14 יתרונות וחסרונות של אנרגיה גרעינית

ה היתרונות והחסרונות של אנרגיה גרעינית מדובר בדיון שכיח למדי בחברה של ימינו, המתחלק בבירור לשני מחנות. יש הטוענים כי מדובר באנרגיה זולה וזולה, בעוד שאחרים מזהירים מפני אסונות שעלולים לגרום לשימוש לרעה בה. 

אנרגיה גרעינית או אנרגיה אטומית מתקבל באמצעות תהליך של ביקוע גרעיני, אשר מורכב להפציץ אטום אורניום עם נויטרונים כך שהוא מחולק לשניים, שחרור כמויות גדולות של חום כי אז משמש לייצור חשמל..

תחנת הכוח הגרעינית הראשונה נחנכה בשנת 1956 בבריטניה. לדברי קסטלס (2012), בשנת 2000 היו 487 כורים גרעיניים שהפיקו רבע מהחשמל בעולם. כיום, שש מדינות (ארה"ב, צרפת, יפן, גרמניה, רוסיה ודרום קוריאה) היוו כמעט 75% מהייצור הגרעיני (פרננדז וגונזלס, 2015).

אנשים רבים חושבים כי אנרגיה אטומית היא מסוכנת מאוד הודות תאונות מפורסמים כגון צ'רנוביל או Fukushima. עם זאת, יש מי לשקול סוג זה של אנרגיה "נקי" כי יש מעט מאוד פליטת גזי החממה.

אינדקס

• 1 יתרונות
  • 1.1 צפיפות אנרגיה גבוהה
  • 1.2 זול יותר מאשר דלקים מאובנים 
  • 1.3 זמינות 
  • 1.4 הוא פולט פחות גזי חממה מאשר דלקים פוסיליים
  • 1.5 צריך מעט מקום
  • 1.6 מייצר מעט בזבוז
  • 1.7 טכנולוגיה עדיין בפיתוח
• 2 חסרונות
  • 2.1 אורניום הוא משאב לא מתחדשת
  • 2.2 לא ניתן להחליף דלקים מאובנים
  • 2.3 תלוי בדלקים פוסיליים
  • 2.4 כריית אורניום מזיקה לסביבה
  • 2.5 פסולת מתמשכת
  • 2.6 אסונות גרעיניים
  • 2.7 שימושים מלחמתיים
• 3 הפניות

יתרונות

צפיפות אנרגיה גבוהה

אורניום הוא האלמנט הנפוץ במפעלי הגרעין לייצור חשמל. זה יש את המאפיין של אחסון כמויות אדירות של אנרגיה.

רק גרם אחד של אורניום שווה 18 ליטר של בנזין, וקילוגרם אחד מייצר בערך באותה אנרגיה כמו 100 טון של פחם (Castells, 2012).

זול יותר מאשר דלקים מאובנים 

באופן עקרוני, העלות של אורניום נראה הרבה יותר יקר מאשר שמן או בנזין, אבל אם ניקח בחשבון כי רק כמויות קטנות של אלמנט זה נדרשים כדי לייצר כמויות משמעותיות של אנרגיה, בסופו של דבר את העלות הופכת נמוכה אפילו יותר זה של דלקים מאובנים.

זמינות 

לתחנת הכוח הגרעינית יש את האיכות לפעול כל הזמן, 24 שעות ביממה, 365 ימים בשנה, כדי לספק חשמל לעיר; זה תודות לתקופה של תדלוק הוא כל שנה או 6 חודשים בהתאם הצמח.

סוגים אחרים של אנרגיה תלויים באספקה ​​קבועה של דלק (כגון תחנות כוח פחם), או שהם לסירוגין ומוגבלים על ידי האקלים (כגון מקורות מתחדשים).

זה פולט פחות גזי חממה מאשר דלקים מאובנים

אנרגיה אטומית יכולה לסייע לממשלות לעמוד בהתחייבויותיהן להפחתת פליטות גזי חממה. תהליך הפעולה במתקן הגרעיני אינו פולט גזי חממה מאחר שהוא אינו דורש דלקים מאובנים.

עם זאת, פליטות המתרחשות להתרחש לאורך מחזור החיים של המפעל; בנייה, תפעול, מיצוי וטחינה של אורניום ופירוק תחנת הכוח הגרעינית. (סובאקול, 2008).

מבין המחקרים החשובים ביותר שנעשו כדי להעריך את כמות CO2 שפורסמו על ידי פעילות גרעינית, הערך הממוצע הוא 66 גרם CO2e / kWh. שהוא ערך פליטה גדול מזה של משאבים מתחדשים אחרים אך עדיין נמוך יותר מאשר פליטות שנוצר על ידי דלקים מאובנים (Sovacool, 2008).

צריך מעט מקום

מפעל גרעיני צריך שטח קטן לעומת סוגים אחרים של פעילות אנרגיה; זה רק דורש שטח קטן יחסית עבור ההתקנה של רקטור מגדלי קירור.

נהפוך הוא, הרוח ופעילות אנרגיה סולארית יצטרכו קרקע גדולה כדי לייצר את אותה האנרגיה כמו מפעל גרעיני במהלך כל אורך החיים השימושיים שלה.

מייצר מעט בזבוז

הפסולת הנוצרת על ידי מפעל גרעיני מסוכנת ביותר ומזיקה לסביבה. עם זאת, הכמות קטנה יחסית בהשוואה לפעילויות אחרות, ונעשה שימוש באמצעי בטיחות נאותים, אלה יכולים להישאר מבודדים מהסביבה מבלי לייצג כל סיכון.

הטכנולוגיה עדיין בפיתוח

יש עדיין הרבה בעיות לא פתורות ביחס לאנרגיה אטומית. עם זאת, בנוסף לבקוע, קיים תהליך נוסף הנקרא פיוז'ן גרעיני, הכולל הצטרפות לשני אטומים פשוטים יחד ליצירת אטום כבד.

פיתוח של היתוך גרעיני, שואפת להשתמש בשני אטומי מימן כדי לייצר אחד של הליום וליצור אנרגיה, זוהי תגובה זהה המתרחשת בשמש.

כדי להתרחש היתוך גרעיני, נדרשות טמפרטורות גבוהות מאוד, ומערכת קירור חזקה, אשר מציבה קשיים טכניים חמורים ועדיין נמצאת בשלב הפיתוח..

אם מיושם, זה יהיה לרמוז מקור נקי שכן הוא לא לייצר פסולת רדיואקטיבית וגם היה לייצר הרבה יותר אנרגיה מאשר מיוצר כיום על ידי ביקוע של אורניום..

חסרונות

אורניום הוא משאב לא מתחדשת

נתונים הסטוריים ממדינות רבות מראים כי, בממוצע, לא יותר מ 50-70% של האורניום יכולים להיות חילוץ במכרה מאז ריכוזי אורניום פחות מ 0.01% כבר לא בת קיימא, זה דורש כמות גדולה יותר של עיבוד סלעים והאנרגיה המשמשים גדול ממה שהוא יכול לייצר במפעל. בנוסף, כריית אורניום יש מחצית החיים של הפקה הפקה של 10 ± 2 שנים (Dittmar, 2013).

Dittmar הציע מודל 2013 לכל מכרות האורניום ומתוכנן עד 2030, שבה כריית אורניום העולמית לשיא 58 ± 4 kton מתקבל סביב 2015 וקטין מאוחר עד למקסימום של 54 ± 5 ​​kton עבור 2025 ו, ב מקסימום של 41 ± 5 kton בסביבות 2030.

סכום זה לא יהיה עוד מספיק כדי כוח הקיים ומתוכנן תחנות כוח גרעיניות במשך 10-20 השנים הבאות (איור 1).

זה לא יכול להחליף דלקים מאובנים

כוח גרעיני לבד הוא לא כתחליף לדלקים מבוסס נפט, גז ופחם, כמו להחליף את 10 terawatts שנוצרו בעולם מדלקים פוסיליים -10 אלף תחנות כוח גרעיני נדרשות. כעובדה, בעולם יש רק 486.

זה לוקח הרבה השקעה של כסף וזמן לבנות מפעל גרעיני, בדרך כלל לוקח יותר מ 5 עד 10 שנים מתחילת הבנייה כדי start-up, וזה נפוץ מאוד כי עיכובים להתרחש בכל הצמחים החדשים (Zimmerman 1982).

בנוסף, תקופת הפעילות קצרה יחסית, כ 30 - 40 - שנים, ויש צורך בהשקעה נוספת לפירוק המפעל.

תלוי בדלקים מאובנים

הסיכויים הקשורים לאנרגיה גרעינית תלויים בדלקים פוסיליים. מחזור דלק גרעיני לא רק כרוך בתהליך של ייצור חשמל במפעל, אלא גם מורכב מסדרה של פעילויות הנעות בין חקר וניצול של מכרות אורניום כדי פירוק ופירוק של המפעל הגרעיני.

כריית אורניום מזיקה לסביבה

הכרייה של אורניום היא פעילות מזיקה מאוד לסביבה, שכן כדי להשיג 1 ק"ג של אורניום יש צורך להסיר יותר מ 190,000 ק"ג של קרקע (Fernández ו González, 2015).

ארה"ב משאבים אורניום טנקים קונבנציונלי, שבו אורניום הוא המוצר העיקרי, מוערך ב -1.6 מיליון טונות של המצע אשר ניתן לשחזר האורניום שנמצאו 250,000 טון (תיאובאלד, et al. 1972)

אורניום מופק על פני השטח או בתת הקרקע, כתוש ולאחר מכן leached לתוך חומצה גופרתית (Fthenakis ו קים, 2007). הפסולת שנוצרת מזהמת את הקרקע ואת המים של המקום עם גורמים רדיואקטיביים ותורמת להידרדרות הסביבה.

לאורניום יש סיכונים בריאותיים משמעותיים בקרב העובדים שמחליפים אותם. סמט ועמיתיו סיכמו בשנת 1984 כי כריית אורניום הוא גורם סיכון גדול יותר לפתח סרטן ריאות מאשר עישון סיגריות.

פסולת מתמשכת

כאשר המפעל מסיים את פעילותו, יש להתחיל בתהליך הפירוק כדי להבטיח ששימושים עתידיים בקרקע אינם מהווים סיכונים רדיולוגיים לאוכלוסייה או לסביבה.

תהליך הפירוק מורכב משלושה מפלסים, ונדרשת תקופה של כ 110- שנים כדי שהאדמה תהיה נקייה מזיהום. (דוראדו, 2008).

כרגע יש כ 140,000 טון של פסולת רדיואקטיבית ללא כל פיקוח אשר נוצקו בין 1949 ו 1982 ב טרנץ האטלנטי, עבור בריטניה, בלגיה, הולנד, צרפת, שווייץ, שוודיה, גרמניה ואיטליה (Reinero, 2013, פרננדז וגונזלס, 2015). אם ניקח בחשבון כי אורך החיים השימושיים של אורניום הוא אלפי שנים זה מייצג סיכון לדורות הבאים.

אסונות גרעיניים

תחנות כוח גרעיניות בנויות עם תקני בטיחות מחמירים והקירות שלהם עשויים בטון כמה מטרים עובי לבודד חומר רדיואקטיבי מבחוץ.

עם זאת, לא ניתן לומר כי הם 100% בטוח. במהלך השנים היו מספר תאונות אשר עד כה מרמזות כי אנרגיה אטומית מהווה סיכון לבריאות האוכלוסייה ובטיחותה.

ב -11 במרץ 2011, רעידת אדמה אירעה 9 מעלות בסולם ריכטר בחוף המזרחי של יפן וגרמה לצונאמי הרסני. זה גרם נזק רב למפעל הגרעיני Fukushima-Daiichi, אשר כורים נפגעו קשות.

התפוצצויות לאחר מכן בתוך כורים שוחרר מוצרים ביקוע (רדיונוקלידים) לתוך האטמוספרה. רדיואקלידים קשורים במהירות לארוזולים אטמוספריים (Gaffney et al, 2004), ולאחר מכן נסעו מרחקים גדולים ברחבי העולם יחד עם המוני אוויר עקב התפוצה הגדולה של האטמוספרה. (Lozano, et al., 2011).

נוסף על כך, כמות גדולה של חומר רדיואקטיבי נשפכה לתוך האוקיינוס, עד עצם היום הזה, המפעל Fukushima ממשיכה לשחרר מים מזוהמים (300 t / d) (פרננדז ו González, 2015).

התאונה בצ'רנוביל התרחשה ב -26 באפריל 1986, במהלך הערכה של מערכת הבקרה החשמלית של המפעל. האסון חשף 30,000 אנשים המתגוררים ליד הכור לכ- 45 קרינה של קרינה כל אחד, בערך באותה רמת קרינה שחוו ניצולי פצצת הירושימה (Zehner, 2012)

בתקופה הראשונה שלאחר התאונה, האיזוטופים המשמעותיים ביותר שהשתחררו מנקודת המבט הביולוגית היו יוד, רדיואקטיבי, בעיקר יוד 131 ויודידים קצרי מועד אחרים (132, 133)..

הספיגה של יוד רדיואקטיבי על ידי בליעה של מזון ומים מזוהמים ועל ידי שאיפה הביא חשיפה פנימית רצינית בלוטת התריס של אנשים.

במהלך 4 השנים שלאחר התאונה, בדיקות רפואיות גילו שינויים משמעותיים במעמד התפקודי של בלוטת התריס בקרב ילדים חשופים, במיוחד ילדים מתחת לגיל 7 (Nikiforov and Gnepp, 1994)..

שימושים למלחמה

לדברי פרננדז וגונזלס (2015) קשה מאוד להפריד בין תעשיית הגרעין האזרחית לבין התעשייה הצבאית, שכן הפסולת של תחנות כוח גרעיניות, כגון פלוטוניום ואורניום מדולדל, הן חומרי גלם לייצור נשק גרעיני. פלוטוניום הוא הבסיס של פצצות אטומיות, בעוד אורניום משמש קליעים. 

צמיחת האנרגיה הגרעינית הגבירה את יכולתן של המדינות להשיג אורניום לנשק גרעיני. זה ידוע היטב כי אחד הגורמים שמובילה מספר מדינות ללא אנרגיה גרעינית תוכניות להביע עניין באנרגיה זו היא הבסיס כי תוכניות כאלה יכול לעזור להם לפתח נשק גרעיני. (Jacobson and Delucchi, 2011).

עלייה עולמית בהיקף גדול במתקני הכוח הגרעיני עלולה להעמיד את העולם בסיכון נוכח מלחמה גרעינית או פיגוע טרור. עד כה, הפיתוח או הניסיון לפתח נשק גרעיני ממדינות כמו הודו, עיראק וצפון קוריאה בוצעו בחשאי במתקני כוח גרעיניים (Jacobson and Delucchi, 2011).

הפניות

1. Castells X. E. (2012) מיחזור פסולת תעשייתית: פסולת עירונית מוצקה ובוצה שפכים. Ediciones Díaz de Santos p. 1320.
2. Dittmar, M. (2013). סוף זול אורניום. מדע הסביבה הכוללת, 461, 792-798.
3. פרננדז דוראן, ר ', גונזלס רייס, ל' (2015). בספירלה של אנרגיה. כרך ב: קריסת הקפיטליזם הגלובלי והתרבותי.
4. Fthenakis, V. M., & Kim, H. C. (2007). פליטות גזי החממה מתחנות כוח סולאריות ואנרגיה גרעינית: מחקר מחזור חיים. Energy Energy, 35 (4), 2549-2557.
5. Jacobson, M. Z., & Delucchi, M. (2011). אספקת כל האנרגיה העולמית עם רוח, מים, אנרגיה סולארית, חלק א: טכנולוגיות, משאבי אנרגיה, כמויות ותחומים של תשתיות, וחומרים. Energy Energy, 39 (3), 1154-1169.
6. Lazano, R. L., Hernandez-Ceballos, M., Adame, J.A., Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, E.G, & Bolivar, J.P (2011). השפעה רדיואקטיבית של תאונה Fukushima על חצי האי האיברי: האבולוציה פלומה השביל הקודם. סביבה בינלאומית, 37 (7), 1259-1264.
7. Nikiforov, Y., & Gnepp, D. R. (1994). סרטן בלוטת התריס בילדים לאחר אסון צ'רנוביל. מחקר Pathomorphologic של 84 מקרים (1991-1992) מ הרפובליקה של בלארוס. סרטן, 74 (2), 748-766.
8. פדרו ג'וסטו דוראדו דלמאנס (2008). פירוק וסגירת תחנות כוח גרעיניות. המועצה לבטיחות גרעינית. SDB-01.05. P 37
9. Samet, J.M., Kutvirt, D.M, Waxweiler, R.J, & Key, C.R. (1984). כריית אורניום וסרטן ריאות אצל אנשי נבאחו. ניו אינגלנד Journal of Medicine, 310 (23), 1481-1484.
10. סובאקוול, ב. ק. (2008). הערכת פליטות גזי חממה מכוח גרעיני: סקר קריטי. מדיניות אנרגיה, 36 (8), 2950-2963.
11. Theobald, P.K., Schweinfurth, S.P., & Duncan, D.C. (1972). משאבי אנרגיה של ארצות הברית (מס 'CIRC-650). המכון הגיאולוגי, וושינגטון, ארה"ב.
12. Zehner, O. (2012). כוח גרעיני של העתיד. הפוטוריסט, 46, 17-21.
13. צימרמן, מ. ב (1982). למידה אפקטים ומסחור של טכנולוגיות אנרגיה חדשות: המקרה של כוח גרעיני. בל יומן של כלכלה, 297-310.