждены покинуть пострадавшие районы. Образовывающиеся радиоактивные отходы могут серьёзно оказать влияние на человеческое здоровье и внешнюю среду.

4. Большая цена

Первоначальные затраты на строительство АЭС достаточно велики. Недавняя оценка виртуального испытательного реактора в Америке выросла с $3.5 млрд. до 6 млрд. американских долларов, наряду с очень большими лишними тратами на работы по обслуживанию объекта. Южная Африка отказалась от планов по строительству 9.6 ГВт ядерной энергии в собственный энергобаланс из-за стоимости, которая оценивалась в границах $34-84 млрд.

Сейчас ядерный бизнес позволяет отходам остывать в течение существенного времени, перед тем как смешать их со стеклом и поместить в очень большие охлаждаемые твёрдые конструкции. Эти отходы следует сохранять, наблюдать и следить за ними, чтобы материалы не попали в чужие руки и не послужили причиной проблем.

Эти административные процедуры и включенные материалы стоят наличных денег, а еще высоких затрат, нужных для создания завода, что может его сделать менее желательным для инвестиций. Требуется разрешение от нескольких международных органов, и обычно против этого выступают люди, которые живут в данном регионе.

Атомные станции дешевы в эксплуатации и делают недорогое топливо, но первоначальные затраты огромны.

5. Уран конечен

Обычные возобновляемые источники энергии, например солнце и ветер, имеют безграничный запас. Ядерная энергия не считается возобновляемым источником топлива. Как и прочие источники топлива, уран также конечен и существует в немногих странах. Залежи урана лимитированны, хотя сейчас он во множестве. Есть риск того, что по завершению он может завершиться.

Уран нужно добывать, синтезировать, а потом активировать для получения энергии, и данный процесс обходится слишком дорого. В ходе всех данных работ образуется большое количество отходов, которые при плохом обращении приводят к загрязнению внешней среды и большим последствиям для здоровья.

6. Горячая мишень для боевиков

Ядерная энергия имеет просто огромную силу. Сегодня ядерная энергия применяется для изготовления оружия. Если это оружие попадет не в те руки, это может стать концом света. Атомные электростанции являются основной мишенью для террористической деятельности. Маленькое ослабление безопасности может стать жестоким для человечества.

7. Дешевизна топлива

В отличии от ископаемого топлива, которое доступно большинству стран, уран считается очень дефицитным ресурсом и есть лишь в нескольких странах. Перед тем как кто-то сможет даже подумать о строительстве АЭС, необходимо взять разрешение нескольких международных инстанций.

МЭ и его государственные лаборатории работают с промышленностью над разработкой новых реакторов и топлива, которые повысят общую производительность таких технологий и сократят кол-во производимых ядерных отходов. Министерство также работает над предоставлением точной, основанной на фактах информации о ядерной энергии через собственные соцсети и информационно-разъяснительную работу в области STEM, чтобы просветить население о преимуществах ядерной энергии.

Об атомной энергетике для Курчатовских чтений

считается ли ядерная энергия возобновляемой?

Определение возобновляемой энергии предполагает неограниченную доступность ресурса, способность к самовозобновлению и свойство оказывать небольшое действие на внешнюю среду. Вопрос про то, считается ли ядерная энергия возобновляемой, вызывает споры и по сей день, не обращая внимания на то, что она считается низкоуглеродным источником производства электричества. К 5 обоснованным возобновляемым источникам энергии, применяемым повседневно, относятся солнечная, ветровая, гидроэнергия, геотермальная энергия и биологическая масса.

Что такое ядерная энергия��Узнайте, что такое атомная энергетика⭐Смотрите видео о ядерной энергии

Однако очень большая точка зрения говорит, что ядерная энергия действительно не считается возобновляемой. Это базируется на целом ряде фактов, например как:

Основное сырье для изготовления ядерной энергии (уран) не считается возобновляемым ресурсом. залежи урана очень лимитированны, а процесс добычи и переработки максимально влияет на внешнюю среду. Помимо того, перевозка урана сопряжена с риском. Безопасная перевозка требует существенных инвестиций и большого использования энергии.

После переработки урана образуется большое количество радиоотходов. Полученные в результате детали требуют долгого хранения и, как все знают, остаются радиоактивными и опасными в течение тысяч лет. Большинство стран пытались перерабатывать отходы, но общий процесс неэффективен и относительно дорог, уже не говоря про то, что безопасное хранение отходов считается неразрешимой задачей. В довершение ко всему, ядерные хранилища могут стать основной мишенью для террористов, которые стремятся одновременно убить больше людей.