АҚШ ядролық энергетикасы климаттың өзгеруіне жауап ма?
(АҚШ-тан тыс емес сандар 2014 жылдан бастап. Соңғы сандар қол жетімсіз.)
Құрама Штаттардың басшылығы ядролық энергетиканың дамуының пионері ретіндегі тарихи рөлінен болды. Бірінші коммерциялық су реакторы Янки Роуэ 1960 жылы басталды және 1992 жылға дейін жұмыс істеді. (Дерек көзі: «АҚШ-тағы ядролық энергетика», Дүниежүзілік ядролық қауымдастық, 2017 ж. Сәуір).
Ядролық қондырғылар
Отыз мемлекеттерде 99 жұмыс істейтін атом электр станциясы бар. Көпшілігі Миссисипи өзенінің шығысында орналасқан (картаны қараңыз). Олар шамамен 40- $ 50 миллиард электр энергиясын сатуда және 100 мыңнан астам жұмыс орнын жасайды. Орташа реактор бойынша жұмсалған әрбір доллар АҚШ экономикасында 1,87 АҚШ долларын құрады. (Көзі: «Ядролық энергияның экономикалық пайдасы», Ядролық энергетика институты, сәуір 2014 ж.)
АҚШ-тың атом электр станциялары 2016 жылы электр энергиясының жалпы өндірісінің 4,079 триллион кВтсағының 19,7 пайызын құрады. Бұл көмірге (30 пайызға) және табиғи газға (34 пайызға) тең болды.
Бұл гидроэнергетикадан (6,5 пайыз) және басқа да балама көздерден, соның ішінде жел энергиясын (8,4 пайыз).
Зерттеу университеттерінде 36 сынақ реакторы бар (картаны қараңыз). Олар эксперименттер үшін аз мөлшерде радиация жасау үшін қолданылады. Мұнда ғалымдар нейтронды және басқа субатомиялық бөлшектерді зерттейді, автомобиль және медициналық компоненттерді зерттейді және онкологиялық ауруларды жақсы емдеу жолдарын үйренеді.
(Дерек көзі: «Зерттеу және сынау реакторларының негіздері», NRC, 18 тамыз 2011 ж.)
Ядролық энергетика қалай жұмыс істейді?
Барлық электр қондырғылары электр энергиясын өндіру үшін генераторды айналдыратын бумен өндіруге арналған жылу суларын шығарады. Атом электр станцияларында бұл бумен ядролық бөліну нәтижесінде пайда болатын жылу арқылы жасалады. Бұл кезде атом бөлініп, жылу түрінде үлкен мөлшерде энергия шығарады.
Уран 235 отын ретінде пайдаланылады, себебі ол нейтронды соқтығысқанда оңай бөлінеді. Мұндай жағдайда уранның нейтрондары басқа атомдармен соқтығысады. Бұл тізбекті реакцияны бастайды. Ядролық бомба соншалықты күшті.
Ядролық генераторда тізбекті реакция артық нейтрондарды зиянсыз сіңіретін арнайы шыбықтармен бақыланады. Бұл басқару таяқтары уран отын таблеткалары бар жанармай шыбықтарының жанында орналасады. Осы штангалардың 200-ден астамы отын жиынтығы деп аталады. Инженерлер процесті баяулатқысы келгенде, олар басқару панелін азайтады. Олар жылынуды қалаған кезде, шыбықтарды көтереді. (Дерек көзі: «Ядролық қондырғылар қалай жұмыс істейді?» Дьюк Энергия.)
Құрама Штаттарда атом электр станцияларының екі түрі бар. Су реакторы 65 және су қайнаған су реакторлары бар.
Олар жылудың реактордан генераторға қалай ауысқанына әртүрлі.
Су реакторлары суды реактордағы қайнатудан сақтау үшін жоғары қысымды пайдаланады. Бұл оның жоғары деңгейге дейін қызуға мүмкіндік береді. Одан кейін жылу құбырлар арқылы генератордағы судың жеке контейнеріне тасымалданады. Электр турбинасын басқаратын буды жасайды. Реактордағы су кейін қайта қызады. Турбинаның буы конденсаторда салқындатылады. Алынған су бу генераторына жіберіледі. Мұнда қысымға ұшыраған су реакторының анимациялық нұсқасы берілген.
Екінші жағынан қайнаған су реакторлары, генераторды басқаруға буды тікелей жасау үшін қайнаған сумен пайдаланыңыз. Мұнда қайнаған су реакторының анимациялық нұсқасы.
Ең бастысы, бүкіл процесс қоршаған ортаны кез келген ластанудан қорғау үшін қоршаған ортада орын алады.
Электр станцияларын салқындатуға және тіпті тез тоқтатуға болады. (Дерек көзі: «Ядролық энергетика қалай жұмыс істейді?», UNAE.)
Артықшылықтары
Атом электр станциялары көмір мен табиғи газға қарағанда ешқандай парниктік газдарды шығармайды.
Олар өндірілетін электр энергиясының әрбір мегаватт сағатына (мВт) 0,5 жұмыс орнын жасайды. Бұл көмірде 0,19 жұмыс орнына, газбен жұмыс істейтін зауыттарда - 0,05 және жел электр станцияларында - 0,05. Қосымша жұмыс орындарын құрайтын жалғыз қуат көзі / мВт - бұл күн фотоэлектрлі, 1,06 жұмыс орны / мВт. (Көзі: «Ядролық энергияның экономикалық пайдасы», Ядролық энергетика институты, сәуір 2014 ж . )
Онжылдықтар бойы атом энергетикасы ең арзан пайдалану шығындарына ие болды. 1,87 цент / кВт / сағ (2008 ж.) Көмірдің 68% -ы. Және жақында ғана бұл табиғи газдың 25 пайызы ғана болды.
Жаһандық жылыну туралы қорқыныш көмір электр станцияларының жаңа құрылысын тоқтатты. Нәтижесінде, 1992 жылдан 2005 жылға дейін жаңа газбен жұмыс істейтін электр станцияларының қуаты 270 мың мегаватт құрылды. Сол кезде бұл өсімдіктер ең төменгі инвестициялық тәуекелге ие болатын сияқты. Нәтижесінде желіде 14000 МВт жаңа ядролық және көмірлі қуаттылықтар пайда болды. Табиғи газ бағасының көтерілуіне, ірі өнеркәсіптік пайдаланушыларды оффшорлыққа мәжбүрлеп, электр энергиясын 10 цент / кВтс-қа дейін электр қуатымен қамтамасыз етуге мүмкіндік берді.
Кемшіліктері
Ядролық қуаттың радиоактивті сипаты арқасында оның отын көзіне екі үлкен кемшілігі бар.
1. Зауытта апат радиоактивті материалдарды қоршаған ортаға радиоактивті газдар мен бөлшектердің шұңқыры (бұлт тәрізді) ретінде шығаруы мүмкін. Бұл бөлшектер адамнан, жануарлардан немесе жер үстіне қойылғаннан кейін дем алады. Бөлшектер тұрақсыз болғанға дейін сәуле деп аталатын артық энергияны беретін тұрақсыз атомдардан тұрады. Төмен дозаларда радиация зиянсыз. Ядролық қайнағаннан кейін үлкен дозалар тірі жасушаларды жойып, мутация, ауру және өлімге әкелуі мүмкін.
Ядролық сынақтардың ықтимал әсері Чернобыль және Фукусимада көрінгендей апатты болуы мүмкін, тіпті мұндай оқиғаның ықтималдығы сирек кездеседі. Жалғыз америкалық ядролық апат 1979 жылы үш миля аралында болды, радиоактивтік отынның ішінара еріген кезде. Аз ғана радиоактивті газ шығарылды. Денсаулыққа ешқандай әсер етпейді. Дегенмен, 30 жыл бойы жаңа атом электр стансалары салынбаған.
Іс жүзіндегі зауыттың 10 милясы ішінде шамамен үш миллион американдықтар тұрады. Жазатайым жағдайлар кезінде тікелей радиацияның әсеріне ұшырайды. Егер сіз сол адамдардың бірі болсаңыз, онда аварияға қалай дайындалу керек.
2. Ядролық қалдықтарды жою өте үлкен кемшілік болып табылады. Төмен деңгейдегі қалдықтар күнделікті жұмыста ядролық отынмен байланысқа түседі. Ол өз орнында жойылады немесе 37 мемлекеттің бірінде төменгі деңгейдегі қалдық қондырғысына жіберіледі. (Дерек көзі: «Төмен деңгейдегі қалдықтар», АҚШ ядролық реттеу комиссиясы.)
Жоғары деңгейдегі қалдықтар пайдаланылған отыннан тұрады. Бұзылу үшін жүздеген мың жыл қажет. Қазіргі кезде электр станцияларында осы жанармайдың 70 мың тоннасы сақталады. (Дерек көзі: «Faff және Fallout», The Economist, 29 тамыз 2015 жыл.)
1982 жылы қабылданған Ядролық қалдықтар саясатының актісінде Конгресс АҚШ-тың Ядролық реттеу жөніндегі комиссиясына Невада тауы Юкка тауында жоғары деңгейдегі қалдықтарды жою үшін тұрақты геологиялық қорларды жобалау, салу, пайдалану және тоқтату туралы хабарлады.
Жергілікті шенеуніктер олардың жағдайындағы қауіп-қатерді қаламайды. Олар 2013 жылға дейін дамуын тоқтатып, НРК Американдық апелляциялық сотында өз ісін жеңді. 2015 жылы ҰҒК қауіпсіздікті бағалауды аяқтады және қоршаған ортаға әсер ету туралы мәлімдеме жұмысын бастады. (Дерек көзі: «Жоғары деңгейдегі қалдықтарды жою», АҚШ Ядролық реттеу комиссиясы.)
АҚШ ядролық энергетикасы болашағы
АҚШ-та электр энергиясының жылдық сұранысы 2040 жылға қарай 28 пайызға өседі. Мұнай мен газ бағасының өсуі мен жаһандық жылынудың алаңдаушылығымен ядролық энергетика қайтадан тартымды көрінді. 90-шы жылдардың соңында атом энергетикасы импортталған мұнай мен газға тәуелділікті төмендету тәсілі ретінде қарастырылды. Бұл саясаттың өзгеруі ядролық қуаттылықтың айтарлықтай өсуіне жол ашады.
2005 жылғы Энергетикалық Саясат туралы заң алдыңғы қатарлы атом электр станцияларын салу үшін қаржылық ынталандыруды қамтамасыз етті. Сондай-ақ, үш нормативтік бастамалар да болды:
- Сәйкес дизайн сертификаттау процесі.
- Ертерек пайдалануға рұқсат беру ережесі.
- Құрылыс және пайдалану лицензиясы үдерісін біріктіру.
2007 жылдан бері компаниялар жаңа ядролық реакторларға 24 лицензияға өтініш берді. Құрылыстағы төрт жаңа зауыт бар. Westinghouse екі Грузияда және Оңтүстік Каролинада екі. (Дерек көзі: «Westinghouse CB & I ядролық қондырғыны сатып алады», The Wall Street Journal, 2015 жылғы 29 қазан)
Екінші жағынан, отандық тақтатас мұнай мен табиғи газды қаптап тастау ескі атом электр станцияларын жаңғыртуға қол жетімді балама болып табылады. Нәтижесінде соңғы екі жылда төрт зауыт жабылды. Ескі атом электр станцияларын ұстау жаңа газ шығаратын қондырғылар салудан әлдеқайда көп шығынға ұшырады. Бұл ескі көмір электр станцияларын табиғи газға жөндеуден гөрі қымбат.
Сондықтан Америкада ядролық энергетиканы кеңейту болашағы табиғи газ бағасына байланысты. Егер олар қайтадан көтерілсе және жоғары болып кетсе, ядролық энергияны өндіруге қайта оралуға назар аударыңыздар. («Басқа реактор жабылады, АҚШ ядролық энергетикасы үшін жаңа шындықты белгілейді», National Geographic, 2015 жылғы 1 қаңтар).