Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog werden twee atoombommen gedropt boven de Japanse steden Hiroshima en Nagasaki. Het nieuwe wapen bleek het dodelijkste in de menselijke geschiedenis te zijn. De daaruit voortvloeiende nucleaire race tussen de USSR en de VS versterkte de angst van de wereldgemeenschap voor de nucleaire factor. Naast atoomkernkoppen verscheen echter een vreedzaam atoom. Deze zin verwijst naar kernenergie.
NPP-werkingsprincipe
De werking van een kerncentrale is gebaseerd op de reactie van atoomsplitsing. Om het te noemen, is het noodzakelijk om een neutronenbombardement van uranium-235-kernen uit te voeren. De kleinste deeltjes worden in fragmenten verdeeld, terwijl ze een enorme hoeveelheid gammastraling en thermische energie genereren.
Vreedzaam atoom kan alleen vreedzaam blijven onder strikte controle, verplicht voor kerncentrales. Bij splijting ontstaan namelijk neutronen, die aanleiding geven tot nieuwe kettingreacties. Ongecontroleerde omhulling van de kernen leidt tot een explosie. Het is dit principe dat ten grondslag ligt aan de werking van atoombommen. Bij energiecentrales wordt het proces gecontroleerd en wordt overtollige energie naar een nuttig kanaal voor mensen geleid.
Uranium-235
Nucleaire brandstof wordt voor gebruik in speciale staven gedaan. Het wordt opgeslagen in de vorm van tabletten gemaakt van uraniumoxide. Het moet duidelijk zijn dat deze stof heterogeen is. 3% van deze tabletten bestaat uit uranium-235 (hij is het die splijtbaar is tijdens de reactie), de rest is uranium-238 (deze isotoop is niet splijtbaar).
Waarom is deze verhouding nodig? Om het proces onder controle te houden. Een werkende reactor start een splijtingsreactie. In de loop van zijn ontwikkeling neemt de hoeveelheid uranium-235 af. Tegelijkertijd neemt het volume aan splijtingsproducten toe. Dit is kernafval. Ze vormen een ernstig gevaar voor het milieu en moeten daarom op de juiste manier worden verwijderd. Kan een atoom vreedzaam zijn? Zoals blijkt uit de beschreven technologie, alleen met strikte naleving van de instructies en regels van het productieproces.
Vereisten voor uiterlijk
Kernenergie is ontstaan in het midden van de 20e eeuw. Sindsdien zijn er over de hele wereld honderden kerncentrales gebouwd (vandaag zijn er 442 in bedrijf). Vreedzaam atoom levert meer dan de helft van de energie die Frankrijk, Polen, Litouwen, Slowakije, Zweden en Zuid-Korea nodig hebben. In West-Europa wekken kerncentrales ongeveer een derde van de elektriciteit op.
Het begon allemaal in 1939, toen uraniumsplijting werd ontdekt in Duitsland. Onderzoeken van de Duitsers waren buitengewoon geïnteresseerd in de USSR. Het werd wetenschappers meteen duidelijk dat het nieuw ontdekte proces de productie van gigantische hoeveelheden energie mogelijk maakt. Als specialisten complexe reacties zouden leren beheersen, zou dit veel economische problemen oplossen.problemen. Het eerste Sovjetonderzoek met betrekking tot het vreedzame atoom vond plaats in het RIAN (Radium Instituut van de Academie van Wetenschappen) onder leiding van de uitstekende natuurkundige Igor Kurchatov.
Kernrace
Het werk van Sovjetwetenschappers werd gehinderd door de afwezigheid van de eigen uraniumreserves van de USSR. Bovendien begon de Grote Patriottische Oorlog in 1941 en moesten revolutionaire ontdekkingen een tijdje worden vergeten. Tegen deze achtergrond werd de agenda onderschept in het VK, de VS en Duitsland. De paradox ligt in het feit dat kernenergie verscheen als een uitloper van een militaristisch project. Natuurlijk probeerden de oorlogvoerende landen eerst de krachtigste wapens te bemachtigen, en pas daarna bedachten ze vreedzame manieren om hun ontdekkingen te gebruiken.
De eerste experimentele kernreactor werd in december 1942 in de Verenigde Staten gelanceerd. De projectleider was de Italiaanse wetenschapper Enrico Fermi. In de USSR verscheen eind 1946 de eerste reactor in het Institute of Atomic Energy. Tegen die tijd hadden de Amerikaanse bombardementen op Hiroshima en Nagasaki al plaatsgevonden. In de USSR werd in 1949 de atoombom gemaakt en in 1953 de waterstofbom. De oorlog is al afgelopen en wetenschappers zijn begonnen met het voorbereiden van een kernreactor om te werken voor de nationale economie van de Sovjet-Unie.
NPP constructie
's Werelds eerste kerncentrale werd gelanceerd in de zomer van 1954. Het bleek de kerncentrale van Obninsk te zijn, gelegen in de regio Kaluga. In de Verenigde Staten zijn ze met enige vertraging ook begonnen met de uitvoering van een atoomenergieproject. In 1956 slaagden de Amerikanen er voor het eerst in met de hulp vanreactor om elektriciteit te krijgen. Geleidelijk aan werden in de twee grootmachten steeds meer nieuwe kerncentrales gesticht. Elk van hen brak een ander vermogensrecord.
Het hoogtepunt van de ontwikkeling van kernenergie kwam in de tweede helft van de jaren zestig. Toen begon het aantal bouw van kerncentrales af te nemen. In de Verenigde Staten is in het Congres en de wetenschappelijke gemeenschap een discussie begonnen over de problemen die samenhangen met de veiligheid van het vreedzame atoom. Niettemin bereikte de opwekking van kernenergie in 1986 15% van die van conventionele elektriciteitscentrales.
Kernenergie symbool
In 1958 werd het Atomium geopend in Brussel, waar de volgende Wereldtentoonstelling werd gehouden. Het ontwerpconcept is ontwikkeld door architect André Waterkeyner. Het atomium ziet eruit als een vergroot kristalrooster van ijzer: negen atomen samengevoegd. Het gewicht van de constructie is 2400 ton en de hoogte is 102 meter. Bezoekers kunnen zes van de negen rijken betreden. Deze modellen van atomen, honderden miljarden uitvergroot, zijn met elkaar verbonden door twintig buizen van 23 meter lang. Binnen zijn het gangen en roltrappen.
De foto van het "vreedzame atoom", dat verscheen in Brussel op het hoogtepunt van het atoomtijdperk, verspreidde zich snel over de wereld en het Atomium werd een symbool van alle kernenergie en het idee dat revolutionaire wetenschappelijke ontdekkingen worden gebruikt voor het welzijn van de mensheid, en niet voor oorlogen en vernietiging. De Belgische mijlpaal wordt genoemd in de roman van de beroemde Sovjet-sciencefictionschrijvers de gebroeders Strugatsky "Maandag begint op zaterdag." Het symbool van het vreedzame atoom komt in veel tekeningen voor, evenals op emblemen gewijd aan kernenergie.
Omgevingsfactor
Het probleem van milieuvervuiling door radioactief afval wordt elk jaar urgenter. In het moderne Rusland houdt het personeel van 10 kerncentrales zich bijvoorbeeld bezig met vreedzame kernenergie. Al deze ondernemingen hebben speciale aandacht nodig van milieuactivisten en overheidsdiensten.
50.000 kubieke meter radioactief afval hoopt zich elk jaar op in de Europese Unie. Het belangrijkste probleem is dat dergelijk puin duizenden jaren gevaarlijk blijft (de periode van verval van plutonium-239 is bijvoorbeeld 24 duizend jaar).
Afvalbeheer
Vandaag de dag zijn er verschillende concepten over de beste manier om radioactief afval te verwijderen. Het eerste idee is om begraafplaatsen te creëren op de bodem van de oceanen. Dit is een nogal moeilijke manier om te implementeren. Containers moeten op aanzienlijke diepte worden geplaatst, bovendien kunnen ze worden beschadigd door zeestromingen.
Het tweede idee wordt overwogen door NASA, waar ze voorstellen kernafval de ruimte in te sturen. Deze methode is veilig voor de aarde, maar gaat gepaard met buitensporige uitgaven. Er zijn andere ideeën: afval naar onbewoonde eilanden brengen of ze begraven in het ijs van Antarctica. De meest acceptabele optie vandaag is de aanleg van begraafplaatsen in rotsachtige ondergrondse rotsen. Onderzoek met betrekking tot dit idee wordt voortgezet in Duitsland en Zwitserland.
Tsjernobyl les
Kernenergie werd lange tijd als onbetwist beschouwd. voor meerdereDecennia lang zette het vreedzame atoom in de USSR en andere landen zijn economische expansie voort. In 1986 vond echter een tragedie plaats in Tsjernobyl die de mensheid dwong haar houding ten opzichte van kerncentrales te heroverwegen. Een explosie vond plaats in een station in de buurt van Pripyat, wat resulteerde in de vernietiging van de reactor en het vrijkomen in het milieu van een aanzienlijke hoeveelheid radioactieve stoffen die gevaarlijk zijn voor de gezondheid.
De beroemde Sovjet-slogan "Vreedzaam atoom in elk huis" werd gecompromitteerd. In de eerste maanden na het ongeval kwamen 30 mensen om het leven. De echte effecten van blootstelling kwamen echter later. In de daaropvolgende jaren stierven nog tientallen mensen in doodsangst aan een vreselijke ziekte. Duizenden burgers van de USSR bevonden zich in de infectiezone. Belangrijke gebieden van Wit-Rusland, Oekraïne en Rusland werden ongeschikt voor landbouw. Het ongeval in de kerncentrale van Tsjernobyl leidde tot een uitbarsting van publieke fobie met betrekking tot kernenergie. Na die tragedie waren veel stations over de hele wereld gesloten.
Hoewel de veiligheidsmaatregelen bij dergelijke ondernemingen de afgelopen 30 jaar aanzienlijk zijn verbeterd, zou theoretisch gezien opnieuw een tragedie als in Tsjernobyl kunnen plaatsvinden. Er waren ongevallen zowel voor als na de kerncentrale van Tsjernobyl: in 1957 - in het VK (Windscale), in 1979 - in de VS (Three Mile Island), in 2011 - in Japan (Fukushima). Vandaag heeft de IAEA informatie verzameld over meer dan 1.000 noodsituaties op stations. Oorzaken van ongevallen: menselijke factor (80% van de gevallen), minder vaak - ontwerpfouten. In Fukushima in Japan deed zich een noodsituatie voor als gevolg van een krachtige aardbeving en de daaropvolgende tsunami.
Vooruitzichten voor kernenergie
De vraag of het vreedzame atoom een toekomst heeft, is economisch ingewikkeld en veroorzaakt veel controverse onder specialisten. Door een groot aantal tegenstrijdige factoren is de toekomst ervan onduidelijk en mistig. De laatste prognoses van het Internationaal Energie Agentschap suggereren dat, als de huidige trends zich voortzetten, het aandeel van de elektriciteit die door kerncentrales wordt geproduceerd, tegen 2030 zal dalen van 15% naar 9%.
Tot voor kort was er veel vraag naar kernenergie, onder meer vanwege de hoge olieprijzen. In 2014 zijn ze echter sterk gedaald. Zo is er een ander goedkoper alternatief voor kerncentrales verschenen. Het is ook belangrijk dat het vreedzame atoom mensen alleen van elektriciteit voorziet (dat wil zeggen, zelfs bij wijdverbreid gebruik kan het de samenleving niet volledig bevrijden van energieafhankelijkheid).
Olie of elektriciteit?
Olie is ondanks alles belangrijk voor industrie en transport. Ongeveer 40% van de energie die de VS verbruikt, wordt geleverd door deze hulpbron. Japan en Frankrijk konden de afhankelijkheid van olie niet kwijtraken (hoewel ze actief gebruik maken van kerncentrales). Dus heeft het vreedzame atoom een toekomst of is het gedoemd om in de schaduw van "zwart goud" te blijven? Deze trends suggereren dat kerncentrales tot het verleden behoren. Enkele recente ontwikkelingen hebben kernenergie echter een tweede leven gegeven.
We hebben het over de opkomst van auto's die op elektriciteit rijden in plaats van op benzine. Tegenwoordig verovert dergelijk transport steeds meer de markten van de VS en Europa. Over enkele decennia elektrische voertuigenzal de norm worden. Het is op dit moment dat het vreedzame atoom de wereldeconomie weer te hulp kan komen. Kerncentrales kunnen het probleem van de steeds toenemende vraag van verschillende landen naar elektriciteit oplossen.
Fusion-energie
Er is een ander perspectief waarin het vreedzame atoom een economische triomf kan maken. Een van de belangrijkste problemen in verband met de exploitatie van kerncentrales is de veiligheid van het milieu. De kwestie van de complexiteit van de berging van radioactief afval en verbruikte splijtstof gaf aanleiding tot het idee om kernreactoren om te vormen tot nieuwe kernfusiereactoren. Dergelijke ondernemingen zullen volkomen veilig zijn voor het milieu. Maar voordat deze vreedzame atoomtechnologie in productie wordt genomen, zullen specialisten een lange weg moeten gaan.
Teams uit 33 landen van de wereld werken al aan een thermonucleair project. Het globale karakter van het idee van thermonucleaire brandstof is te danken aan de vele voordelen ervan. Het is niet alleen veilig vanuit het oogpunt van ecologie, maar ook onuitputtelijk. De hulpbron die wetenschappers nodig hebben, is deuterium, dat wordt gewonnen uit de oceanen. Het belangrijkste technologische verschil tussen een thermonucleaire centrale en een kerncentrale is dat kernfusie zal plaatsvinden bij nieuwe ondernemingen (kernsplijting wordt uitgevoerd in voormalige kerncentrales). Misschien is deze technologie de toekomst van het vreedzame atoom.
