Vsi so slišali za glavno pomanjkljivost jedrskih elektrarn - hude posledice nesreč v jedrskih elektrarnah. Na desettisoče mrtvih in veliko smrtno bolnih ljudi, močna izpostavljenost sevanju, ki vpliva na zdravje človeka in njegovih potomcev, mesta, ki so postala neprimerna za bivanje ... seznam se lahko na žalost nadaljuje v nedogled. Hvala nebesom, da so nesreče redke; velika večina jedrskih elektrarn na svetu uspešno deluje že desetletja, ne da bi kdaj prišlo do okvare sistema.

Danes je jedrska energija eno najhitreje rastočih področij svetovne znanosti. Poskusimo se odmakniti od trdovratnega mita, da jedrske elektrarne predstavljajo nevarnost jedrske katastrofe, in spoznajmo prednosti in slabosti jedrskih elektrarn kot virov električne energije. V čem so jedrske elektrarne boljše od termo in hidroelektrarn? Kakšne so prednosti in slabosti jedrskih elektrarn? Ali je vredno razvijati to področje proizvodnje električne energije? O vsem tem in še več ...

Ali ste vedeli, da lahko elektriko pridobite z navadnim krompirjem, limono ali sobnim cvetjem? Vse kar potrebujete je žebelj in bakrena žica. Toda krompir in limone seveda ne bodo mogli oskrbovati z elektriko celega sveta. Zato so znanstveniki od 19. stoletja začeli obvladovati metode pridobivanja električne energije z uporabo proizvodnje.

Generacija je proces pretvorbe različnih vrst energije v električno energijo. Proces proizvodnje poteka v elektrarnah. Danes obstaja veliko vrst generacij.

Elektriko lahko danes dobite na naslednje načine:

1. Termoenergetika - električna energija se proizvaja s toplotnim zgorevanjem organskega goriva. Preprosto povedano, olje in plin gorita, sproščata toploto, toplota pa segreva paro. Para pod pritiskom povzroči vrtenje električnega generatorja, električni generator pa proizvaja elektriko. Termoelektrarne, v katerih pride do tega procesa, imenujemo termoelektrarne.
2. Jedrska energija - princip delovanja jedrskih elektrarn(jedrske elektrarne, ki pridobivajo električno energijo z jedrskimi napravami) je zelo podobno delovanju termoelektrarn. Edina razlika je v tem, da toplota ni pridobljena iz zgorevanja organskega goriva, temveč iz cepitve atomskih jeder v jedrskem reaktorju.
3. Hidroenergija – v primeru hidroelektrarn(hidroelektrarne), električno energijo pridobivamo iz kinetične energije vodnega toka. Ste že kdaj videli slapove? Ta način pridobivanja energije temelji na moči slapov, ki vrtijo rotorje električnih generatorjev, ki proizvajajo elektriko. Seveda slapovi niso naravni. Ustvarjeni so umetno z uporabo naravnih rečnih tokov. Mimogrede, ne tako dolgo nazaj so znanstveniki ugotovili, da je morski tok veliko močnejši od rečnega, in da obstajajo načrti za izgradnjo morskih hidroelektrarn.
4. Vetrna energija – v tem primeru kinetična energija vetra poganja električni generator. Se spomnite mlinov? V celoti odražajo to načelo delovanja.
5. Sončna energija – pri sončni energiji toplota sončnih žarkov služi kot platforma za pretvorbo.
6. Vodikova energija – električna energija se proizvaja s sežiganjem vodika. Vodik se zgori, sprosti toploto, nato pa se vse zgodi po shemi, ki nam je že znana.
7. Energija plimovanja – kaj se v tem primeru uporablja za proizvodnjo električne energije? Energija morskega plimovanja!
8. Geotermalna energija je proizvodnja najprej toplote in nato električne energije iz naravne toplote Zemlje. Na primer na vulkanskih območjih.

Slabosti alternativnih virov energije

Jedrske, hidro in termoelektrarne so glavni viri električne energije v sodobnem svetu. Kakšne so prednosti jedrskih elektrarn, hidroelektrarn in termoelektrarn? Zakaj nas ne greje energija vetra ali energija plimovanja? Zakaj znanstvenikom ni bil všeč vodik ali naravna toplota Zemlje? Za to obstajajo razlogi.

Energije vetra, sonca in plimovanja običajno imenujemo alternativne zaradi redke uporabe in nedavnega pojava. In tudi zaradi dejstva, da so veter, sonce, morje in toplota Zemlje obnovljivi in ​​dejstvo, da človek uporablja sončno toploto ali morsko plimo, ne bo povzročilo nobene škode ne soncu ne plimi. Ampak ne hitite teči in loviti valove, ni vse tako enostavno in rožnato.

Sončna energija ima precejšnje pomanjkljivosti - sonce sije le podnevi, zato ponoči od njega ne boste dobili nobene energije. To je neprijetno, ker ... Glavni vrh porabe električne energije je v večernih urah. V različnih obdobjih leta in na različnih krajih na Zemlji sonce sije različno. Prilagajanje nanj je drago in težko.

Tudi veter in valovi so muhasti pojavi; pihajo in plimujejo, kadar hočejo, ne pa kadar hočejo. Če pa delajo, to počnejo počasi in šibko. Zato energija vetra in plimovanja še nista razširjeni.

Geotermalna energija je kompleksen proces, ker... Elektrarne je možno graditi le na območjih tektonske aktivnosti, kjer je mogoče iz zemlje »iztisniti« največ toplote. Koliko krajev z vulkani poznate? Tukaj je nekaj znanstvenikov. Zato bo geotermalna energija najverjetneje ostala ozko usmerjena in ne posebno učinkovita.

Najbolj obetavna je vodikova energija. Vodik ima zelo visok izgorevalni izkoristek in je njegovo izgorevanje popolnoma okolju prijazno, saj produkt zgorevanja je destilirana voda. Ampak, obstaja ena stvar. Postopek pridobivanja čistega vodika stane neverjetno veliko denarja. Ali želite plačati milijone za elektriko in toplo vodo? Nihče noče. Čakamo, upamo in verjamemo, da bodo znanstveniki kmalu našli način, kako narediti vodikovo energijo bolj dostopno.

Jedrska energija danes

Po različnih virih jedrska energija danes zagotavlja od 10 do 15 % električne energije po vsem svetu. 31 držav uporablja jedrsko energijo. Največ raziskav na področju elektroenergetike se izvaja na področju uporabe jedrske energije. Logično je domnevati, da so prednosti jedrskih elektrarn očitno velike, če je od vseh vrst proizvodnje električne energije razvita prav ta.

Hkrati obstajajo države, ki zavračajo uporabo jedrske energije in zapirajo vse obstoječe jedrske elektrarne, na primer Italija. Na ozemlju Avstralije in Oceanije jedrske elektrarne niso obstajale in načeloma ne obstajajo. Avstrija, Kuba, Libija, Severna Koreja in Poljska so ustavile razvoj jedrskih elektrarn in začasno opustile načrte za gradnjo jedrskih elektrarn. Te države se ne ozirajo na prednosti jedrskih elektrarn in zavračajo njihovo postavitev predvsem zaradi varnosti in visokih stroškov gradnje in obratovanja jedrskih elektrarn.

Vodilne v jedrski energiji so danes ZDA, Francija, Japonska in Rusija. Prav oni so cenili prednosti jedrskih elektrarn in začeli uvajati jedrsko energijo v svoje države. Največje število projektov jedrskih elektrarn v gradnji danes pripada Ljudski republiki Kitajski. Še okoli 50 držav aktivno dela na uvajanju jedrske energije.

Kot vsi načini pridobivanja električne energije imajo tudi jedrske elektrarne prednosti in slabosti. Ko govorimo o prednostih jedrskih elektrarn, je treba opozoriti na okolju prijaznost proizvodnje, zavrnitev uporabe fosilnih goriv in udobje prevoza potrebnega goriva. Oglejmo si vse podrobneje.

Prednosti jedrskih elektrarn pred termoelektrarnami

Prednosti in slabosti jedrskih elektrarn so odvisne od tega, s kakšno vrsto proizvodnje električne energije primerjamo jedrsko energijo. Ker so glavni konkurenti jedrskih elektrarn termoelektrarne in hidroelektrarne, primerjajmo prednosti in slabosti jedrskih elektrarn glede na te vrste proizvodnje energije.

TE, to je termoelektrarne, so dveh vrst:

1. Kondenzacijski ali na kratko CES služijo samo za proizvodnjo električne energije. Mimogrede, njihovo drugo ime izvira iz sovjetske preteklosti, IES se imenujejo tudi GRES - okrajšava za "državno okrožno elektrarno".
   2. Sotoplarne ali sotoplarne le omogočajo proizvodnjo ne samo električne, temveč tudi toplotne energije. Če vzamemo na primer stanovanjsko stavbo, je jasno, da bo HES zagotavljal samo elektriko stanovanjem, SPTE pa bo dodatno še ogrevala.

Termoelektrarne praviloma delujejo na poceni organsko gorivo - premog ali premogov prah in kurilno olje. Najbolj priljubljeni energetski viri danes so premog, nafta in plin. Po ocenah strokovnjakov bodo svetovne zaloge premoga zadostovale za nadaljnjih 270 let, nafte – za 50 let, plina – za 70. Tudi šolar razume, da so 50-letne zaloge zelo majhne in jih je treba varovati, ne pa vsak dan kuriti v pečeh. .

POMEMBNO JE VEDETI:

Jedrske elektrarne rešujejo problem pomanjkanja organskega goriva. Prednost jedrskih elektrarn je izločitev fosilnih goriv, ​​s čimer se ohranijo ogroženi plin, premog in nafta. Namesto tega jedrske elektrarne uporabljajo uran. Svetovne zaloge urana so ocenjene na 6.306.300 ton. Nihče ne računa, koliko let bo trajalo, ker... Zalog je veliko, poraba urana je precej majhna in o njegovem izginotju še ni treba razmišljati. V skrajnih primerih, če zaloge urana nenadoma odnesejo vesoljci ali izhlapijo same od sebe, lahko plutonij in torij uporabimo kot jedrsko gorivo. Njihova predelava v jedrsko gorivo je še vedno draga in težka, vendar je mogoča.

Med prednostmi jedrskih elektrarn pred termoelektrarnami je tudi zmanjšanje količine škodljivih izpustov v ozračje.

Kaj se med obratovanjem termoelektrarn in termoelektrarn sprosti v ozračje in kako nevarno je:

1. Žveplov dioksid ali žveplov dioksid– nevaren plin, ki škoduje rastlinam. Če ga zaužijemo v večjih količinah, povzroči kašelj in zadušitev. V kombinaciji z vodo se žveplov dioksid spremeni v žveplovo kislino. Prav zaradi izpustov žveplovega dioksida obstaja nevarnost kislega dežja, ki je nevaren za naravo in človeka.
   2. Dušikovi oksidi– nevarno za dihala ljudi in živali, draži dihalne poti.
   3. Benapiren– je nevaren, ker se rad kopiči v človeškem telesu. Dolgotrajna izpostavljenost lahko povzroči maligne tumorje.

Skupne letne emisije termoelektrarn na 1000 MW instalirane moči znašajo 13 tisoč ton letno pri plinskih in 165 tisoč ton pri termoelektrarnah na premog v prahu. Termoelektrarna z močjo 1000 MW na leto porabi 8 milijonov ton kisika za oksidacijo goriva, prednosti jedrskih elektrarn so, da se kisik v jedrski energiji načeloma ne porablja.

Zgornji izpusti tudi niso značilni za jedrske elektrarne. Prednost jedrskih elektrarn je, da so izpusti škodljivih snovi v ozračje pri jedrskih elektrarnah zanemarljivi in ​​v primerjavi z izpusti iz termoelektrarn neškodljivi.

Prednosti jedrskih elektrarn pred termoelektrarnami so nizki stroški transporta goriva. Premog in plin sta izjemno draga za prevoz do tovarn, medtem ko je uran, potreben za jedrske reakcije, mogoče spraviti v en majhen tovornjak.

Slabosti jedrskih elektrarn pred termoelektrarnami

1. Slabosti jedrskih elektrarn pred termoelektrarnami so predvsem prisotnost radioaktivnih odpadkov. Radioaktivne odpadke v jedrskih elektrarnah poskušajo čim bolj predelati, a jih nikakor ne morejo odložiti. Končni odpadki v sodobnih jedrskih elektrarnah se predelajo v steklo in shranijo v posebnih skladiščih. Ali jih bodo kdaj uporabili, še ni znano.
   2. Slabost jedrskih elektrarn je nizek izkoristek v primerjavi s termoelektrarnami. Ker procesi v termoelektrarnah potekajo pri višjih temperaturah, so bolj produktivni. Jedrski elektrarni to še vedno težko doseči, saj cirkonijeve zlitine, ki posredno sodelujejo v jedrskih reakcijah, ne prenesejo ekstremno visokih temperatur.
   3. Ločeno stoji splošni problem toplotnih in jedrskih elektrarn. Slabost jedrskih elektrarn in termoelektrarn je toplotno onesnaževanje ozračja. Kaj to pomeni? Pri pridobivanju jedrske energije se sprošča velika količina toplotne energije, ki se sprošča v okolje. Toplotno onesnaženje ozračja je problem današnjega časa, ki prinaša številne težave, kot so ustvarjanje toplotnih otokov, spremembe mikroklime in navsezadnje globalno segrevanje.

Sodobne jedrske elektrarne že rešujejo problem toplotnega onesnaženja in za hlajenje vode uporabljajo lastne umetne bazene ali hladilne stolpe (posebni hladilni stolpi za hlajenje velikih količin tople vode).

Prednosti in slabosti jedrskih elektrarn pred hidroelektrarnami

Prednosti in slabosti jedrskih elektrarn pred hidroelektrarnami so povezane predvsem z odvisnostjo hidroelektrarn od naravnih virov. Več o tem ...

1. Prednost jedrskih elektrarn pred hidroelektrarnami je teoretična možnost gradnje novih jedrskih elektrarn, medtem ko je večina rek in akumulacij, ki lahko delujejo v korist hidroelektrarn, že zasedenih. To pomeni, da je odpiranje novih hidroelektrarn težko zaradi pomanjkanja potrebnih mest.
   2. Naslednja prednost jedrskih elektrarn pred hidroelektrarnami je njihova posredna odvisnost od naravnih virov. Hidroelektrarne so neposredno odvisne od naravnega rezervoarja, jedrske elektrarne le posredno od pridobivanja urana, vse ostalo zagotavljajo ljudje sami in njihovi izumi.

Pomanjkljivosti jedrskih elektrarn v primerjavi z vodnimi postajami so nepomembne – viri, ki jih jedrska elektrarna porabi za jedrsko reakcijo, zlasti uranovo gorivo, niso obnovljivi. Medtem ko se količina vode, glavnega obnovljivega vira hidroelektrarne, od delovanja hidroelektrarne ne bo v ničemer spremenila, samega urana pa v naravi ni mogoče obnoviti.

Jedrske elektrarne: prednosti in slabosti

Podrobno smo preučili prednosti in slabosti jedrskih elektrarn pred drugimi načini pridobivanja električne energije.

»Kaj pa radioaktivni izpusti jedrskih elektrarn? Nemogoče je živeti v bližini jedrskih elektrarn! Je nevarno!" - Ti rečeš. "Nič takega," vam bo odgovorila statistika in svetovna znanstvena javnost.

Po statističnih primerjalnih ocenah, izvedenih v različnih državah, je ugotovljeno, da je stopnja umrljivosti zaradi bolezni, ki so se pojavile zaradi izpostavljenosti emisijam iz termoelektrarn, višja od stopnje umrljivosti zaradi bolezni, ki so se razvile v človeškem telesu zaradi uhajanja radioaktivnih snovi. .

Pravzaprav so vse radioaktivne snovi trdno zaprte v skladiščih in čakajo na uro, ko se jih bodo naučili predelati in uporabiti. Takšne snovi se ne izpuščajo v ozračje, raven sevanja v naseljenih območjih v bližini jedrskih elektrarn ni višja od tradicionalne ravni sevanja v velikih mestih.

Ko govorimo o prednostih in slabostih jedrskih elektrarn, ne moremo kaj, da se ne spomnimo stroškov gradnje in zagona jedrske elektrarne. Predvidena cena male sodobne jedrske elektrarne je 28 milijard evrov, poznavalci pravijo, da so stroški termoelektrarn približno enaki, tu nihče ne zmaga. Vendar pa bodo prednosti jedrskih elektrarn nižji stroški za nakup in odlaganje goriva - uran, čeprav je dražji, lahko "deluje" več kot eno leto, medtem ko je treba zaloge premoga in plina nenehno dopolnjevati.

Nesreče v jedrskih elektrarnah

Prej nismo omenili le glavnih pomanjkljivosti jedrskih elektrarn, ki so znane vsem - to so posledice morebitnih nesreč. Nesreče v jedrskih elektrarnah so razvrščene po lestvici INES, ki ima 7 stopenj. Nesreče stopnje 4 in višje predstavljajo tveganje za izpostavljenost prebivalstva.

Samo dve nesreči v zgodovini sta bili ocenjeni na najvišji stopnji 7 - nesreča v Černobilu in nesreča v jedrski elektrarni Fukushima 1. Ena nesreča je bila ocenjena na stopnji 6, to je nesreča v Kyshtymu, ki se je zgodila leta 1957 v kemični tovarni Mayak. regija Čeljabinsk.

Seveda so prednosti in slabosti jedrskih elektrarn blede v primerjavi z možnostjo jedrske katastrofe, ki terja življenja številnih ljudi. Toda prednosti jedrskih elektrarn so danes izboljšan varnostni sistem, ki skoraj popolnoma odpravi možnost nesreč, saj Algoritem delovanja jedrskih reaktorjev je računalniško podprt in s pomočjo računalnikov se reaktorji izklopijo ob minimalnih kršitvah.

Prednosti in slabosti jedrskih elektrarn se upoštevajo pri razvoju novih modelov jedrskih elektrarn, ki bodo delovale na predelano jedrsko gorivo in uran, katerih nahajališča še niso bila predana v obratovanje.

To pomeni, da so glavne prednosti jedrskih elektrarn danes možnosti za njihovo posodobitev, izboljšave in nove iznajdbe na tem področju. Zdi se, da bodo najpomembnejše prednosti jedrskih elektrarn razkrite malo kasneje, upamo, da znanost ne bo mirovala in kmalu bomo o njih izvedeli.