A második világháború végén két atombombát dobtak le Hirosima és Nagaszaki japán városai felett. Az új fegyver az emberiség történetében a leghalálosabbnak bizonyult. Az ezt követő nukleáris verseny a Szovjetunió és az USA között tovább fokozta a világközösség félelmét a nukleáris tényezőtől. Az atomi robbanófejek mellett azonban megjelent egy békés atom is. Ez a kifejezés az atomenergiára vonatkozik.
Atomerőmű működési elve
Minden atomerőmű működése az atomhasadás reakcióján alapul. Ennek elnevezéséhez urán-235 atommagok neutronbombázását kell végrehajtani. A legkisebb részecskék töredékekre oszlanak, miközben hatalmas mennyiségű gamma-sugarakat és hőenergiát generálnak.
A békés atom csak szigorú, az atomerőművek számára kötelező ellenőrzés mellett maradhat békés. A tény az, hogy a hasadás során neutronok keletkeznek, amelyek új láncreakciókat váltanak ki. Az atommagok ellenőrizetlen beburkolása robbanáshoz vezet. Ez az elv az atombombák működésének alapja. Az erőművekben a folyamatot irányítják, és a felesleges energiát az emberek számára hasznos csatornába irányítják.
Urán-235
A nukleáris üzemanyagot speciális rudakba helyezik használat előtt. Urán-oxidból készült tabletták formájában tárolják. Meg kell érteni, hogy ez az anyag heterogén. A tabletták 3%-a urán-235-ből áll (ő az, aki a reakció során hasadó), a többi urán-238 (ez az izotóp nem hasadó).
Miért szükséges ez az arány? A folyamat ellenőrzése érdekében. Egy működő reaktor hasadási reakciót indít el. Fejlesztése során az urán-235 mennyisége csökken. Ezzel párhuzamosan nő a hasadási termékek mennyisége. Ez nukleáris hulladék. Komoly környezeti veszélyt jelentenek, ezért megfelelően ártalmatlanítani kell őket. Lehet egy atom békés? Ahogy a leírt technológiából is látszik, csak a gyártási folyamat utasításainak és szabályainak szigorú betartásával.
A megjelenés előfeltételei
A nukleáris (atomi) energia a 20. század közepén keletkezett. Azóta több száz atomerőmű épült szerte a világon (ma 442 üzemel). A békés atomenergia biztosítja Franciaország, Lengyelország, Litvánia, Szlovákia, Svédország és Dél-Korea által igényelt energia több mint felét. Nyugat-Európában az atomerőművek termelik a villamos energia körülbelül egyharmadát.
Az egész 1939-ben kezdődött, amikor Németországban felfedezték az uránhasadást. A németek kutatásai rendkívül érdeklődtek a Szovjetunió iránt. A tudósok számára azonnal világossá vált, hogy az újonnan felfedezett eljárás gigantikus mennyiségű energia előállítását teszi lehetővé. Ha a szakemberek megtanulnák irányítani az összetett reakciókat, az sok gazdasági problémát megoldana.problémákat. A békés atommal kapcsolatos első szovjet kutatás a RIAN-ban (A Tudományos Akadémia Rádium Intézete) zajlott a kiváló fizikus, Igor Kurchatov irányításával.
Atomverseny
A szovjet tudósok munkáját hátráltatta a Szovjetunió saját urántartalékainak hiánya. Ráadásul 1941-ben elkezdődött a Nagy Honvédő Háború, és a forradalmi felfedezéseket egy időre el kellett felejteni. Ennek fényében az Egyesült Királyságban, az Egyesült Államokban és Németországban lehallgatták a napirendet. A paradoxon abban rejlik, hogy az atomenergia egy militarista projekt ágaként jelent meg. Természetesen a harcoló országok elsősorban a legerősebb fegyverek beszerzésére törekedtek, és csak azután gondolkodtak a felfedezések békés felhasználásán.
1942 decemberében indították útjára az első kísérleti atomreaktort az Egyesült Államokban. A projekt vezetője Enrico Fermi olasz tudós volt. A Szovjetunióban az első reaktor 1946 végén jelent meg az Atomenergia Intézetben. Ekkor már megtörtént Hirosima és Nagaszaki amerikai bombázása. A Szovjetunióban az atombombát 1949-ben, a hidrogénbombát 1953-ban hozták létre. A háború már véget ért, és a tudósok megkezdték egy atomreaktor felkészítését a Szovjetunió nemzetgazdasága számára.
Atomerőműépítés
A világ első atomerőművét 1954 nyarán indították. Kiderült, hogy az Obninsk atomerőmű, amely a Kaluga régióban található. Az Egyesült Államokban kis késéssel egy atomenergetikai projekt megvalósításába is kezdtek. 1956-ban az amerikaiaknak először sikerült a segítségévelreaktor áramhoz jutni. Fokozatosan egyre több új atomerőmű épült a két nagyhatalomban. Mindegyikük újabb teljesítményrekordot döntött.
Az atomenergia fejlődésének csúcspontja az 1960-as évek második felében volt. Ekkor kezdett csökkenni az atomerőmű-építések száma. Az Egyesült Államokban a Kongresszusban és a tudományos közösségben vita kezdődött a békés atom biztonságával kapcsolatos problémákról. Ennek ellenére 1986-ra az atomenergia-termelés elérte a hagyományos erőművek által termelt 15%-át.
Atomenergia szimbólum
1958-ban Brüsszelben megnyitották az Atomiumot, ahol a következő világkiállítást is megrendezték. A tervezési koncepciót André Waterkeyner építész dolgozta ki. Az atomium úgy néz ki, mint egy megnagyobbodott vaskristályrács: kilenc atom kapcsolódik egymáshoz. A szerkezet tömege 2400 tonna, magassága 102 méter. A látogatók a kilenc birodalomból hatba léphetnek be. Ezeket a több százmilliárdszorosára nagyított atommodelleket húsz, 23 méteres cső köti össze egymással. Belül folyosók és mozgólépcsők vannak.
A „békés atom” fotója, amely az atomkorszak csúcspontján jelent meg Brüsszelben, gyorsan elterjedt az egész világon, és az Atomium az összes atomenergia szimbólumává vált, és a forradalmi tudományos felfedezések gondolatává vált. az emberiség javára használható fel, nem háborúkra és pusztításra. A belga nevezetességet a híres szovjet sci-fi írók, a Sztrugackij testvérek a regényben említik: "A hétfő szombaton kezdődik". A békés atom szimbóluma számos rajzon, valamint az atomenergiának szentelt emblémákon szerepel.
Környezeti tényező
A radioaktív hulladékkal történő környezetszennyezés problémája évről évre egyre sürgetőbbé válik. Például a modern Oroszországban 10 atomerőmű személyzete foglalkozik békés atomenergiával. Mindezek a vállalkozások különös figyelmet igényelnek a környezetvédők és a kormányzati szervek részéről.
Évente 50 000 köbméter radioaktív hulladék halmozódik fel az Európai Unióban. A fő probléma az, hogy az ilyen törmelék több ezer évig veszélyes marad (például a plutónium-239 bomlási ideje 24 ezer év).
Hulladékgazdálkodás
Ma számos koncepció létezik a radioaktív hulladékok legjobb ártalmatlanítására vonatkozóan. Az első ötlet az óceánok fenekén található temetők létrehozása. Ez meglehetősen nehéz megvalósítási mód. A konténereket jelentős mélységben kell elhelyezni, ráadásul a tengeri áramlatok károsíthatják őket.
A második ötletet a NASA fontolgatja, és azt javasolja, hogy nukleáris hulladékot küldjenek a világűrbe. Ez a módszer biztonságos a Föld számára, de tele van túlzott kiadásokkal. Vannak más ötletek is: a hulladékot lakatlan szigetekre vinni, vagy az Antarktisz jegébe temetni. Ma a legelfogadhatóbb lehetőség a temetők építése sziklás földalatti sziklákban. Az ehhez az ötlethez kapcsolódó kutatás Németországban és Svájcban folytatódik.
Csernobil lecke
Az atomenergia sokáig vitathatatlannak számított. TöbbnekA Szovjetunió és más országok békés atomja évtizedekig folytatta gazdasági terjeszkedését. 1986-ban azonban Csernobilban tragédia történt, amely arra kényszerítette az emberiséget, hogy újragondolja az atomerőművekkel kapcsolatos hozzáállását. Robbanás történt egy Pripjaty melletti állomáson, aminek következtében a reaktor megsemmisült, és jelentős mennyiségű, egészségre veszélyes radioaktív anyag került a környezetbe.
A híres szovjet szlogen: "Békés atom minden otthonban" veszélybe került. A balesetet követő első hónapokban 30 ember h alt meg. Az expozíció valódi hatásai azonban később jelentkeztek. A következő években több tucat ember h alt meg gyötrelemben szörnyű betegségben. A Szovjetunió polgárainak ezrei kerültek a fertőzés zónájába. Fehéroroszország, Ukrajna és Oroszország jelentős területei alkalmatlanná váltak a mezőgazdaságra. A csernobili atomerőműben történt baleset az atomenergiával kapcsolatos fóbia kitöréséhez vezetett. A tragédia után a világ számos állomását bezárták.
Bár az ilyen vállalkozások biztonsági intézkedései 30 év alatt jelentősen javultak, elméletileg ismét megtörténhet a csernobilihoz hasonló tragédia. A csernobili atomerőmű előtt és után is történtek balesetek: 1957-ben - az Egyesült Királyságban (Windscale), 1979-ben - az USA-ban (Three Mile Island), 2011-ben - Japánban (Fukusima). A NAÜ mára több mint 1000 állomáson kialakult vészhelyzetről gyűjtött információkat. Balesetek okai: emberi tényező (az esetek 80% -a), ritkábban - tervezési hibák. A japán Fukusimában vészhelyzet alakult ki egy erős földrengés és az azt követő cunami miatt.
Az atomenergia kilátásai
Az a kérdés, hogy van-e jövője a békés atomnak, gazdasági szempontból bonyolult és sok vitát vált ki a szakemberek körében. A sok egymásnak ellentmondó tényező miatt jövője tisztázatlan és ködös. A Nemzetközi Energia Ügynökség legújabb előrejelzései szerint a jelenlegi tendenciák folytatódása esetén az atomerőművek által termelt villamos energia részaránya 2030-ra 15%-ról 9%-ra csökken.
A közelmúltig az atomenergia iránt volt kereslet, többek között a magas olajárak miatt. 2014-ben azonban meredeken csökkentek. Így egy újabb olcsóbb alternatíva jelent meg az atomerőművekkel szemben. Az is fontos, hogy a békés atom csak elektromos árammal látja el az embereket (azaz széleskörű használat mellett sem tudja teljesen megszabadítani a társadalmat az energiafüggőségtől).
Olaj vagy villany?
Az olaj mindennek ellenére fontos az ipar és a közlekedés számára. Az Egyesült Államokban felhasznált energia körülbelül 40%-át ez az erőforrás biztosítja. Japán és Franciaország nem tudott megszabadulni az olajfüggőségtől (bár aktívan használnak atomerőműveket). Van tehát jövője a békés atomnak, vagy arra van ítélve, hogy a „fekete arany” árnyékában maradjon? Ezek a tendenciák arra utalnak, hogy az atomerőművek már a múlté. Néhány közelmúltbeli fejlemény azonban új életet adott az atomenergiának.
Olyan autók megjelenéséről beszélünk, amelyek benzin helyett árammal működnek. Manapság az ilyen szállítás egyre inkább meghódítja az USA és Európa piacait. Néhány évtized múlva az elektromos járműveknorma lesz. Ebben a pillanatban a békés atom ismét megmentheti a világgazdaságot. Az atomerőművek képesek megoldani a különböző országok folyamatosan növekvő villamosenergia-igényének problémáját.
Fúziós energia
Van egy másik perspektíva, amelyben a békés atom gazdasági diad alt arathat. Az atomerőművek üzemeltetésével kapcsolatos egyik legfontosabb probléma a környezetbiztonság. A radioaktív hulladékok és a kiégett fűtőelemek elhelyezésének összetettsége miatt felmerült az az ötlet, hogy az atomreaktorokat új magfúziós reaktorokká alakítsák át. Az ilyen vállalkozások teljesen biztonságosak lesznek a környezet számára. De mielőtt ezt a békés atomtechnológiát bevezetnék a gyártásba, a szakembereknek hosszú utat kell megtenniük.
A világ 33 országából érkező csapatok már dolgoznak egy termonukleáris projekten. A termonukleáris üzemanyag ötletének globális jellege számos előnyének köszönhető. Nemcsak ökológiai szempontból biztonságos, hanem kimeríthetetlen is. A tudósok számára szükséges erőforrás a deutérium, amelyet az óceánokból nyernek. A fő technológiai különbség a termonukleáris állomás és az atomerőmű között az, hogy a magfúzió új vállalkozásoknál fog megtörténni (az atommaghasadás a korábbi atomerőművekben történik). Talán ez a technológia a békés atom jövője.
