Idag kommer vi att prata om kärnenergi, dess produktivitet i jämförelse med gas, olja, värmekraftverk, vattenkraftverk, och också om det faktum att kärnenergi är jordens stora potential, om dess faror och fördelar, eftersom i världen idag, särskilt efter ett antal globala katastrofer, relaterade till kärnkraftverk och krig, finns det debatt om behovet av kärnreaktorer.
Så för det första, vad är kärnenergi?
"Kärnenergi (Nuclear energy) är en energigren som är engagerad i produktion av elektrisk och termisk energi genom att omvandla kärnenergi.
Vanligtvis används en kärnklyvningskedjereaktion av plutonium-239 eller uran-235 för att producera kärnenergi. Kärnor fission när en neutron träffar dem, producerar nya neutroner och fissionsfragment. Fissionsneutroner och fissionsfragment har hög kinetisk energi. Som ett resultat av kollisioner av fragment med andra atomer omvandlas denna kinetiska energi snabbt till värme.
Även om den primära källan inom alla energiområden är kärnenergi (till exempel energin från solenergireaktioner i vattenkraftverk och fossila bränslen, energin från radioaktivt sönderfall i geotermiska kraftverk), avser kärnenergi endast användningen av kontrollerade reaktioner i kärnreaktorer."
Kärnkraftverk - kärnkraftverk producerar elektrisk eller termisk energi med hjälp av en kärnreaktor. Officiellt har andelen el som idag produceras med hjälp av kärnkraftverk minskat under det senaste decenniet från 17-18 procent till drygt 10 procent enligt andra källor, är framtiden kärnenergi, och nu ökar andelen energi från kärnkraftverk, nya kärnkraftverk byggs potentiellt, även i Ryssland. Medan kärnkraftverk för det mesta inte är konstruerade för att tillgodose befolkningens värmebehov (endast i ett fåtal länder), används kärnenergi till kärnubåtar, isbrytare och USA har ett projekt för att skapa en kärnkraftsmotor för ett rymdskepp och en kärnvapentank. Länder som aktivt använder kärnkraft för att möta befolkningens behov är USA, Frankrike, Japan, medan kärnkraftverken i Frankrike täcker mer än 70 % av landets elbehov.
Kärnenergi har fördelen att med låg resursförbrukning producerar kärnkraftverk en enorm energipotential.
Oavsett hur mycket det än kan tyckas för oss, enbart dödliga, att kärnenergi är långt borta och osant, i själva verket är det idag en av de mest angelägna frågorna som diskuteras i världen på den globala tekniknivån, eftersom sfären att tillhandahålla planeten med energi blir allt mer pressande, och den mest lovande Riktningen är just kärnenergi, vi kommer att förklara varför i artikeln.
Kärncykeln är grunden för kärnenergi, dess stadier inkluderar utvinning av uranmalm, dess malning, omvandling av separerad urandioxid, bearbetning av uran till högkoncentrerad och speciell typ att erhålla värmeavgivande element för införande i kärnreaktorzonen, därefter insamling av använt bränsle, kylning och nedgrävning på speciella "kärnavfallskyrkogårdar". Generellt sett är det farligaste med att använda kärnbränsle utvinning av uran och bortskaffande av kärnkraftverk orsakar ingen speciell skada på miljön.
En fungerande kärnreaktor som har gått sönder kan ta (obs!) 4,5 år att svalna!
De första försöken att implementera en kedjereaktion av kärnkraftsförfall gjordes vid University of Chicago, med uran som bränsle och grafit som moderator, i slutet av 1942.
På planeten genereras åtminstone en femtedel av all energi av kärnkraftverk.
"Enligt rapporten från Internationella atomenergiorganet (IAEA) fanns det i slutet av 2016 450 kärnkraftsreaktorer i drift (det vill säga som producerar återvunnen elektrisk och/eller termisk energi) i 31 länder i världen (utöver detta till energi, det finns också forskning och några andra).
Ungefär hälften av världens kärnkraftsproduktion kommer från två länder - USA och Frankrike. USA producerar bara 1/8 av sin el från kärnkraftverk, men detta representerar cirka 20 % av den globala produktionen.”
USA och Frankrike är de mest produktiva länderna inom kärnkraften i Frankrike, som står för mer än två tredjedelar av landets värmebehov.
Litauen var den absoluta ledaren i användningen av kärnenergi. Det enda kärnkraftverket i Ignalina som ligger på dess territorium genererade mer elektrisk energi än hela republiken förbrukade (till exempel 2003 genererades totalt 19,2 miljarder kWh i Litauen, varav 15,5 genererades av kärnkraftverket i Ignalina). Med ett överskott av det (och det finns andra kraftverk i Litauen), skickades den "extra" energin på export."
I Ryssland (det fjärde landet när det gäller antalet kärnkraftsenheter, efter Japan, USA och Frankrike), är kostnaden för kärnkraft en av de lägsta, endast 95 kopek (2015 data) per kilowatt/timme, och är relativt säker ur miljösynpunkt: inga utsläpp till atmosfären, bara vattenånga. Och generellt sett är kärnkraftverk en ganska säker energikälla, MEN! När du arbetar säkert! Som experter säger har all teknik sina nackdelar... Naturligtvis är detta ett kontroversiellt påstående att tusentals offer och miljontals offer helt enkelt är nackdelar med teknik, men om man räknar offren för moderna framsteg på andra områden kommer bilden att vara föga smickrande.
Låt oss diskutera fördelarna och farorna med kärnkraft. Det är väldigt konstigt, enligt mångas åsikt, att diskutera fördelarna med atomenergi... speciellt efter sådana händelser som explosionen vid kärnkraftverket i Tjernobyl, Fukushima, förstörelsen av Hiroshima och Nagasaki... Men allt som är farlig i stora doser, antingen om den används felaktigt eller om den misslyckas, orsakar katastrofer - när den används på rätt sätt, i en lugn rytm, är den ofta ganska säker. Om man tittar på strukturen och mekanismen kärnvapenbomber, orsaken, problemet med explosionen vid kärnkraftverket i Tjernobyl, då kan man förstå att detta är jämförbart med ett gift, som i små mängder kan vara ett läkemedel, men i stora mängder och i kombination med andra gifter kan det vara dödlig.
Så, huvudargumenten för dem som är emot kärnenergi är att avfall från kärnbränsleupparbetning är svårt att göra sig av med, det orsakar mycket skada på naturen, och även nedbrutna och driftsatta kärnkraftverk kan fungera som massförstörelsevapen vid krig eller vid olycka.
"Samtidigt publicerade World Nuclear Association, som förespråkar främjande av kärnenergi, uppgifter 2011, enligt vilka ett gigawatt*år el producerad vid kolkraftverk i genomsnitt (med hänsyn tagen till hela produktionskedjan) kostar 342 dödsoffer, vid gas - 85, vid vattenkraftverk - 885, medan vid kärnkraftverk - bara 8."
Radioaktivt avfall är farligt på grund av dess skadliga strålning och det faktum att dess halveringstid är mycket lång, därför avger det strålning i enorma doser under lång tid. Särskilda platser används för avfallshantering idag i Ryssland är den mest angelägna frågan var man ska göra en "kyrkogård" för radioaktivt avfall. Det var planerat att göra en liknande begravning i Krasnoyarsk-territoriet. Idag finns det flera gravplatser av denna typ i Ryssland, till exempel i Ural, där anrikat uran erhålls (40% av världsproduktionen!!).
De är begravda i förseglade tunnor, varje kg under strikt ansvar.
Det är Ryssland som bygger de säkraste kärnkraftverken. Efter Fukushima-tragedin tog världen hänsyn till kärnkraftverkens misstag säker designän de som byggdes tidigare. Ryska kärnkraftverk är de säkraste av hela världen, och "våra" kärnkraftverk har tagit hänsyn till alla misstag som gjorts i fallet Fukushima. Projektet inkluderar till och med ett kärnkraftverk som kommer att stå emot en jordbävning och tsunami med magnituden 9.
I Ryssland finns idag cirka 10 kärnkraftverk och samma antal är under uppbyggnad.
Ryssland ligger på 5:e plats i uranproduktion, men på 2:a plats i reserver. Den största mängden uran bryts i Krasnokamensk, i djupa gruvor. Det är inte så mycket uranet i sig som är farligt, utan radon, en gas som bildas vid uranbrytning. Många gruvarbetare, som tillbringade större delen av sina liv med att bryta uran, dör i cancer innan de når pensionsåldern (tro inte på filmerna där de säger att alla är friska och lever, eftersom detta är ett undantag), människor i närliggande byar också dör tidigt eller lider av sjukdomar.
Det pågår hårda debatter bland miljövänner och forskare om huruvida kärnenergi är säker. Det finns helt olika åsikter, sådan radikalism orsakas bland annat av att kärnkraft fortfarande är en relativt ung nisch inom världsteknologin, därför finns det ingen tillräcklig forskning som bekräftar faran eller säkerheten. Men utifrån vad vi har idag kan vi redan dra en slutsats om den jämförande säkerheten och fördelarna med kärnkraft.
När det gäller effektivitet är allt tveksamt ur de som är emot kärnenergis synvinkel.
För att upprätthålla driften av kärnkraftverk kräver idag ökade kostnader, särskilt för normal säker drift, för bränsleutvinning och avfallshantering. Och själva kärnkraftverken, som vi skrev ovan, kan vara ett potentiellt medel för massförstörelse av befolkningen, ett vapen.
Tjernobyl och Fukushima, även om de var sällsynta, hände, vilket betyder att det finns en chans för en upprepning.
Radioaktiva gravplatser behåller fortfarande strålning i många tusen år!!!
De ångor som produceras som ett resultat av driften av kärnkraftverk skapar en kraftfull växthuseffekt, som, när den ackumuleras, har en destruktiv effekt på naturen.
Vattenkraftverk är till exempel inte säkrare, enligt experter, när en damm går sönder inträffar inte mindre allvarliga katastrofer när andra typer av bränsle används, naturen lider också, och många gånger mer än med kärnkraft.
Nu om det positiva. Slutsatsen om fördelarna med kärnenergi kan göras, för det första på grund av de ekonomiska fördelarna, lönsamheten (de "tariffer" som redan angetts ovan, där i Ryssland, till exempel, är kärnkraftverksenergin billigast), och för det andra, eftersom av den jämförande säkerheten för miljö, för när korrekt drift Ett kärnkraftverk släpper bara ut ånga i atmosfären, det finns bara problem med avfallshanteringen.
1 gram uran ger samma mängd energi som att bränna 1000 kg olja eller ännu mer.
Tjernobyl är ett undantag och mänskliga faktorn, men en miljon ton kol är flera människoliv, medan energin från förbränning av kol och olja är mycket mindre än från kärnbränsle. Strålningsbakgrunden från förbränning av kol och olja är jämförbar med samma Fukushima, bara när katastrofen är omedelbar och stor, och den gradvisa skadan inte är så märkbar, utan mer allvarlig. Och hur mycket naturen förstörs av nedhuggna stenbrott och när råvaror utvinns av avfallshögar.
Enligt ett antal ekologer är frånvaron av strålning ibland mer skadlig än dess närvaro och ibland till och med överdriven. Varför?
Radioaktiva partiklar omger oss runt omkring, från födseln till döden. Och strålning "inom ramen" tränar cellers immunitet för att skydda mot strålning om en person är helt berövad kontakt med den radioaktiva miljön, kan han dö från den allra första kontakten med den därefter. Och kärnkraftverk, enligt forskare, släpper bara ut en liten del av skadlig strålning. Frånvaron av strålning är inte mindre farlig än dess överskott, tror vissa ekologer.
De som håller fast vid den motsatta synpunkten, att kärnenergi är ond, talar om kärnreaktorernas osäkerhet och alternativet till andra energislag - solen, vinden.
Diskussioner om det goda och onda med atomenergi kallas till och med högt: "kommer atomen att skapa fred i världen?" Och dessa diskussioner är oändliga idag. Men det viktigaste kan sägas - människor har inget annat val än att utveckla kärnenergi över hela världen, eftersom volymen av förbrukad energi och värmeresurser ökar mer och mer, och ingen annan form av energiproduktion och produktion kan tillgodose mänsklighetens behov bättre än kärnenergi.
Det blir otroligt många av oss, bara de som bor i avlägsna outbacks vet inte längre detta, planeten har uttömt alla möjliga resurser att underhålla normal nivå mänsklighetens liv. Även baserat på uppgifterna i artikeln är kärnenergi den mest lovande industrin, som kan producera en mycket större volym energi med mindre skada på miljön och kostnader, dess produktivitet är högre än andra kända energikällor.
Bild 2
Mål: ta reda på syftet och fördelarna med atomenergi
Bild 3
Människor har alltid behandlat naturen pragmatiskt. Det var detta tillvägagångssätt som ledde till att det på nittonhundratalet. globala förändringar inträffade som gjorde mänsklighetens självförstörelse till ett verkligt hot. En av dem är behärskning av atomenergi. Idag kommer vi att försöka ta reda på de positiva och negativa aspekterna av dess användning.
Bild 4
Med utvecklingen av det mänskliga samhället har energiförbrukningen kontinuerligt ökat. Så. om det för en miljon år sedan var ungefär 0,1 kW per capita per år, och för 100 tusen år sedan - 0,3 kW, då på 1400-talet. - 1,4 kW, i början av 1900-talet. -3,9 kW, och i slutet av 1900-talet. - redan 10 kW.
Bild 5
Även om nästan hälften av bränslet nu används står det klart att dess reserver snart kommer att vara slut. Andra källor behövs, och en av de mest realistiska är kärnbränsle.
Bild 6
Processen att få fram energi är alltid förknippad med skadliga konsekvenser för människor, oavsett typ av bränsle, men graden av skada varierar... Kärnbränsle är det säkraste, och dess reserver är stora. För närvarande produceras kärnenergi huvudsakligen i termiska neutronreaktorer (snabba neutronreaktorer) har redan utvecklats. Kärnreaktorer förbättras ständigt och säkerhetsnivån ökar. Den begränsande dosen anses vara att när enhetlig exponering över 70 år inte orsakar försämring av hälsan kan detekteras moderna metoder. Den årliga stråldosen som kommer till oss från rymden och från andra naturliga källor är 2 mSv. NPP-personal får en stråldos på 1,1 mSv per år. Strålningen som släpps ut från alla kärnkraftverk kommer att vara betydande.
Bild 7
Strålskydd av reaktorn tillhandahålls av många faktorer: tjocka väggar och ett armerat betongskal, en sluten cykel, etc.
Bild 8
Bild 9
Det största problemet är upparbetning och lagring av använt bränsle.
Bild 10
Med tiden kommer detta problem att lösas. Nu i vårt land finns fast radioaktivt avfall i ståltunnor och i saltbäddar.
Bild 11
Bild 12
Bild 13
Användningen av kärnenergi löser nu vissa energiproblem. Men skadan av att använda kärnenergi är större än fördelarna. Hela den tekniska processen för att producera kärnbränsle i varje steg är förknippad med sannolikheten för radioaktiv kontaminering av miljön och exponering av människor.
Bild 14
Mänskligheten kan inte klara sig utan användningen av fenomenet radioaktivitet och isotoper. Vi använder detta fenomen inom nästan alla verksamhetsområden: medicin, arkeologi, feldetektering, växtförädling
Bild 15
Till exempel gör användningen av märkta atomer det möjligt att diagnostisera många sjukdomar: sjukdomar diagnostiseras med hjälp av en radioaktiv isotop av jod sköldkörtel i ett tidigt skede bestrålas cancertumörer först med radioaktiv kobolt, och sedan tas sjuk vävnad bort i ett tidigt skede tack vare fluorografi - en omedelbar röntgen.
Bild 16
Dessutom använder vi en mängd olika utrustningar, som vid en första anblick inte avger någonting, utan det bildas starka växlande elektromagnetiska fält kring fungerande kylskåp, tv-apparater, mikrovågsugnar och annan hushållsutrustning, d.v.s. elektromagnetisk strålning, vilket också påverkar vår kropp och orsakar förändringar i den
Bild 17
Ganska ofta får en person en dos på ett år som avsevärt överstiger den tillåtna gränsen. Denna fara har särskilt ökat i vårt land efter att olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl kommer till oss. Vi vet att radioaktivitet är en osynlig mördare som inte orsakar smärtsamma reaktioner vid bestrålning, utan visar sig senare när botemedel inte längre är möjligt.
Bild 18
En av de farligaste motsättningarna modern världär den växande klyftan mellan graden av teknisk utveckling och nivån på försörjning, kultur och moral för huvuddelen av mänskligheten. På denna grund uppstod teknisk terrorism. Det finns nationella gränser och nationella intressen, hård ekonomisk konkurrens och handelskonkurrens på världens råvaru- och teknologimarknader. En av de farligaste typerna av teknisk terrorism är kärnvapenterrorism.
Visa alla bilder
Den utbredda användningen av kärnenergi började tack vare vetenskapliga och tekniska framsteg, inte bara på det militära området, utan också för fredliga ändamål. Idag är det omöjligt att klara sig utan det inom industri, energi och medicin.
Användningen av kärnenergi har dock inte bara fördelar utan också nackdelar. För det första är detta faran med strålning, både för människor och för miljön.
Användningen av kärnenergi utvecklas i två riktningar: användningen av energi och användningen av radioaktiva isotoper.
Ursprungligen var atomenergi avsedd att endast användas för militära ändamål, och all utveckling gick i denna riktning.
Användning av kärnenergi i den militära sfären
En stor mängd högaktivt material används för att tillverka kärnvapen. Experter uppskattar att kärnstridsspetsar innehåller flera ton plutonium.
Kärnvapen anses vara för att de orsakar förstörelse över stora territorier.
Baserat på deras räckvidd och laddningskraft delas kärnvapen in i:
- Taktisk.
- Operativt-taktisk.
- Strategisk.
Kärnvapen delas in i atom- och väte. Kärnvapen är baserade på okontrollerade kedjereaktioner av klyvning av tunga kärnor och reaktioner För en kedjereaktion används uran eller plutonium.
Att lagra så stora mängder farligt material är ett stort hot mot mänskligheten. Och användningen av kärnenergi för militära ändamål kan leda till fruktansvärda konsekvenser.
Kärnvapen användes första gången 1945 för att attackera de japanska städerna Hiroshima och Nagasaki. Konsekvenserna av denna attack var katastrofala. Som bekant var detta den första och sista användningen av kärnkraft i krig.
Internationella atomenergiorganet (IAEA)
IAEA skapades 1957 med syftet att utveckla samarbetet mellan länder inom området för användning av atomenergi för fredliga ändamål. Redan från början har myndigheten implementerat programmet Nuclear Safety and Environmental Protection.
Men den viktigaste funktionen är kontroll över länders verksamhet på kärnkraftsområdet. Organisationen ser till att utveckling och användning av kärnenergi endast sker för fredliga ändamål.
Syftet med detta program är att säkerställa säker användning av kärnenergi, skydda människor och miljö från effekterna av strålning. Myndigheten studerade också konsekvenserna av olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl.
Byrån stöder också studier, utveckling och tillämpning av kärnenergi för fredliga ändamål och fungerar som en mellanhand i utbyte av tjänster och material mellan byråmedlemmar.
Tillsammans med FN definierar och sätter IAEA standarder inom området säkerhet och hälsa.
Kärnkraft
Under andra hälften av fyrtiotalet av 1900-talet började sovjetiska forskare utveckla de första projekten för fredlig användning av atomen. Huvudriktningen för denna utveckling var elkraftindustrin.
Och 1954 byggdes en station i Sovjetunionen. Efter detta började program för snabb tillväxt av kärnenergi utvecklas i USA, Storbritannien, Tyskland och Frankrike. Men de flesta av dem genomfördes inte. Som det visade sig kunde kärnkraftverket inte konkurrera med stationer som drivs med kol, gas och eldningsolja.
Men efter starten på den globala energikrisen och de stigande oljepriserna ökade efterfrågan på kärnkraft. På 70-talet av förra seklet trodde experter att kraften i alla kärnkraftverk kunde ersätta hälften av kraftverken.
I mitten av 1980-talet avtog kärnkraftens tillväxt igen och länder började ompröva planerna på att bygga nya kärnkraftverk. Detta underlättades av både energisparpolitik och lägre oljepriser, såväl som katastrofen vid Tjernobylstationen, som hade Negativa konsekvenser inte bara för Ukraina.
Efteråt slutade vissa länder helt och hållet att bygga och driva kärnkraftverk.
Kärnenergi för rymdfärder
Mer än tre dussin kärnreaktorer flög ut i rymden och användes för att generera energi.
Amerikanerna använde först en kärnreaktor i rymden 1965. Uran-235 användes som bränsle. Han arbetade i 43 dagar.
I Sovjetunionen lanserades Romashka-reaktorn vid Institute of Atomic Energy. Den var tänkt att användas på rymdfarkoster tillsammans med Men efter alla tester så sköts den aldrig upp i rymden.
Nästa kärnkraftsanläggning i Buk användes på en radarspaningssatellit. Den första enheten lanserades 1970 från Baikonur Cosmodrome.
Idag föreslår Roscosmos och Rosatom att designa rymdskepp, som kommer att vara utrustad med en kärnraketmotor och kommer att kunna nå Månen och Mars. Men för närvarande är allt på förslagsstadiet.
Tillämpning av kärnenergi i industrin
Kärnenergi används för att öka känsligheten i kemisk analys och produktionen av ammoniak, väte och andra kemikalier som används för att tillverka gödningsmedel.
Kärnenergi, vars användning inom den kemiska industrin gör det möjligt att skaffa nytt kemiska grundämnen, hjälper till att återskapa de processer som sker i jordskorpan.
Kärnenergi används också för att avsalta saltvatten. Användning inom järnmetallurgi möjliggör utvinning av järn från järnmalm. I färg - används för tillverkning av aluminium.
Användning av kärnenergi i jordbruket
Tillämpning av kärnenergi i lantbruk löser avelsproblem och hjälper till med skadedjursbekämpning.
Kärnenergi används för att orsaka mutationer i frön. Detta görs för att få nya sorter som ger mer avkastning och är resistenta mot växtsjukdomar. Således odlades mer än hälften av det vete som odlades i Italien för framställning av pasta genom mutationer.
Radioisotoper används också för att bestämma bästa sätten applicering av gödningsmedel. Till exempel, med deras hjälp bestämdes det att när man odlar ris är det möjligt att minska användningen av kvävegödselmedel. Detta sparade inte bara pengar utan också bevarade miljön.
En lite märklig användning av kärnenergi är bestrålningen av insektslarver. Detta görs för att ta bort dem på ett miljövänligt sätt. I detta fall har insekterna som kommer ut från de bestrålade larverna inte avkomma, men är i andra avseenden ganska normala.
Nukleär medicin
Medicin använder radioaktiva isotoper för att ställa en korrekt diagnos. Medicinska isotoper har en kort halveringstid och utgör ingen särskild fara för både andra och patienten.
En annan tillämpning av kärnenergi inom medicin har upptäckts ganska nyligen. Detta är positronemissionstomografi. Det kan hjälpa till att upptäcka cancer i dess tidiga skeden.
Tillämpning av kärnenergi i transporter
I början av 50-talet av förra seklet gjordes försök att skapa en kärnkraftsdriven stridsvagn. Utvecklingen började i USA, men projektet kom aldrig till liv. Främst på grund av det faktum att de i dessa tankar inte kunde lösa problemet med att skydda besättningen.
Det berömda Ford-företaget arbetade på en bil som skulle drivas på kärnkraft. Men tillverkningen av en sådan maskin gick inte längre än mock-upen.
Saken är den att kärnkraftsanläggningen tog mycket plats, och bilen visade sig vara väldigt stor. Kompakta reaktorer dök aldrig upp, så det ambitiösa projektet skrotades.
Den förmodligen mest kända transporten som går på kärnenergi är olika fartyg för både militära och civila ändamål:
- Transportfartyg.
- hangarfartyg.
- Ubåtar.
- Kryssare.
- Kärnvapenubåtar.
För- och nackdelar med att använda kärnenergi
Idag är andelen av den globala energiproduktionen cirka 17 procent. Även om mänskligheten använder det, är dess reserver inte oändliga.
Därför används den som ett alternativ, men processen att skaffa och använda den är förenad med en stor risk för liv och miljö.
Naturligtvis förbättras kärnreaktorer ständigt, alla möjliga säkerhetsåtgärder vidtas, men ibland räcker det inte. Ett exempel är olyckorna i Tjernobyl och Fukushima.
Å ena sidan avger en väl fungerande reaktor ingen strålning till miljön, medan värmekraftverk släpper ut en stor mängd skadliga ämnen i atmosfären.
Den största faran kommer från använt bränsle, dess upparbetning och lagring. För hittills har en helt säker metod för att omhänderta kärnavfall inte uppfunnits.
Kärnenergi med dess kapacitet fungerar som ett attribut för ett modernt civiliserat samhälle, visar utvecklingen av offentlig kultur och är ett av de viktigaste områdena i internationella relationer. Kärnenergin påverkar direkt människors liv och i synnerhet dess huvudkomponenter, nämligen dess efterfrågan inom vetenskap och teknik, politik, ekonomi, hälsovård och miljöskydd, samt samhällets välbefinnande, är obestridlig.
Den teknogena risken med att använda atomenergi spåras genom att påverka den allmänna informationen om livskvalitetsindikatorer, nämligen medellivslängd, "livspris", livskvalitet och miljösituation. I detta avseende pågår arbete för att hantera de faktorer som är förknippade med användningen av atomen, i syfte att minska dess negativa effekter.
Användningen av atomen har utan tvekan sin egen positiva sidor ger möjligheter att förbättra livsresultaten i allmänhet. Enligt politiska och ekonomiska skäl Tvister uppstår på grund av intressekonflikter mellan inflytelserika internationella organisationer. Ökningar av radiofobi bland den vanliga befolkningen åtföljer också periodiska kärnkraftsolyckor.
Under vilken period blev strålningens inverkan på människors liv uppenbar?
1895 upptäckte Roentgen röntgenstrålning, och lite senare indikerade Becquerel förekomsten av naturlig strålningsaktivitet. Inledningsvis användes dessa fenomen för vetenskaplig forskning och ökad kunskap och utbildning, även inom medicin. Således skapade Maria Skladovskaya en anordning för brådskande röntgenundersökning av skadade personer. Hon skapade minst tvåhundra röntgeninstallationer, vilket gav stora fördelar för medicin och behandling av sårade.
Vad hände efteråt?
Ursprungligen användes kärnenergi enbart för vetenskap, men mycket snart blev kärnvapen privilegiet. De största upptäckterna och ett kolossalt språng i vetenskapliga och tekniska framsteg tack vare upptäckter på detta område har fört mänskligheten till ett fundamentalt ny nivå livskvalité.
Kärnenergi: för- och nackdelar
Modern civilisation är otänkbar utan elektrisk energi. Produktionen och användningen av elektricitet ökar varje år, men framtidens spöke hägrar redan inför mänskligheten energi hunger på grund av utarmningen av fossila bränslen och ökande miljöförluster vid anskaffning av el.Energin som släpps in kärnreaktioner, miljontals gånger högre än vad som produceras av vanliga kemiska reaktioner (till exempel en förbränningsreaktion), så att kärnbränslets värmevärde visar sig vara oändligt mycket större än konventionellt bränsle. Använda sig av kärnbränsle för att generera el är en extremt frestande idé.
Fördelar kärnkraftverk(kärnkraftverk) innan termisk(CHP) och vattenkraftverk(HPP) är uppenbara: inget avfall, gasutsläpp, det finns inget behov av att bygga stora volymer, bygga dammar och gräva ner bördiga marker på botten av reservoarer. Det kanske enda mer miljövänliga än kärnkraftverk är kraftverk som använder solstrålningsenergi eller vind.
Men både vindkraftverk och solkraftverk har fortfarande låg effekt och kan inte möta människors behov av billig el – och detta behov växer snabbare och snabbare.
Och ändå ifrågasätts ofta genomförbarheten av att bygga och driva kärnkraftverk på grund av radioaktiva ämnens skadliga effekter på miljön och människor.
Osynlig fiende
Ansvar för naturliga markstrålning bär huvudsakligen tre radioaktiva grundämnen - uran, torium och aktinium. Dessa kemiska grundämnen är instabila; När de sönderfaller frigör de energi eller blir källor för joniserande strålning. Vanligtvis producerar nedbrytning en osynlig, smaklös och luktfri tung gas. radon. Det finns i form av två isotoper: radon--222, medlem av den radioaktiva serien som bildas av sönderfallsprodukter uran-238, Och radon-220(även kallad thoron), medlem av den radioaktiva serien torium-232. Radon bildas ständigt i jordens djup, ackumuleras i stenar och rör sig sedan gradvis genom sprickor till jordens yta.En person får mycket ofta strålning från radon när han är hemma eller på jobbet och omedveten om faran - i ett slutet, oventilerat rum där koncentrationen av denna gas, en strålkälla, ökar.
Radon tränger in i huset från marken - genom sprickor i grunden och genom golvet - och ansamlas främst på de nedre våningarna i bostads- och industribyggnader. Men det finns också fall där bostadshus och industribyggnader byggs direkt på gamla soptippar från gruvföretag, där radioaktiva element finns i betydande mängder. Om material som granit, pimpsten, aluminiumoxid, fosforgips, rött tegel, kalciumsilikatslagg används i byggproduktionen blir väggmaterialet en källa för radonstrålning.
Naturgas som används i gasspisar(särskilt flytande propan i flaskor) är också en potentiell radonkälla. Och om vatten är för hushållens behov pumpas ut från djupt liggande vattenlager mättade med radon, då blir det en hög radonkoncentration i luften även vid tvätt av kläder!
Man fann förresten att den genomsnittliga koncentrationen av radon i badrummet vanligtvis är 40 gånger högre än i vardagsrum och flera gånger högre än i köket.
Strålning och människa
Radioaktivitet Och radioaktiv bakgrund Jorden är ett naturligt fenomen som fanns långt före människans tillkomst. Mänskligheten i evolutionsprocessen var ständigt under påverkan av strålning. Därför innehåller alla mänskliga organ någon sorts radioaktiva isotoper. Så länge deras antal inte överstiger den säkra gränsen finns det ingen anledning att oroa sig. Men om strålningsnivåerna ökar är levande organismer i riskzonen.Forskare och forskare upplevde effekterna av ökade doser av strålning för första gången naturlig radioaktivitet-- Becquerel, Pierre Curie, Marie Sklodowska-Curie. När Curies 1901 erhöll de första radiumkornen från uranhartsblandning fick Henri Becquerel hålla en presentation på konferensen om egenskaperna hos radioaktiva ämnen.
För att visa effekten av radiumstrålning på en fluorescerande zinksulfidskärm tog han tillfälligt ett provrör från laboratoriet med flera kristaller av bariumklorid innehållande en inblandning av radiumsalt och bar detta provrör i västfickan hela dagen. Demonstrationen av strålning var lyckad, även om Becquerel fortsatte att vända ryggen mot skärmen, och radiumstrålarna var tvungna att tränga igenom hans kropp till zinksulfiden. Men efter 10 dagar dök en röd fläck upp på Becquerels hud mittemot västfickan, och sedan ett sår som inte läkte på länge.
Pierre Curie lyckades också bli övertygad om radiums lömska. Omedveten om den allvarliga fara han utsattes för applicerade han en ampull med saltet av det nya elementet på sin hand och fick en djup brännskada med vävnadsnekros...
Framstående vetenskapsmän Marie Skłodowska-Curie, Marguerite Péret och många andra drabbades strålsjuka, som har blivit en yrkessjukdom för alla radiokemister. Den systematiska studien av strålningens biologiska effekter började dock mycket senare - efter explosionerna av atombomber i Hiroshima och Nagasaki och många kärnvapenprov.
Bestrålning: tidsinställd bomb
Radioaktiva ämnen ( radionuklider) kan komma in i kroppen genom lungorna vid andning, tillsammans med mat, eller verka på huden, så att exponeringen kan vara både extern och intern. Radioaktivt strontium och kalcium ackumuleras i skelett, jod i sköldkörteln, cesium och kalium i nästan alla organ och vävnader. Konstigt nog är effektiviteten av radionuklider som har kommit in i kroppen flera gånger mindre än effektiviteten av allmän extern strålning (särskilt när de avger gammastrålning).Konsekvenserna av strålning är varierande och mycket farliga. Den allvarligaste skadan orsakad av strålning är strålsjuka som kan leda till mänsklig död. Denna sjukdom manifesterar sig mycket snabbt - från några minuter till en dag. Under påverkan av strålning sker förändringar i blodets sammansättning: en minskning av antalet leukocyter och blodplättar. Ju högre stråldos, desto mer försämras patientens blodsammansättning och sannolikheten för dödsfall ökar, vilket vid allvarlig skada inträffar inom 1-3 dagar. I det här fallet kräver behandlingen en större operation - en benmärgstransplantation.
Vid relativt låga doser kan en bestrålad person utveckla cancer och påskynda åldrandet under efterföljande levnadsår. Som ett resultat av strålskador på fostret i livmodern uppstår olika missbildningar och mental retardation hos barn. I den andra, tredje och efterföljande generationen kan en mängd genetiska sjukdomar dyka upp. Strålning kan orsaka störningar i reproduktiva funktioner hos män och kvinnor, förstörelse av sköldkörteln och andra skadliga effekter på människors hälsa.
Effekterna av strålskador kan uppstå många år efter exponeringen. Strålning orsakar kromosomskada direkta data om strålningseffekten på mänskliga ärftliga sjukdomar har dock ännu inte erhållits. För det första är lite känt ännu om exakt vad som händer i den genetiska apparaten. För det andra kan dessa effekter endast bedömas under många generationer. För det tredje kan de inte särskiljas från dem som uppstår av helt andra skäl.
Den otvivelaktiga skadan av strålning, särskilt i höga doser, är känd för alla idag. Därför är det nödvändigt att ägna maximal uppmärksamhet åt säkerhets- och miljöfrågor vid utformning, konstruktion och drift av kärnkraftverk. Om situationen vid kärnkraftverk inte går utom kontroll, är deras skadliga effekter på människors hälsa jämförbara med effekterna av koleldade kraftverk eller gödningsmedel. Det är mycket lägre än påverkan av naturliga strålningskällor (som kosmiska strålar, vissa mineraler och stenar som används i konstruktionen). Förresten, en person får de högsta doserna av strålning... på en klinik, under röntgendiagnostik.
Olika åtgärder vidtas för att säkerställa att den radioaktiva "anden" inte bryter sig loss och orsakar problem. Men på grund av felberäkningar av konstruktörer och konstruktörer av kärnreaktorer, och ibland på grund av dödliga misstag av kärnkraftspersonal, inträffar olyckor - stora som små. Det värsta av dem hände ganska nyligen - den 26 april 1986 vid kärnkraftverket i Tjernobyl, som ligger nära gränsen mellan Ukraina och Vitryssland.
En stjärna som heter "Wormwood"
Den 26 april 1986 inträffade en olycka vid den fjärde enheten i kärnkraftverket i Tjernobyl. olycka, vilket ledde till förstörelsen av reaktorhärden och en del av byggnaden där den låg. Den statliga utredningen genomförde en utredning om orsakerna till explosionen och kom fram till att olyckan inträffade under ett experiment som kärnkraftverkspersonalen inte var förberedd på. Operatörens aktivering av reaktorns nödskydd ledde till en explosion...Nu ifrågasätts slutsatsen från den statliga kommissionen. Många oberoende experter ser partiskhet och till och med inslag av förfalskning. Tydligen kommer ingen någonsin att veta varför reaktorn gick in i ett oförutsägbart tillstånd där nödskydd garanterar inte längre att en kärnreaktion stoppas, och vad exakt fick operatören att trycka på den olyckliga "röda knappen". Resultatet är en explosion och brand, smältning och sprutning av radioaktivt "bränsle", fruktansvärda konsekvenser för Ukraina, Vitryssland och angränsande europeiska länder.
"Den tredje ängeln blåste, och en stor stjärna föll från himlen, brinnande som en lampa, och den föll över en tredjedel av floderna och över vattenkällorna. Namnet på denna stjärna är " sagebrush"; och en tredjedel av vattnet blev malört, och många av folket dog av vattnet, eftersom de blev bittra"Detta är raderna från Johannes Teologens uppenbarelse -" Apokalyps"Stalar inte profetian om Tjernobyl-katastrofen? När allt kommer omkring betyder malört på ukrainska Tjernobyl...
Som ett resultat av Tjernobyl-explosionen släpptes en kolossal mängd radioaktiva ämnen ut i det omgivande utrymmet. Rörelsen av ett radioaktivt moln i atmosfären, avsättningen av radionuklider med damm och regn, spridningen av jord och ytvatten förorenat med radioaktiva isotoper - allt detta ledde till bestrålning av hundratusentals människor över ett område på över 23 tusen km 2.
I ögonblicket av explosionen dödades kärnkraftverksoperatören i Tjernobyl, Valery Khodemchuk. Natten till den 26 april hörde han ett lågt, fruktansvärt mullret i huvudcirkulationspumprummet och gick upp dit för att ta reda på situationen. Inom några minuter blev fragment av betongblock hans gravsten. Flera dussin brandmän och specialister - olyckslikvidatorer som arbetade för att rensa territoriet för det förstörda fjärde blocket av stationen från fragment av grafit, radioaktivt damm och bitar av kärnbränsle - dog av akut strålsjuka. Flera hundra personer till erkändes lida av akut strålsjuka.
Med enorma svårigheter byggdes "sarkofagen" - en unik struktur gjord av betong och stål, som isolerade den exploderade kärnkraftsenheten i Tjernobyl från miljön. Dekontamineringen av den radioaktiva zonen fortsätter till denna dag, och det finns inget slut i sikte på detta arbete. Denna zon omfattar två städer (Tjernobyl och Pripyat), cirka 80 övergivna byar med hus, gårdar, verkstäder och jordbruksutrustning. Det finns 800 "begravningsplatser" i zonen, där bilar, traktorer, schaktmaskiner, grävmaskiner och till och med tankar ligger begravda, efter att ha samlat på sig sådana stråldoser att de inte längre kan dekontamineras.
Människor som utsätts för strålning till följd av Tjernobylolyckan förlorar sin hälsa och lider av många sjukdomar som inte bara orsakas av strålning utan också av psykisk chock. De behöver hjälp, men detta hämmas av många ekonomiska problem som komplicerar livet för det nu självständiga Vitryssland, Ryssland och Ukraina, som i största utsträckning kände konsekvenserna av Tjernobyl.
Problem med Tjernobyl-sarkofagen
"Sarkofag", uppförd ovanför (mer exakt, runt) det fjärde blocket av kärnkraftverket i Tjernobyl, klarade redan 1991 ett allvarligt styrketest - en jordbävning med 3 magnitud. Och nu har det blivit klart att denna struktur inte alls är hermetiskt förseglad i några av dess sektioner börjar strålning strömma ut.Och ändå, 150 personer som ständigt arbetar här stärkte inte bara den förfallna byggnaden, utan studerade också dess "stoppning" - de identifierade flera kritiska områden, där det då och då återupptas uppvärmning av kärnbränsle(vilket betyder att det går kärnkedjereaktion).
Uppförd nästan blint, samtidigt med designen, under de mest allvarliga strålningsförhållandena, lider "sarkofagen" - ett föremål med det officiella namnet "Shelter" - av många problem. En av dem är radioaktivt damm.
Det är trist på våren och sommaren berömda år Under olyckan tappade helikopterpiloter 1800 ton sand och lera, 2400 ton bly, 800 ton dolomit, 40 ton borkarbid i den brinnande reaktorns mynning. Allt detta blandas med sprutat kärnbränsle och förvandlas till radioaktivt damm, som ska tvättas bort med vatten. Men vatten är ett annat problem med skyddsrummet. Flera tusen kubikmeter av det har samlats i källare, maskinrum och andra rum. Och detta är inte bara vatten, utan en koncentrerad lösning av radioaktiva salter som kan rinna ut och svämma över det omgivande området.
Huvudproblemet med "sarkofagen" och dess mysterium är... atombränsletillståndet. Vid tidpunkten för olyckan innehöll reaktorn 205 ton uran, som fungerade i endast 865 dagar efter lastning. Hur mycket är kvar efter explosionen och branden, när temperaturen nådde 7 tusen grader? Hur mycket uran smältes, hur stor del av det fördes bort i form av radioaktivt damm?
Det är dessa problem som specialister och fysikaliska ingenjörer kommer att behöva lösa under de kommande åren.
Atom kommer utom kontroll
Olyckor i kärnkraftsanläggningar är den mest angelägna frågan i driften av kärnkraftverk. Men trots deras svårighetsgrad är sannolikheten för sådana olyckor i allmänhet låg. Sedan kärnkraftens tillkomst har inte mer än tre dussin olyckor inträffat och endast i fyra fall har radioaktiva ämnen släppts ut i miljön. Men omfattningen av föroreningar i samband med sådana olyckor blir ofta global.Före Tjernobyl-katastrofen var allt relaterat till användningen av atomenergi (även för fredliga ändamål) omgivet av en slöja av hemlighet. Det är inte förvånande att många kritiska situationer i detta område blev kända för mänskligheten bara 30-40 år senare, på 90-talet av 1900-talet...
Här är bara ett exempel på denna serie.
Den 29 september 1957, vid Mayak-fabriken, misslyckades kylsystemet i en betongtank där flytande avfall med hög radioaktivitet samlades in. Som ett resultat inträffade en explosion och radioaktiva ämnen kom in i atmosfären. De skingrades och bosatte sig i regionerna Chelyabinsk, Sverdlovsk och Tyumen. Längden på det radioaktiva spåret nådde 200 km, bredd - 8-9 km. Med tur gick leden genom ett glesbygdsområde.
Under de efterföljande åren utfördes djupplöjning av fälten, som grävde ner förorenad jord till ett djup av mer än en halv meter. Gradvis och mycket långsamt återgår dessa marker till jordbruksbruk.
Effekten av detta utsläpp på människors hälsa är ganska svår att bedöma, eftersom det finns många metallurgiska och kemiska företag som verkar i dessa områden och förorenar atmosfären med svaveloxider.
Radioaktivt "skräp"
Även om ett kärnkraftverk fungerar perfekt och utan det minsta fel, leder dess drift oundvikligen till ansamling av radioaktiva ämnen. Därför måste människor lösa ett mycket allvarligt problem, vars namn är - säker avfallsförvaring.Avfall från alla branscher med den enorma omfattningen av energiproduktion, olika produkter och material skapar ett enormt problem. Miljö- och atmosfärsföroreningar i många områden på vår planet skapar oro och oro. Det handlar om om möjligheten att bevara djuret och flora inte längre i sin ursprungliga form, men åtminstone inom gränserna för minimimiljönormer.
Radioaktivt avfall uppstår i nästan alla led kärnkraftscykeln. De ackumuleras i form av flytande, fasta och gasformiga ämnen med varierande aktivitetsnivå och koncentration. Det mesta avfallet är lågaktivt: vatten som används för att rengöra reaktorgaser och ytor, handskar och skor, förorenade verktyg och utbrända glödlampor från radioaktiva rum, förbrukad utrustning, damm, gasfilter och mycket mer.
Gaser och förorenat vatten leds genom speciella filter tills de når renheten av atmosfärisk luft och dricker vatten. Filter som blivit radioaktiva återvinns tillsammans med fast avfall. De blandas med cement och förvandlas till block eller hälls i stålbehållare tillsammans med het bitumen.
Det svåraste att förbereda för långtidslagring är högaktivt avfall. Det är bäst att förvandla sådant "skräp" till glas och keramik. För att göra detta kalcineras avfallet och smälts samman med ämnen som bildar en glaskeramisk massa. Man beräknar att det kommer att ta minst 100 år att lösa upp 1 mm av ytskiktet av en sådan massa i vatten.
Till skillnad från många kemiska avfall minskar farorna med radioaktivt avfall med tiden. De flesta radioaktiva isotoper har en halveringstid på cirka 30 år, så inom 300 år kommer de nästan att försvinna helt. Så för slutförvaringen av radioaktivt avfall är det nödvändigt att bygga sådana långtidslagringsanläggningar som på ett tillförlitligt sätt skulle isolera avfallet från dess penetration i miljön tills det fullständiga sönderfallet av radionuklider. Sådana förråd kallas gravfält.
Man måste ta hänsyn till att högaktivt avfall finns kvar under lång tid frigör en betydande mängd värme. Därför avlägsnas de oftast till de djupa zonerna i jordskorpan. En kontrollerad zon upprättas runt lagringsanläggningen, där restriktioner införs för mänsklig verksamhet, inklusive borrning och gruvdrift.
Ett annat sätt att lösa problemet med radioaktivt avfall föreslogs - att skicka det ut i rymden. Faktum är att volymen avfall är liten, så det kan föras in i rymdbanor som inte korsar jordens omloppsbana, och radioaktiv förorening kommer att elimineras för alltid. Denna rutt avvisades dock på grund av risken för att bärraketen oväntat skulle återvända till jorden vid eventuella problem.
Vissa länder överväger allvarligt metoden att begrava fast radioaktivt avfall i havens djupa vatten. Denna metod imponerar med sin enkelhet och kostnadseffektivitet. Denna metod väcker dock allvarliga invändningar baserat på dess korrosiva egenskaper. havsvatten. Det finns farhågor om att korrosion snabbt kommer att förstöra behållarnas integritet och att radioaktiva ämnen kommer att komma in i vattnet, och havsströmmar kommer att sprida aktivitet över havet.
Inte bara strålning
Driften av kärnkraftverk åtföljs inte bara av risken för strålningsförorening, utan också av andra typer av miljöpåverkan. Huvudeffekten är termisk effekt. Det är en och en halv till två gånger högre än från värmekraftverk.Under driften av ett kärnkraftverk finns ett behov av att kyla avloppsvattenångan. Mest på ett enkelt sättär kylning med vatten från en flod, sjö, hav eller specialbyggda pooler. Vatten som värms upp med 5-15 °C går tillbaka till samma källa. Men denna metod medför faran att miljösituationen i vattenmiljön försämras vid kärnkraftverkens lägen.
Mer allmänt används ett vattenförsörjningssystem som använder kyltorn, där vattnet kyls på grund av dess partiella avdunstning och kylning. Små förluster fylls på genom konstant påfyllning av färskvatten. Med ett sådant kylsystem släpps en enorm mängd vattenånga och droppfukt ut i atmosfären. Detta kan leda till en ökning av mängden nederbörd, frekvensen av dimbildning och molnighet.
I senaste åren De började använda ett luftkylningssystem för vattenånga. I det här fallet sker ingen förlust av vatten, och det är mest miljövänligt. Ett sådant system fungerar dock inte vid höga genomsnittliga omgivningstemperaturer. Dessutom ökar kostnaden för el avsevärt.
Utsikter för kärnkraft
Efter en bra start har vårt land halkat efter de ledande länderna i världen på området för kärnenergiutveckling i alla avseenden. Naturligtvis kan kärnenergi överges helt. Detta kommer att helt eliminera risken för mänsklig exponering och hotet om kärnkraftsolyckor. Men då, för att möta energibehovet, kommer det att bli nödvändigt att öka byggandet av värmekraftverk och vattenkraftverk. Och detta kommer oundvikligen att leda till stora föroreningar av atmosfären med skadliga ämnen, till ackumulering av överskottsmängder av koldioxid i atmosfären, förändringar i jordens klimat och störningar värmebalans på planetarisk skala. Samtidigt börjar energihungerns spöke verkligen hota mänskligheten.Strålning- en formidabel och farlig kraft, men med rätt attityd är det fullt möjligt att arbeta med den. Det är typiskt att de som är minst rädda för strålning är de som ständigt hanterar den och är väl medvetna om alla faror som är förknippade med den. I den meningen är det intressant att jämföra statistik och intuitiv bedömning av farograden av olika faktorer Vardagsliv. Det har alltså konstaterats största antal Rökning, alkohol och bilar dödar människor. Samtidigt, enligt människor från befolkningsgrupper i olika åldrar och utbildning, utgörs den största livsfaran av kärnenergi och skjutvapen (skadorna som orsakas mänskligheten av rökning och alkohol är klart underskattade).
Specialister som mest kompetent kan bedöma fördelarna och möjligheterna med att använda kärnenergi tror att mänskligheten inte längre kan klara sig utan atomenergi. Kärnenergi- ett av de mest lovande sätten att tillfredsställa mänsklighetens energihunger inför energiproblem i samband med användningen av fossila bränslen.
Författare: V.N. Ershov med deltagande av L.Yu. Alikberova och E.I
