Mwishoni mwa Vita vya Pili vya Ulimwengu, mabomu mawili ya nyuklia yalirushwa juu ya miji ya Japani ya Hiroshima na Nagasaki. Silaha hiyo mpya ilithibitika kuwa mbaya zaidi katika historia ya wanadamu. Mashindano ya nyuklia yaliyofuata kati ya USSR na Marekani yalizidisha hofu ya jumuiya ya ulimwengu kuhusu sababu ya nyuklia. Walakini, pamoja na vichwa vya atomiki, atomi ya amani ilionekana. Kifungu hiki cha maneno kinarejelea nishati ya nyuklia.
kanuni ya operesheni ya NPP
Uendeshaji wa mtambo wowote wa nguvu za nyuklia unatokana na mmenyuko wa mpasuko wa atomu. Ili kuiita, ni muhimu kufanya bombardment ya neutron ya uranium-235 nuclei. Chembe ndogo zaidi zimegawanywa katika vipande, huku zikitoa kiasi kikubwa cha miale ya gamma na nishati ya joto.
Atomu ya amani inaweza kubaki kwa amani chini ya udhibiti mkali, wa lazima kwa vinu vya nishati ya nyuklia. Ukweli ni kwamba wakati wa mgawanyiko, neutroni hutokea, ambayo hutoa athari mpya ya mnyororo. Bahasha isiyodhibitiwa ya viini husababisha mlipuko. Ni kanuni hii ambayo inasimamia uendeshaji wa mabomu ya atomiki. Kwenye mitambo ya kuzalisha umeme, mchakato huo unadhibitiwa, na nishati ya ziada inaelekezwa kwenye njia muhimu kwa watu.
Uranium-235
Mafuta ya nyuklia huwekwa kwenye vijiti maalum kabla ya matumizi. Imehifadhiwa kwa namna ya vidonge vinavyotengenezwa na oksidi ya urani. Inapaswa kueleweka kuwa dutu hii ni tofauti. Asilimia 3 ya tembe hizi zina uranium-235 (ni yeye ambaye amepasuka wakati wa mmenyuko), iliyobaki ni uranium-238 (isotopu hii haina fissile).
Kwa nini uwiano huu ni muhimu? Ili kuweka mchakato chini ya udhibiti. Reactor inayofanya kazi huanza mmenyuko wa fission. Katika kipindi cha maendeleo yake, kiasi cha uranium-235 hupungua. Wakati huo huo, kiasi cha bidhaa za fission huongezeka. Huu ni upotevu wa nyuklia. Zinaleta hatari kubwa ya mazingira na kwa hivyo lazima zitupwe ipasavyo. Je, atomi inaweza kuwa na amani? Kama inavyoonekana kutoka kwa teknolojia iliyofafanuliwa, tu kwa uzingatiaji mkali wa maagizo na sheria za mchakato wa uzalishaji.
Masharti ya mwonekano
Nishati ya nyuklia (atomiki) ilianza katikati ya karne ya 20. Tangu wakati huo, mamia ya mitambo ya nyuklia imejengwa duniani kote (leo 442 inafanya kazi). Atomu ya amani hutoa zaidi ya nusu ya nishati inayohitajika na Ufaransa, Poland, Lithuania, Slovakia, Uswidi na Korea Kusini. Katika Ulaya Magharibi, vinu vya nyuklia huzalisha takriban theluthi moja ya umeme.
Yote yalianza mwaka wa 1939, wakati mpasuko wa uranium ulipogunduliwa nchini Ujerumani. Watafiti wa Wajerumani walipendezwa sana na USSR. Mara moja ikawa wazi kwa wanasayansi kwamba mchakato mpya uliogunduliwa unaruhusu uzalishaji wa kiasi kikubwa cha nishati. Ikiwa wataalam wangeweza kujifunza kudhibiti athari ngumu, hii ingesuluhisha shida nyingi za kiuchumi.matatizo. Utafiti wa kwanza wa Soviet unaohusiana na atomi ya amani ulifanyika katika RIAN (Taasisi ya Radium ya Chuo cha Sayansi) chini ya mwongozo wa mwanafizikia bora Igor Kurchatov.
Mbio za nyuklia
Kazi ya wanasayansi wa Kisovieti ilitatizwa na kutokuwepo kwa hifadhi za urani za USSR. Kwa kuongezea, Vita Kuu ya Uzalendo ilianza mnamo 1941, na uvumbuzi wa mapinduzi ulilazimika kusahaulika kwa muda. Kutokana na hali hii, ajenda iliingiliwa nchini Uingereza, Marekani na Ujerumani. Kitendawili kiko katika ukweli kwamba nishati ya nyuklia ilionekana kama chipukizi la mradi wa kijeshi. Bila shaka, nchi zinazopigana kwanza zilijaribu kupata silaha zenye nguvu zaidi, na kisha zikafikiria njia za amani za kutumia uvumbuzi wao.
Kinu cha kwanza cha majaribio cha nyuklia kilizinduliwa nchini Marekani mnamo Desemba 1942. Kiongozi wa mradi alikuwa mwanasayansi wa Italia Enrico Fermi. Katika USSR, Reactor ya kwanza ilionekana mwishoni mwa 1946 katika Taasisi ya Nishati ya Atomiki. Kufikia wakati huu, mabomu ya Amerika ya Hiroshima na Nagasaki yalikuwa tayari yamefanyika. Katika USSR, bomu la atomiki liliundwa mnamo 1949, na bomu ya hidrojeni mnamo 1953. Vita tayari vimeisha, na wanasayansi wameanza kuandaa kinu cha nyuklia ili kufanyia kazi uchumi wa kitaifa wa Muungano wa Sovieti.
ujenzi wa NPP
Kiwanda cha kwanza cha nishati ya nyuklia duniani kilizinduliwa katika msimu wa joto wa 1954. Ilibadilika kuwa mmea wa nyuklia wa Obninsk, ulio katika mkoa wa Kaluga. Huko Merika, kwa kucheleweshwa kidogo, pia walianza kutekeleza mradi wa nishati ya atomiki. Mnamo 1956, Wamarekani walifanikiwa kwa mara ya kwanza kwa msaada wareactor kupata umeme. Hatua kwa hatua, vinu zaidi na zaidi vya nishati ya nyuklia vilianzishwa katika mataifa hayo mawili makubwa. Kila mmoja wao alivunja rekodi nyingine ya nguvu.
Kilele cha ukuzaji wa nishati ya nyuklia kilikuja katika nusu ya pili ya miaka ya 1960. Kisha idadi ya ujenzi wa mitambo ya nyuklia ilianza kupungua. Nchini Marekani, mjadala umeanza katika Bunge la Congress na jumuiya ya wanasayansi kuhusu matatizo yanayohusiana na usalama wa atomi ya amani. Hata hivyo, kufikia 1986, uzalishaji wa nishati ya nyuklia ulifikia 15% ya ule unaozalishwa na mitambo ya kawaida ya kuzalisha umeme.
Alama ya nishati ya nyuklia
Mnamo 1958, Atomium ilifunguliwa huko Brussels, ambapo Maonyesho ya Ulimwengu yajayo yalifanyika. Wazo la muundo lilitengenezwa na mbunifu André Waterkeyner. Atomiamu inaonekana kama kimiani ya kioo iliyopanuliwa ya chuma: atomi tisa zimeunganishwa pamoja. Uzito wa muundo ni tani 2400, na urefu ni mita 102. Wageni wanaweza kuingia maeneo sita kati ya tisa. Mifano hizi za atomi, zilizokuzwa mamia ya mabilioni ya nyakati, zimeunganishwa kwa kila mmoja na mabomba ishirini ya mita 23. Ndani yake kuna korido na escalators.
Picha ya "atomi ya amani", ambayo ilionekana Brussels katika kilele cha enzi ya atomiki, ilienea haraka ulimwenguni kote, na Atomia ikawa ishara ya nishati yote ya nyuklia na wazo kwamba uvumbuzi wa kisayansi wa mapinduzi unapaswa. itumike kwa manufaa ya wanadamu, na si kwa vita na uharibifu. Alama ya Ubelgiji inatajwa katika riwaya na waandishi maarufu wa sayansi ya Soviet ndugu Strugatsky "Jumatatu huanza Jumamosi." Alama ya atomi ya amani inaonekana katika michoro mingi, na pia kwenye nembo zinazotolewa kwa nishati ya nyuklia.
Kipengele cha mazingira
Tatizo la uchafuzi wa mazingira na taka zenye mionzi linazidi kuwa la dharura kila mwaka. Kwa mfano, katika Urusi ya kisasa, wafanyikazi wa vinu 10 vya nguvu za nyuklia wanajishughulisha na nguvu za nyuklia za amani. Biashara hizi zote zinahitaji uangalizi maalum kutoka kwa wanamazingira na idara za serikali.
mita za ujazo 50,000 za taka zenye mionzi hujilimbikiza katika Umoja wa Ulaya kila mwaka. Shida kuu ni kwamba uchafu kama huo unabaki hatari kwa maelfu ya miaka (kwa mfano, kipindi cha kuoza kwa plutonium-239 ni miaka elfu 24).
Udhibiti wa taka
Leo kuna dhana kadhaa kuhusu jinsi bora ya kutupa taka zenye mionzi. Wazo la kwanza ni kuunda maeneo ya mazishi yaliyo chini ya bahari. Hii ni njia ngumu sana ya kutekeleza. Vyombo lazima viwe kwenye kina kirefu, kwa kuongeza, vinaweza kuharibiwa na mikondo ya bahari.
Wazo la pili linazingatiwa na NASA, ambapo wanapendekeza kutuma taka za nyuklia kwenye anga ya juu. Njia hii ni salama kwa Dunia, lakini imejaa matumizi mengi. Kuna maoni mengine: kuchukua taka kwa visiwa visivyo na watu au kuzika kwenye barafu ya Antarctica. Chaguo la kukubalika zaidi leo ni ujenzi wa maeneo ya mazishi katika miamba ya mawe ya chini ya ardhi. Utafiti kuhusiana na wazo hili unaendelea nchini Ujerumani na Uswizi.
Somo la Chernobyl
Kwa muda mrefu, nishati ya nyuklia ilionekana kuwa haiwezi kupingwa. Kwa kadhaaKwa miongo kadhaa, atomi ya amani katika USSR na nchi zingine iliendelea na upanuzi wake wa kiuchumi. Walakini, mnamo 1986, janga lilitokea huko Chernobyl ambalo lililazimisha ubinadamu kufikiria upya mtazamo wake kuelekea vinu vya nyuklia. Mlipuko ulitokea katika kituo karibu na Pripyat, ambao ulisababisha uharibifu wa kinu na kutolewa kwa kiasi kikubwa cha dutu zenye mionzi hatari kwa afya katika mazingira.
Kauli mbiu maarufu ya Soviet "Chembe ya amani katika kila nyumba" iliathiriwa. Katika miezi ya kwanza baada ya ajali, watu 30 walikufa. Walakini, athari za kweli za mfiduo zilikuja baadaye. Katika miaka iliyofuata, watu kadhaa zaidi walikufa kwa uchungu kutokana na ugonjwa mbaya. Maelfu ya raia wa USSR walikuwa katika eneo la maambukizo. Maeneo muhimu ya Belarusi, Ukraine na Urusi yakawa hayafai kwa kilimo. Ajali hiyo katika kinu cha nyuklia cha Chernobyl ilisababisha kuzuka kwa hofu ya umma kuhusiana na nishati ya nyuklia. Baada ya mkasa huo, stesheni nyingi duniani zilifungwa.
Ingawa hatua za usalama katika biashara kama hizo zimeimarika kwa kiasi kikubwa zaidi ya miaka 30, kinadharia, janga kama la Chernobyl linaweza kutokea tena. Kulikuwa na ajali kabla na baada ya kiwanda cha nguvu cha nyuklia cha Chernobyl: mnamo 1957 - huko Uingereza (Windscale), mnamo 1979 - huko USA (Kisiwa cha Mile Tatu), mnamo 2011 - huko Japan (Fukushima). Leo, IAEA imekusanya taarifa kuhusu zaidi ya hali 1,000 za dharura katika vituo. Sababu za ajali: sababu ya kibinadamu (80% ya kesi), chini ya mara nyingi - dosari za muundo. Huko Fukushima huko Japani, dharura ilitokea kwa sababu ya tetemeko kubwa la ardhi na tsunami iliyofuata.
Matarajio ya nishati ya nyuklia
Swali la iwapo chembe ya amani ina wakati ujao ni gumu kutokana na mtazamo wa kiuchumi na husababisha mabishano mengi miongoni mwa wataalamu. Kutokana na idadi kubwa ya mambo yanayokinzana, mustakabali wake haueleweki na una ukungu. Utabiri wa hivi punde zaidi uliotolewa na Wakala wa Kimataifa wa Nishati unapendekeza kwamba, ikiwa mwelekeo wa sasa utaendelea, sehemu ya umeme inayozalishwa na vinu vya nyuklia itashuka kutoka 15% hadi 9% ifikapo 2030.
Hadi hivi majuzi, nishati ya nyuklia ilikuwa ikihitajika, ikijumuisha kwa sababu ya bei ya juu ya mafuta. Walakini, mnamo 2014 walishuka sana. Kwa hivyo, mbadala nyingine ya bei nafuu kwa mitambo ya nyuklia imeonekana. Ni muhimu pia kwamba atomi ya amani inawapa watu umeme pekee (yaani, hata kwa matumizi mengi, haiwezi kuondoa kabisa utegemezi wa nishati kwa jamii).
Mafuta au umeme?
Mafuta, licha ya kila kitu, ni muhimu kwa viwanda na usafiri. Takriban 40% ya nishati ambayo Marekani hutumia hutolewa na rasilimali hii. Japan na Ufaransa hazikuweza kuondokana na utegemezi wa mafuta (ingawa wanatumia kikamilifu mitambo ya nyuklia). Kwa hivyo je, atomu ya amani ina wakati ujao au imehukumiwa kubaki katika kivuli cha "dhahabu nyeusi"? Mitindo hii inaonyesha kwamba mitambo ya nyuklia inaweza kuwa jambo la zamani. Hata hivyo, baadhi ya matukio ya hivi majuzi yameipa nguvu ya nyuklia maisha mapya.
Tunazungumzia kuibuka kwa magari yanayotumia umeme badala ya petroli. Leo, usafiri huo unazidi kushinda masoko ya Marekani na Ulaya. Katika miongo michache, magari ya umemeitakuwa kawaida. Ni wakati huu kwamba atomi ya amani inaweza tena kuokoa uchumi wa dunia. Mitambo ya nyuklia inaweza kutatua tatizo la mahitaji ya umeme yanayoongezeka kila mara ya nchi mbalimbali.
Nishati ya mseto
Kuna mtazamo mwingine ambao chembe ya amani inaweza kufanya ushindi wa kiuchumi. Moja ya matatizo muhimu zaidi yanayohusiana na uendeshaji wa mitambo ya nyuklia ni usalama wa mazingira. Swali la ugumu wa utupaji wa taka zenye mionzi na mafuta yaliyotumiwa yalisababisha wazo la kurekebisha vinu vya nyuklia kuwa vinu vipya vya muunganisho wa nyuklia. Biashara kama hizo zitakuwa salama kabisa kwa mazingira. Lakini kabla ya teknolojia hii ya amani ya atomi kuanzishwa katika uzalishaji, wataalamu watalazimika kuchukua hatua ndefu.
Timu kutoka nchi 33 duniani tayari zinafanyia kazi mradi wa kinyuklia. Asili ya kimataifa ya wazo la mafuta ya nyuklia ni kwa sababu ya faida zake nyingi. Sio salama tu kutoka kwa mtazamo wa ikolojia, lakini pia haina mwisho. Rasilimali muhimu kwa wanasayansi ni deuterium, ambayo hupatikana kutoka kwa bahari. Tofauti kuu ya kiteknolojia kati ya kituo cha thermonuclear na mtambo wa nguvu za nyuklia ni kwamba fusion ya nyuklia itafanyika katika makampuni mapya (nucleus fission inafanywa katika mitambo ya zamani ya nyuklia). Labda teknolojia hii ndiyo mustakabali wa atomi ya amani.
