В настоящее время применение ядерных технологий встречается во многих ключевых областях жизнедеятельности человека. Основным видом использования ядерных технологий является ядерная энергетика имеющая множество плюсов.
Атомные электростанции являются объектами, ответственными за выработку электроэнергии. Практически все атомные электростанции в производстве используют ядерное деление, поскольку ядерный синтез в настоящее время нежизнеспособен, несмотря на то, что находится в процессе разработки.
Плюсы ядерной энергетики в том что работа электростанций идентична работе тепловой электростанции, работающей на угле, нефти или газе, за исключением способа получения тепловой энергии которая преобразует воду в пар. В случае ядерных реакторов это тепло получается за счет реакций ядерного деления атомов ядерного топлива. На других тепловых электростанциях тепловая энергия получается за счет сжигания одного или нескольких видов ископаемого топлива.
Во всем мире 90% ядерных энергетических реакторов, предназначенных для производства электроэнергии, являются легководными реакторами (в вариантах с водой под давлением или кипящей водой).
Преимущества в виде плюсов ядерной энергетики
Ядерная энергетика сокращает количество энергии с ископаемых видов топлива
Выработка электроэнергии с помощью ядерной энергии позволяет сократить количество энергии, вырабатываемой из ископаемых видов топлива (угля и нефти). Сокращение использования ископаемого топлива подразумевает сокращение выбросов загрязняющих газов (CO2 и других). В настоящее время потребляется больше ископаемого топлива, чем производится, так что в недалеком будущем эти ресурсы будут исчерпаны или цена вырастет настолько, что они станут недоступны для большинства населения.
Небольшое количество необходимого топлива
Еще одно преимущество заключается в количестве необходимого топлива; при небольшом количестве топлива получается большое количество энергии. Это означает экономию сырья на транспортировке, добыче и обращении с ядерным топливом. Стоимость ядерного топлива (обычно урана) составляет 20% от стоимости вырабатываемой энергии.
Непрерывность производства энергии
Производство электрической энергии происходит непрерывно. Атомная электростанция вырабатывает электроэнергию почти 90% времени в году. Это снижает волатильность цен на другие виды топлива, такие как нефть. Эта непрерывность благоприятствует планированию.
Независимость от природных факторов
Ядерная энергия не зависит от природных факторов. Это устраняет большой недостаток возобновляемых источников энергии, как в случае с солнечной энергией или энергией ветра, в которых часы солнечного света или ветра не всегда совпадают с часами наибольшего спроса на энергию.Чтобы стать альтернативой ископаемому топливу, необязательно потреблять столько топлива, как уголь или нефть.
Уменьшает проблему глобального потепления
Сокращение потребления угля и нефти помогает уменьшить проблему глобального потепления и изменения климата планеты. За счет сокращения потребления ископаемого топлива качество воздуха, которым мы дышим, также улучшилось бы, что означало бы снижение заболеваемости и качества жизни.
Ядерные реакторы не временное решение
Массовое развитие альтернативных источников энергии займет много лет, и потребуется еще больше времени, пока освоение альтернативных источников энергии не сможет удовлетворить растущие потребности потребления и предложить экономичные энергетические решения. Реалистичный взгляд на баланс мировых источников энергии показывает, что плюсы ядерной энергетики в доступности и надежности.
Минусы ядерной энергии
Безопасность
Большая часть внимания противников утверждающих о минусах ядерных технологий направлена на ядерные реакторы и способы обеспечения безопасности. Реакторы нового поколения которые в настоящее время строятся, более безопасны. Они также более эффективны и экономичны, чем старые реакторы.
Обращение с облученным ядерным топливом и его нейтрализация
Другими вызывающими беспокойство проблемами являются обращение с облученным ядерным топливом и его нейтрализация, которое содержит высокорадиоактивные изотопы и продолжает выделять тепло, а также накапливающееся количество ядерных отходов. Период полураспада некоторых изотопов составляет десятки лет. Если процесс широкомасштабного внедрения ядерной энергии будет продолжаться до тех пор, пока через несколько лет не будет доступен адекватный, эффективный и экономичный объем альтернативных источников энергии, подходящие решения для хранения ядерных отходов станут важнейшей задачей, которую необходимо серьезно решать атомной энергетикой в мире.
Обычно считается, что полный срок службы ядерного реактора составляет 40 лет; однако срок службы реактора может быть увеличен вдвое за счет улучшений и модернизаций без снижения его безопасности.
Работа ядерного реактора
Плюсы ядерной энергетики в принципе работы атомной электростанции основанном на получении тепловой энергии путем ядерного деления атомного ядра ядерного топлива. С помощью этой тепловой энергии, которая образует водяной пар, мы преобразуем ее в механическую энергию в турбине и, наконец, механическая энергия преобразуется в электрическую энергию генератором. Ядерный реактор отвечает за возникновение и контроль этих атомных делений, которые будут генерировать большое количество тепловой энергии.
С помощью этого тепла вода нагревается для преобразования ее в пар при определенном давлении и температуре. Вода, превращенная в высокотемпературный пар, покидает защитную оболочку, пока не достигнет турбины и не заставит ее вращаться. В это время часть тепловой энергии пара преобразуется в кинетическую энергию. Эта турбина соединена с электрогенератором, с помощью которого кинетическая энергия будет преобразовываться в электрическую. С другой стороны, водяной пар, выходящий из турбины, хотя и потерял тепловую энергию, все еще находится в газообразном и очень горячем состоянии, поэтому его необходимо охладить перед повторным вводом в контур. При выходе из турбины он попадает в резервуар для конденсации, где будет находиться в тепловом контакте с трубами холодной воды. Водяной пар становится жидким, и с помощью насоса он перенаправляется обратно в ядерный реактор, чтобы снова повторить цикл.
Следовательно, атомные электростанции всегда устанавливаются вблизи обильного источника холодной воды (моря, реки, озера), чтобы воспользоваться преимуществами этой воды в резервуаре для конденсации. Столб белого дыма, который можно увидеть, выходящий из некоторых электростанций, — это водяной пар, образующийся при обмене теплом.
Реакции ядерного деления генерируются в ядерных реакторах атомных электростанций. В результате этих реакций получается тепловая энергия, которая будет преобразована в механическую энергию, а затем в электрическую энергию.
Однако существует множество других применений, в которых ядерная технология используется прямым или косвенным образом. Работая с различными изотопами одного и того же элемента, плюсом ядерной технологии может быть использование для других применений в различных областях.
