14 Výhody a nevýhody jadrovej energie



výhody a nevýhody jadrovej energie Ide o pomerne bežnú diskusiu v dnešnej spoločnosti, ktorá sa jasne delí na dva tábory. Niektorí argumentujú, že je to spoľahlivá a lacná energia, zatiaľ čo iní varujú pred katastrofami, ktoré môžu spôsobiť zneužitie. 

Jadrová energia alebo atómová energia sa získava procesom štiepenia jadra, ktorý spočíva v bombardovaní atómu uránu neutrónmi tak, že sa rozdelí na dva, pričom sa uvoľní veľké množstvo tepla, ktoré sa potom použije na výrobu elektriny..

Prvá jadrová elektráreň bola slávnostne otvorená v roku 1956 v Spojenom kráľovstve. Podľa Castells (2012), v roku 2000 bolo 487 jadrových reaktorov, ktoré vyrobili štvrtinu svetovej elektriny. V súčasnosti tvorí takmer 75% jadrovej energie šesť krajín (USA, Francúzsko, Japonsko, Nemecko, Rusko a Južná Kórea) (Fernández a González, 2015).

Mnohí ľudia si myslia, že atómová energia je veľmi nebezpečná vďaka slávnym nehodám ako Černobyľ alebo Fukušima. Sú však tí, ktorí považujú tento druh energie za „čistý“, pretože má veľmi málo emisií skleníkových plynov.

index

  • 1 Výhody
    • 1.1 Vysoká hustota energie
    • 1.2 Lacnejšie ako fosílne palivá 
    • 1.3 Dostupnosť 
    • 1.4 Vyžaruje menej skleníkových plynov ako fosílne palivá
    • 1.5 Potrebuje málo miesta
    • 1.6 Vytvára málo odpadu
    • 1.7 Technológia je stále vo vývoji
  • 2 Nevýhody
    • 2.1 Urán je neobnoviteľný zdroj
    • 2.2 Nemôže nahradiť fosílne palivá
    • 2.3 Závisí od fosílnych palív
    • 2.4 Ťažba uránu je škodlivá pre životné prostredie
    • 2.5 Veľmi perzistentné odpady
    • 2.6 Jadrové katastrofy
    • 2.7 Warlike použitie
  • 3 Odkazy

výhoda

Vysoká hustota energie

Urán je prvok, ktorý sa bežne používa v jadrových elektrárňach na výrobu elektriny. To má za následok skladovanie enormného množstva energie.

Len jeden gram uránu sa rovná 18 litrom benzínu a jeden kilogram produkuje približne rovnakú energiu ako 100 ton uhlia (Castells, 2012).

Lacnejšie ako fosílne palivá 

V zásade sa náklady na urán zdajú byť oveľa drahšie ako ropa alebo benzín, ale ak vezmeme do úvahy, že na výrobu významných množstiev energie sú potrebné len malé množstvá tohto prvku, nakoniec sa náklady stanú nižšími ako sú fosílnych palív.

dostupnosť 

Jadrová elektráreň je schopná neustále pracovať 24 hodín denne, 365 dní v roku, aby dodávala elektrinu mestu; toto je vďaka dobíjaniu paliva každý rok alebo 6 mesiacov v závislosti od zariadenia.

Iné druhy energie závisia od nepretržitej dodávky paliva (ako sú uhoľné elektrárne), alebo sú prerušované a obmedzené klímou (napríklad obnoviteľné zdroje)..

Vyžaruje menej skleníkových plynov ako fosílne palivá

Atómová energia môže pomôcť vládam splniť ich záväzky znížiť emisie skleníkových plynov. Proces prevádzky v jadrovej elektrárni nevypúšťa skleníkové plyny, pretože nevyžaduje fosílne palivá.

Emisie, ktoré sa vyskytujú, sa však vyskytujú počas životného cyklu zariadenia; výstavba, prevádzka, ťažba a mletie uránu a demontáž jadrovej elektrárne. (Sovacool, 2008).

Z najdôležitejších štúdií, ktoré sa vykonali na odhad množstva CO2 uvoľneného jadrovou činnosťou, je priemerná hodnota 66 g CO2e / kWh. Čo je emisná hodnota väčšia ako hodnota iných obnoviteľných zdrojov, ale stále nižšia ako emisie z fosílnych palív (Sovacool, 2008).

Potrebuje málo miesta

Jadrová elektráreň v porovnaní s inými druhmi energetických aktivít potrebuje málo miesta; na inštaláciu rektora a chladiacich veží si vyžaduje len relatívne malé pozemky.

Činnosti v oblasti veternej a slnečnej energie by naopak potrebovali veľkú pôdu na výrobu rovnakej energie ako jadrová elektráreň počas celej jej životnosti.

Vytvára málo odpadu

Odpady vznikajúce v jadrovej elektrárni sú mimoriadne nebezpečné a škodlivé pre životné prostredie. Množstvo je však relatívne malé v porovnaní s inými činnosťami a používajú sa primerané bezpečnostné opatrenia, ktoré môžu zostať izolované od životného prostredia bez toho, aby predstavovali akékoľvek riziko..

Technológia stále vo vývoji

Stále existuje mnoho nevyriešených problémov týkajúcich sa atómovej energie. Okrem štiepenia však existuje ďalší proces nazývaný jadrová fúzia, ktorý zahŕňa spojenie dvoch jednoduchých atómov dohromady, čím sa vytvorí ťažký atóm.

Cieľom vývoja jadrovej fúzie je použitie dvoch atómov vodíka na produkciu jedného hélia a vytvorenie energie, čo je tá istá reakcia, ktorá sa vyskytuje na slnku..

Na to, aby došlo k jadrovej fúzii, sú potrebné veľmi vysoké teploty a výkonný chladiaci systém, ktorý predstavuje vážne technické ťažkosti a je stále vo fáze vývoja..

Ak by sa uplatňovali, znamenalo by to čistejší zdroj, pretože by neprodukovalo rádioaktívny odpad a zároveň by produkovalo oveľa viac energie, než v súčasnosti produkuje štiepenie uránu..

nevýhody

Urán je neobnoviteľný zdroj

Historické údaje z mnohých krajín ukazujú, že v priemere by sa v bani nemohlo vyťažiť viac ako 50 - 70% uránu, pretože koncentrácie uránu menšie ako 0,01% už nie sú životaschopné, pretože si vyžadujú spracovanie väčšieho množstva uránu. skaly a spotrebovaná energia je väčšia ako energia, ktorú by mohla produkovať v závode. Okrem toho má ťažba uránu polčas ťažby 10 ± 2 roky (Dittmar, 2013)..

Dittmar navrhol v roku 2013 model pre všetky existujúce uránové bane a naplánoval sa do roku 2030, v ktorom sa dosiahne globálny vrchol ťažby uránu 58 ± 4 kton okolo roku 2015 a potom sa zníži na maximálne 54 ± 5 ​​kton. pre 2025 a maximálne 41 ± 5 kton okolo 2030.

Táto suma už nebude stačiť na napájanie existujúcich a plánovaných jadrových elektrární počas nasledujúcich 10 - 20 rokov (obrázok 1)..

Nemôže nahradiť fosílne palivá

Samotná jadrová energia nepredstavuje alternatívu k ropným, plynovým a uhoľným palivám, pretože na nahradenie 10 terawatios, ktoré sa vytvárajú vo svete z fosílnych palív, bude potrebných 10 tisíc jadrových elektrární. Ako fakt, vo svete existuje len 486.

Na vybudovanie jadrovej elektrárne je potrebné veľa peňazí a času, zvyčajne trvá viac ako 5 až 10 rokov od začiatku výstavby až po uvedenie do prevádzky a je veľmi bežné, že vo všetkých nových zariadeniach dochádza k oneskoreniam (Zimmerman , 1982).

Okrem toho je obdobie prevádzky relatívne krátke, približne 30 alebo 40 rokov a na demontáž elektrárne sa vyžaduje dodatočná investícia..

Závisí od fosílnych palív

Vyhliadky súvisiace s jadrovou energiou závisia od fosílnych palív. Jadrový palivový cyklus nezahŕňa len proces výroby elektrickej energie v elektrárni, ale pozostáva aj zo série činností, ktoré siahajú od prieskumu a ťažby uránových baní až po vyraďovanie a vyraďovanie jadrovej elektrárne z prevádzky..

Ťažba uránu je škodlivá pre životné prostredie

Ťažba uránu je činnosť, ktorá je veľmi škodlivá pre životné prostredie, pretože na získanie 1 kg uránu je potrebné odstrániť viac ako 190 000 kg pôdy (Fernández a González, 2015).

V Spojených štátoch sa zdroje uránu v konvenčných ložiskách, kde je hlavným produktom urán, odhadujú na 1 600 000 ton substrátu, z ktorého sa môžu regenerovať, pričom sa získa 250 000 ton uránu (Theobald, et al., 1972).

Urán sa extrahuje na povrchu alebo v podloží, rozdrví sa a potom sa vylúhuje do kyseliny sírovej (Fthenakis a Kim, 2007). Vzniknutý odpad znečisťuje pôdu a vodu miesta rádioaktívnymi prvkami a prispieva k zhoršovaniu životného prostredia..

Urán nesie významné zdravotné riziká u pracovníkov, ktorí ho extrahujú. Samet a kolegovia v roku 1984 dospeli k záveru, že ťažba uránu je väčším rizikovým faktorom pre rozvoj rakoviny pľúc ako fajčenie cigariet.

Veľmi perzistentný odpad

Keď závod dokončí svoju činnosť, je potrebné začať proces demontáže, aby sa zabezpečilo, že budúce využitie pôdy nepredstavuje rádiologické riziká pre obyvateľstvo alebo životné prostredie..

Proces demontáže sa skladá z troch úrovní a obdobie okolo 110 rokov je potrebné na to, aby bola pôda bez kontaminácie. (Dorado, 2008).

V súčasnosti existuje približne 140 000 ton rádioaktívneho odpadu bez akéhokoľvek dohľadu, ktorý bol prepustený v rokoch 1949 až 1982 v Atlantickom priekope Spojeným kráľovstvom, Belgickom, Holandskom, Francúzskom, Švajčiarskom, Švédskom, Nemeckom a Talianskom (Reinero, 2013, Fernández a González, 2015). Vzhľadom na to, že životnosť uránu je tisíce rokov, predstavuje to riziko pre budúce generácie.

Jadrové katastrofy

Jadrové elektrárne sú postavené s prísnymi bezpečnostnými normami a ich steny sú vyrobené z betónu niekoľko metrov hrubého na izoláciu rádioaktívneho materiálu zvonku.

Nie je však možné povedať, že sú 100% bezpečné. V priebehu rokov došlo k niekoľkým nehodám, z ktorých vyplýva, že atómová energia predstavuje riziko pre zdravie a bezpečnosť obyvateľstva.

Dňa 11. marca 2011 došlo k zemetraseniu 9 stupňov na Richterovej stupnici na východnom pobreží Japonska, čo spôsobilo ničivé cunami. To spôsobilo rozsiahle škody jadrovej elektrárni Fukušima-Daiichi, ktorých reaktory boli vážne zasiahnuté.

Následné explózie vo vnútri reaktorov uvoľnili štiepne produkty (rádionuklidy) do atmosféry. Rádionuklidy sa rýchlo viazali na atmosférické aerosóly (Gaffney et al., 2004) a následne cestovali veľkými vzdialenosťami po celom svete spolu so vzdušnými hmotami vďaka veľkému obehu atmosféry. (Lozano a kol., 2011).

Okrem toho sa do oceánu vylialo veľké množstvo rádioaktívneho materiálu a do dnešného dňa závod Fukushima naďalej uvoľňuje kontaminovanú vodu (300 t / d) (Fernández a González, 2015)..

K havárii v Černobyle došlo 26. apríla 1986 počas hodnotenia elektrického riadiaceho systému elektrárne. Katastrofa odhalila 30 000 ľudí, ktorí žijú v blízkosti reaktora, približne 45 remíz žiarenia, z ktorých každá mala približne rovnakú úroveň žiarenia, aké prežili tí, ktorí prežili bombu v Hirošime (Zehner, 2012).

V počiatočnom období po havárii boli najvýznamnejšími izotopmi uvoľnenými z biologického hľadiska rádioaktívne jódy, hlavne jód 131 a iné jodidy s krátkou životnosťou (132, 133)..

Absorpcia rádioaktívneho jódu požitím kontaminovaných potravín a vody a vdýchnutím viedla k vážnemu vnútornému vystaveniu štítnej žľazy ľudí..

Počas 4 rokov po nehode zistili lekárske vyšetrenia podstatné zmeny vo funkčnom stave štítnej žľazy u exponovaných detí, najmä detí mladších ako 7 rokov (Nikiforov a Gnepp, 1994)..

Warlike použitie

Podľa Fernándeza a Gonzáleza (2015) je veľmi ťažké oddeliť civilný jadrový priemysel od vojenského, pretože odpad z jadrových elektrární, ako je plutónium a ochudobnený urán, sú surovinami pri výrobe jadrových zbraní. Plutónium je základom atómových bômb, zatiaľ čo urán sa používa v projektiloch. 

Rast jadrovej energie zvýšil schopnosť štátov získať urán pre jadrové zbrane. Je dobre známe, že jedným z faktorov, ktoré vedú niekoľko krajín bez programov jadrovej energie na vyjadrenie záujmu o túto energiu, je to, že tieto programy by im mohli pomôcť pri vývoji jadrových zbraní. (Jacobson a Delucchi, 2011).

Rozsiahly globálny nárast jadrových energetických zariadení by mohol ohroziť svet pred možnou jadrovou vojnou alebo teroristickým útokom. Doteraz bol vývoj alebo pokus o vývoj jadrových zbraní z krajín ako India, Irak a Severná Kórea tajne vykonávaný v jadrových zariadeniach (Jacobson a Delucchi, 2011)..

referencie

  1. Castells X. E. (2012) Recyklácia priemyselného odpadu: Tuhý mestský odpad a splaškové kaly. Ediciones Díaz de Santos str. 1320.
  2. Dittmar, M. (2013). Koniec lacného uránu. Science of Total Environment, 461, 792-798.
  3. Fernández Durán, R., & González Reyes, L. (2015). V špirále energie. Zväzok II: Kolaps globálneho a civilizačného kapitalizmu.
  4. Fthenakis, V. M., & Kim, H. C. (2007). Emisie skleníkových plynov zo slnečnej elektrickej a jadrovej energie: Štúdia životného cyklu. Energetická politika, 35 (4), 2549-2557.
  5. Jacobson, M. Z., & Delucchi, M. A. (2011). Poskytovanie celkovej globálnej energie vetrom, vodou a slnečnou energiou, časť I: Technológie, energetické zdroje, množstvá a oblasti infraštruktúry a materiálov. Energetická 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). Rádioaktívny vplyv havárie vo Fukušime na Pyrenejský polostrov: evolúcia a predchádzajúca cesta. Environment International, 37 (7), 1259-1264.
  7. Nikiforov, Y., & Gnepp, D.R. (1994). Detský karcinóm štítnej žľazy po havárii v Černobyle. Patomorfologická štúdia 84 prípadov (1991-1992) z Bieloruskej republiky. Cancer, 74 (2), 748-766.
  8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Demontáž a uzatvorenie jadrových elektrární. Rada pre jadrovú bezpečnosť. SDB-01.05. P 37
  9. Samet, J. M., Kutvirt, D.M., Waxweiler, R.J., & Key, C.R. (1984). Ťažba uránu a rakovina pľúc u mužov Navajo. New England Journal of Medicine, 310 (23), 1481-1484.
  10. Sovacool, B. K. (2008). Oceňovanie emisií skleníkových plynov z jadrovej energie: kritický prieskum. Energetická politika, 36 (8), 2950-2963.
  11. Theobald, P.K., Schweinfurth, S.P., & Duncan, D.C. (1972). Energetické zdroje Spojených štátov (č. CIRC-650). Geologický prieskum, Washington, DC (USA).
  12. Zehner, O. (2012). Nestabilná budúcnosť jadrovej energetiky. Futurist, 46, 17-21.
  13. Zimmerman, M. B. (1982). Účinky učenia a komercializácia nových energetických technológií: Prípad jadrovej energie. Bell Journal of Economics, 297-310.