Перші атомні електростанції та історія атомної енергетики

Перші атомні електростанції та історія атомної енергетики

Дізнайтеся коли були побудовані перші атомні електростанції, що взагалі таке атомна енергетика та історія її виникнення і розвитку.

ЩО ТАКЕ ЯДЕРНА ЕНЕРГІЯ?

Як працює ядерна енергетика? Чи є радіація ризиком? Дізнайтеся різницю між ядерним поділом і синтезом, як уран підживлює процес, а також переваги та недоліки цього джерела енергії.

Ядерна енергія генерується шляхом розщеплення атомів, щоб вивільнити енергію, що міститься в ядрах цих атомів. Цей процес, поділ ядра, генерує тепло, яке спрямовується на охолоджуючий агент — зазвичай воду. Отримана пара обертає турбіну, підключену до генератора, виробляючи електрику.

Близько 450 ядерних реакторів дають близько 11 відсотків світової електроенергії. Країни, які виробляють найбільше ядерної енергії, це – Сполучені Штати, Франція, Китай, Росія та Південна Корея.  

Найпоширенішим паливом для ядерної енергетики є уран, метал, який у великій кількості зустрічається у всьому світі. Видобутий уран переробляється в U-235, збагачений варіант, який використовується як паливо в ядерних реакторах, оскільки його атоми легко розщеплюються.  

ЩО ТАКЕ ЯДЕРНА ЕНЕРГІЯ? (Photo: https://u.osu.edu)
ЩО ТАКЕ ЯДЕРНА ЕНЕРГІЯ? (Photo: https://u.osu.edu)

У ядерному реакторі нейтрони — субатомні частинки, які не мають електричного заряду — стикаються з атомами, викликаючи їх розщеплення. Це зіткнення, яке називається ядерним поділом, вивільняє більше нейтронів, які реагують з більшою кількістю атомів, створюючи ланцюгову реакцію. Побічний продукт ядерних реакцій, плутоній, також може використовуватися як ядерне паливо. 

Що таке радіація: види та способи вимірювання

Типи ядерних реакторів

Більшість ядерних реакторів є або реакторами з киплячою водою, в яких вода нагрівається до температури кипіння для виділення пари, або реакторами з водою під тиском, в яких вода під тиском не кипить, а передає тепло до вторинного водопостачання для виробництва пари. Інші типи ядерних енергетичних реакторів включають реактори з газовим охолодженням, які використовують вуглекислий газ як охолоджувач і вони поширені у Великобританії, а також реактори на швидких нейтронах, які охолоджуються рідким натрієм.    

Історія ядерної енергетики та перші атомні електростанції

Ідея ядерної енергетики виникла в 1930-х роках, коли фізик Енріко Фермі вперше показав, що нейтрони можуть розщеплювати атоми. Фермі очолив команду, яка в 1942 році досягла першої ядерної ланцюгової реакції під стадіоном Чиказького університету. 

За цим послідувала низка віх у 1950-х роках: перша електроенергія, вироблена з атомної енергії в експериментальному реакторі-розмножувачі в Айдахо в 1951 році.

Потім виникнули перші атомні електростанції: перша атомна електростанція в місті Обнінськ в колишньому Радянському Союзі в 1954 році; і перша комерційна атомна електростанція в Шіпінгпорті, штат Пенсільванія, у 1957 році.

Перші атомні електростанції: Обнінська атомна електростанція (Photo: rosatomnewsletter.com)
Перші атомні електростанції: Обнінська атомна електростанція (Photo: rosatomnewsletter.com)

Перші атомні електростанції

27 червня 1954 року в Обнінську в Радянському Союзі почала роботу перша в світі атомна електростанція, яка виробляла електроенергію для електромережі – Обнінська атомна електростанція.

Перша в світі повномасштабна електростанція, Колдер Хол у Сполученому Королівстві, була відкрита 17 жовтня 1956 року.[

Перша в світі повномасштабна електростанція, яка була призначена виключно для виробництва електроенергії (Колдер Холл також мала виробляти плутоній) атомна електростанція Shippingport у Пенсільванії, США — була підключена до мережі 18 грудня 1957 року.

Перші атомні електростанції: атомна електростанція Shippingport у Пенсільванії, США (Photo: newsinteractive.post-gazette.com)
Перші атомні електростанції: атомна електростанція Shippingport у Пенсільванії, США (Photo: newsinteractive.post-gazette.com)

Атомна енергетика, зміна клімату та майбутні проекти

Атомна енергетика не вважається відновлюваною енергією, враховуючи її залежність від видобутого, обмеженого ресурсу, але оскільки діючі реактори не виділяють жодного з парникових газів, які сприяють глобальному потеплінню , прихильники кажуть, що це слід розглядати як рішення щодо зміни клімату.

Наприклад, новий дослідник National Geographic Леслі Деван хоче відродити реактор на розплавленій солі, який використовує рідкий уран, розчинений у розплавленій солі, як паливо, стверджуючи, що він може бути безпечнішим і менш дорогим, ніж реактори, які використовуються сьогодні.      

Інші працюють над невеликими модульними реакторами, які можуть бути портативними та простішими у будівництві. Такі інновації спрямовані на порятунок промисловості, яка перебуває в кризі, оскільки нинішні атомні електростанції продовжують старіти, а нові не можуть конкурувати за ціною з природним газом і відновлюваними джерелами, такими як вітер і сонце.    

Перші атомні електростанції будувалися на реакціях поділу. Проте Святий Грааль майбутнього ядерної енергетики включає ядерний синтез, який генерує енергію, коли два легких ядра сполучаються разом, утворюючи єдине, більш важке ядро. Термоядерний синтез міг би доставити більше енергії більш безпечно і з набагато меншою кількістю шкідливих радіоактивних відходів, ніж поділ, але лише невеликій кількості людей. Такі організації, як ITER у Франції та Інститут фізики плазми Макса Планка, працюють над комерційно життєздатними версіями.      

Ризики ядерної енергетики

Коли зявилися перші атомні алектростанції – виникли й перші ризики. Заперечуючи проти ядерної енергетики, опоненти вказують на проблеми ядерних відходів і привид рідкісних, але руйнівних ядерних аварій, таких як Чорнобиль у 1986 році та Фукусіма в 2011 році. 

Смертельна Чорнобильська катастрофа в Україні сталася, коли недоліки конструкції реактора та людська помилка спричинили стрибок напруги та вибух на одному з реакторів. У повітря було викинуто велику кількість радіації, і сотні тисяч людей були змушені покинути свої домівки. Сьогодні територія, що оточує Чорнобиль, відома як зона відчуження, відкрита для туристів, але населена лише різними видами дикої природи.          

Що таке іонізація та як відбувається її процес

У випадку з японською Фукусіма-Даїчі наслідки землетрусу і цунамі в Тохоку спричинили катастрофічні збої на станції. Кілька років по тому навколишні міста намагаються відновитися, евакуйовані люди все ще бояться повертатися, а недовіра громадськості переслідувала зусилля з відновлення атомної електростанції, незважаючи на запевнення уряду, що більшість районів перебуває у безпеці.   

Інші аварії, такі як часткова аварія на острові Три Майл-Айленд у Пенсільванії в 1979 році, залишаються жахливими прикладами радіоактивних ризиків ядерної енергетики. Катастрофа у Фукусімі, зокрема, підняла питання про безпеку електростанцій у сейсмічних зонах, таких як Вірменська Мецаморська електростанція.   

Інші питання, пов’язані з ядерною енергетикою, включають те, де і як зберігати відпрацьоване паливо або ядерні відходи, які залишаються небезпечно радіоактивними протягом тисяч років. Атомні електростанції, багато з яких розташовані на узбережжях або поблизу них через близькість до води для охолодження, також стикаються з підвищенням рівня моря та ризиком більш екстремальних штормів через зміну клімату.      

Джерело: www.nationalgeographic.com

Подібні новини