Powszechne wykorzystanie energii jądrowej rozpoczęło się dzięki postępowi naukowemu i technologicznemu, nie tylko na polu wojskowym, ale także w celach pokojowych. Dziś nie można się bez niego obejść w przemyśle, energetyce i medycynie.
Jednak wykorzystanie energii jądrowej ma nie tylko zalety, ale także wady. Przede wszystkim jest to zagrożenie promieniowaniem, zarówno dla człowieka, jak i dla środowiska.
Wykorzystanie energii jądrowej rozwija się w dwóch kierunkach: wykorzystanie energii i wykorzystanie izotopów promieniotwórczych.
Początkowo energia atomowa miała być wykorzystywana tylko do celów wojskowych i cały rozwój szedł w tym kierunku.
Wojskowe wykorzystanie energii jądrowej
Duża ilość wysoce aktywnych materiałów jest wykorzystywana do produkcji broni jądrowej. Eksperci szacują, że głowice nuklearne zawierają kilka ton plutonu.
Broń jądrowa jest klasyfikowana jako broń masowego rażenia, ponieważ powoduje zniszczenia na rozległych obszarach.
W zależności od zasięgu i mocy ładunku broń jądrowa dzieli się na:
- Taktyczny.
- Operacyjno-taktyczny.
- Strategiczne.
Broń jądrowa dzieli się na atomową i wodorową. Broń jądrowa opiera się na niekontrolowanych reakcjach łańcuchowych rozszczepienia ciężkich jąder i reakcjach fuzji termojądrowej. Do reakcji łańcuchowej używa się uranu lub plutonu.
Przechowywanie tak wielu niebezpiecznych materiałów jest wielkim zagrożeniem dla ludzkości. A wykorzystanie energii jądrowej do celów wojskowych może prowadzić do tragicznych konsekwencji.
Pierwsza broń nuklearna została użyta w 1945 roku do ataku na japońskie miasta Hiroszimę i Nagasaki. Konsekwencje tego ataku były katastrofalne. Jak wiecie, było to pierwsze i ostatnie użycie energii jądrowej podczas wojny.
Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA)
MAEA powstała w 1957 roku w celu rozwijania współpracy między krajami w zakresie wykorzystania energii atomowej do celów pokojowych. Agencja od samego początku realizuje program Bezpieczeństwa Jądrowego i Ochrony Środowiska.
Ale najważniejszą funkcją jest kontrolowanie działań krajów w dziedzinie jądrowej. Organizacja kontroluje, aby rozwój i wykorzystanie energii jądrowej odbywało się wyłącznie w celach pokojowych.
Celem tego programu jest zapewnienie bezpiecznego korzystania z energii jądrowej, ochrona ludzi i środowiska przed skutkami promieniowania. Agencja zbadała również konsekwencje wypadku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu.
Agencja wspiera również badania, rozwój i wykorzystanie energii jądrowej do celów pokojowych oraz pośredniczy w wymianie usług i materiałów między członkamiagencje.
Wspólnie z ONZ, MAEA definiuje i wyznacza standardy w dziedzinie bezpieczeństwa i ochrony zdrowia.
Energetyka jądrowa
W drugiej połowie lat czterdziestych XX wieku radzieccy naukowcy zaczęli opracowywać pierwsze projekty pokojowego wykorzystania atomu. Głównym kierunkiem tych zmian była elektroenergetyka.
W 1954 roku w ZSRR zbudowano pierwszą na świecie elektrownię atomową. Następnie programy szybkiego rozwoju energetyki jądrowej zaczęły powstawać w USA, Wielkiej Brytanii, Niemczech i Francji. Ale większość z nich nie została spełniona. Jak się okazało, elektrownia jądrowa nie może konkurować ze stacjami, które pracują na węglu, gazie i oleju opałowym.
Ale po rozpoczęciu światowego kryzysu energetycznego i wzroście cen ropy, zapotrzebowanie na energię jądrową wzrosło. W latach 70. ubiegłego wieku eksperci wierzyli, że moc wszystkich elektrowni jądrowych może zastąpić połowę elektrowni.
W połowie lat 80. wzrost energetyki jądrowej ponownie zwolnił, kraje zaczęły rewidować plany budowy nowych elektrowni jądrowych. Sprzyjała temu zarówno polityka oszczędzania energii, jak i spadek cen ropy, a także katastrofa w elektrowni w Czarnobylu, która miała negatywne konsekwencje nie tylko dla Ukrainy.
Po tym, jak niektóre kraje całkowicie zaprzestały budowy i eksploatacji elektrowni jądrowych.
Energia jądrowa do podróży kosmicznych
W kosmos poleciało ponad trzy tuziny reaktorów jądrowych, które zostały użyte do generowania energii.
Amerykanie po raz pierwszy użyli reaktora jądrowego w kosmosie w 1965 roku. jako paliwoużyto uranu-235. Pracował przez 43 dni.
W Związku Radzieckim reaktor Romashka został uruchomiony w Instytucie Energii Atomowej. Miał być używany na statkach kosmicznych wraz z silnikami plazmowymi. Ale po wszystkich testach nigdy nie został wystrzelony w kosmos.
Następna instalacja jądrowa Buk została wykorzystana na satelicie rozpoznawczym radaru. Pierwszy statek kosmiczny został wystrzelony w 1970 roku z kosmodromu Bajkonur.
Dzisiaj Roskosmos i Rosatom proponują zaprojektowanie statku kosmicznego, który będzie wyposażony w silnik rakietowy jądrowy i będzie w stanie dotrzeć do Księżyca i Marsa. Ale na razie to wszystko na etapie propozycji.
Zastosowanie energetyki jądrowej w przemyśle
Energia jądrowa jest wykorzystywana do zwiększenia czułości analizy chemicznej i produkcji amoniaku, wodoru i innych chemikaliów używanych do produkcji nawozów.
Energia jądrowa, której wykorzystanie w przemyśle chemicznym umożliwia pozyskiwanie nowych pierwiastków chemicznych, pomaga odtworzyć procesy zachodzące w skorupie ziemskiej.
Energia jądrowa jest również wykorzystywana do odsalania słonej wody. Zastosowanie w hutnictwie żelaza pozwala na odzyskiwanie żelaza z rudy żelaza. W kolorze - używany do produkcji aluminium.
Wykorzystanie energii jądrowej w rolnictwie
Wykorzystanie energii jądrowej w rolnictwie rozwiązuje problemy hodowlane i pomaga w zwalczaniu szkodników.
Energia jądrowa jest używana do tworzenia mutacji w nasionach. Zrobioneaby uzyskać nowe odmiany, które przynoszą większe plony i są odporne na choroby upraw. Tak więc ponad połowa pszenicy uprawianej we Włoszech do wyrobu makaronu została wyhodowana przy użyciu mutacji.
Również za pomocą radioizotopów, aby określić najlepsze sposoby stosowania nawozu. Na przykład z ich pomocą ustalono, że przy uprawie ryżu można ograniczyć stosowanie nawozów azotowych. To nie tylko zaoszczędziło pieniądze, ale także zaoszczędziło środowisko.
Nieco dziwnym zastosowaniem energii jądrowej jest napromieniowanie larw owadów. Odbywa się to w celu wyeksponowania ich w sposób nieszkodliwy dla środowiska. W tym przypadku owady, które wyłoniły się z napromieniowanych larw, nie mają potomstwa, ale poza tym są całkiem normalne.
Medycyna nuklearna
Medycyna wykorzystuje radioaktywne izotopy do stawiania dokładnych diagnoz. Izotopy medyczne mają krótki okres półtrwania i nie stanowią szczególnego zagrożenia zarówno dla innych, jak i dla pacjenta.
Kolejne zastosowanie energii jądrowej w medycynie zostało niedawno odkryte. To jest pozytonowa tomografia emisyjna. Może być stosowany do wykrywania raka we wczesnym stadium.
Zastosowanie energii jądrowej w transporcie
Na początku lat 50. ubiegłego wieku podjęto próby stworzenia czołgu o napędzie atomowym. Rozwój rozpoczął się w USA, ale projekt nigdy nie został powołany do życia. Głównie ze względu na to, że czołgi te nie były w stanie rozwiązać problemu osłony załogi.
Słynna firma Ford pracowała nad samochodem napędzanym energią jądrową. Aleprodukcja takiej maszyny nie wyszła poza układ.
Faktem jest, że instalacja nuklearna zajęła dużo miejsca, a samochód okazał się bardzo ogólny. Reaktory kompaktowe nigdy się nie pojawiły, więc ambitny projekt został ograniczony.
Prawdopodobnie najbardziej znanym transportem wykorzystującym energię jądrową są różne statki, zarówno wojskowe, jak i cywilne:
- Lodołamacze jądrowe.
- Statki transportowe.
- Transportowce.
- Okręty podwodne.
- Krążowniki.
- Jądrowe okręty podwodne.
Wady i zalety korzystania z energii jądrowej
Dziś udział energii jądrowej w światowej produkcji energii wynosi około 17 procent. Chociaż ludzkość korzysta z paliw kopalnych, jej rezerwy nie są nieograniczone.
Dlatego jako alternatywę stosuje się paliwo jądrowe. Jednak proces jego pozyskiwania i użytkowania wiąże się z dużym zagrożeniem dla życia i środowiska.
Oczywiście reaktory jądrowe są stale ulepszane, podejmowane są wszelkie możliwe środki bezpieczeństwa, ale czasami to nie wystarcza. Przykładami są wypadki w elektrowni jądrowej w Czarnobylu i Fukushimie.
Z jednej strony prawidłowo działający reaktor nie emituje żadnego promieniowania do otoczenia, a duża ilość szkodliwych substancji przedostaje się do atmosfery z elektrowni cieplnych.
Największym niebezpieczeństwem jest wypalone paliwo, jego przetwarzanie i przechowywanie. Ponieważ dzisiajnie wynaleziono całkowicie bezpiecznego sposobu na usuwanie odpadów promieniotwórczych.
