Что не так (или так) с ядерной энергией и стоит ли человечеству использовать ее дальше

Ядерная энергия удовлетворяет всего лишь 10% от энергетической потребности человечества. Но стоит ли эта цифра нескольких катастроф и существования в этом мире ядерного оружия? А если стоит, то почему?

В честь годовщины Чернобыльской катастрофы многие сейчас направо и налево разбрасываться своими оценками ядерной энергетики. Хотим ознакомить тебя со всеми "за" и "против", чтобы ты мог определиться со своей позицией.

Все началось в 60-х

Поначалу ядерная энергия казалась мирным продуктом новой технологии, который мог бы помочь миру восстановиться после войны. Воображение многих людей разыгралось. Станет ли электричество бесплатным? Поможет ли ядерная энергия заселить Антарктиду? Будут ли ядерные автомобили, самолёты или дома? Казалось, всё это могло появиться спустя несколько лет напряженной работы.

 

Одно было ясно: будущее будет атомным. Но следующие несколько лет принесли миру "похмелье атомного века" — ядерная энергия оказалась очень сложной и очень дорогой. Превратить физику в реальность было легко на бумаге, но сложно на практике. К тому же, частным компаниям казалось, что ядерная энергия — очень рискованное вложение: большинство предпочитало газ, уголь и нефть.

 

Но никто не хотел просто забросить обещание атомного века. Восхитительная новая технология, возможность получить дешёвое электричество, возможность не зависеть от импорта нефти и газа и, в некоторых случаях, тайное желание обладать атомным оружием — всё это служило мотивацией продолжать работать в этом направлении. Лучшее время для ядерной энергии настало в начале 1970-х, когда война на Среднем Востоке привела к повышению цен на нефть по всему миру. Тогда коммерческий интерес и инвестиции быстро возросли. Как результат — более половины всех ядерных реакторов мира были построены между 1970 и 1985 годами.

   

Пик постройки ядерных реакторов

    

Но какого типа строить ядерный реактор, если есть столько разных вариантов? Удивительно, но победил один из менее продвинутых кандидатов: легководный реактор. Он был не очень новаторским и не очень нравился учёным, но у него были решающие достоинства: он существовал, он работал, и он не был жутко дорогим.

Как устроен легководный реактор?

Основной принцип шокирующе прост: он нагревает воду с помощью искусственной цепной реакции. Ядерное деление выделяет в несколько миллионов раз больше энергии, чем любая химическая реакция. Очень тяжёлые элементы на грани стабильности, такие как уран-235, обстреливаются нейтронами. Нейтрон поглощается, но результат остается нестабильным. В большинстве случаев он быстро распадается на более быстрые и лёгкие элементы, ещё несколько свободных нейтронов и энергию в виде радиации. Радиация нагревает окружающую воду, а нейтроны начинают процесс заново с другими атомами, выпуская ещё больше нейтронов и радиации в контролируемой цепной реакции, совсем не похожей на быструю, разрушительную неконтролируемую реакцию в атомной бомбе.

    

Легководные атомные реакторы

   

А еще нашему легководному реактору нужен замедлитель, чтобы контролировать энергию нейтронов. Для этого подходит обычная вода, что удобно, потому что вода уже используется для вращения турбин.

 

Легководный реактор стал популярен, поскольку он простой и дешёвый. Но он не является самым безопасным, самым эффективным или самым технически элегантным реактором.

 

Это восхищение ядерной энергией еле продлилось десяток лет. В 1979 году, расплавление ядра на АЭС "Три-Майл-Айленд" в Пенсильвании чуть не привело к катастрофе. В 1986 году Чернобыльская катастрофа угрожала Центральной Европе радиоактивным облаком, а в 2011 году длительная авария в Фукусиме вызвала новые обсуждения и волнения. Хотя в 1980-х было запущено 218 новых ядерных реакторов, их число и доля от общего производства электроэнергии оставались на одном уровне с конца 80-х.

Так что же происходит сейчас?

Сегодня ядерная энергия удовлетворяет примерно 10% мировой энергетической потребности.

   

Потребности человечества в энергии

    

Работают примерно 439 ядерных реакторов в 31 стране. Примерно 70 новых реакторов построились в 2015 году, большинство из них — в быстроразвивающихся странах. В общей сложности, по всему миру планируется построить еще 116 новых реакторов.

   

Количество ядерных реакторов в мире

   

Большинство ядерных реакторов были построены более 25 лет назад с помощью устаревших технологий. Более 80% — различные виды легководных реакторов. Сегодня перед многими странами стоит выбор между дорогостоящей заменой устаревающих реакторов, возможно более эффективными, но менее проверенными моделями, и переходом от ядерной энергии к другой технологии с отличающейся стоимостью и воздействием на окружающую среду.

Есть три причины, по которым мы должны отказаться от атомной энергии

 

Увеличение количества ядерного оружия

Ядерные технологии весьма жестоко явились на мировую сцену: спустя год после первого в мире пробного ядерного взрыва в 1944 году два крупных города были уничтожены двумя небольшими бомбами. C тех пор ядерные технологии как способ генерирования электричества практически не развивались, но всегда были тесно связаны с ядерным вооружением.

 

Практически невозможно разработать ядерное оружие, не имея технологии ядерного реактора. К тому же, договор о нераспространении ядерного оружия справляется с задачей посредственно: в течение 40 лет пять стран разработали собственное ядерное оружие с помощью технологии ядерных реакторов. Дело в том, что бывает очень трудно отличить тайную программу ядерного вооружения от мирного использования ядерной энергии, поэтому в 1970-х ядерные сверхсилы с радостью продавали мирные технологии другим странам. В общем, путь к смертоносному ядерному оружию всегда лежит через мирные реакторы.

 

Ядерные отходы и загрязнение окружающей среды

Использованное ядерное топливо не только радиоактивно — оно также содержит крайне ядовитые химические элементы, например, плутоний. Он теряет свои опасные свойства через несколько десятков тысяч лет (всего лишь). К тому же, есть такой процесс, как переработка — он позволяет извлечь плутоний из использованного ядерного топлива.

 

Плутоний используется в двух целях — для создания ядерного оружия или в качестве нового топлива. Второй вариант не сильно работает — у нас нет подходящих для этого реакторов. А вот с первым вариантом все ОК — миллиграмм плутония может убить человека, а из нескольких килограммов можно сделать атомную бомбу.

 

После запрета на сбрасывание отходов в океан, люди начали пытаться  закапывать их в землю, но не смогли найти место, где они могли бы спокойно пролежать десятки тысяч лет. В более чем 30 странах работает около 400 реакторов, производя сотни тысяч тонн ядерных отходов, и лишь одна страна серьезно задумывается о том, чтобы открыть постоянное хранилище отходов — Финляндия.

 

Несчастные случаи и катастрофы мирового масштаба

За 60 лет использования ядерной энергии было семь крупных аварий в реакторах или пунктах обработки ядерных отходов. В четырёх случаях удалось обойтись без тяжёлых последствий, но в трёх значительное количество радиации было выброшено в окружающую среду. В 1957, 1986 и 2011 годах крупные области в России, Украине и Японии стали непригодны для человеческого проживания на десятки лет. Количество смертей точно не установлено, но их, скорее всего, тысячи. Эти катастрофы происходили с реакторами совершенно разных типов, в разных странах, с перерывами в несколько десятков лет.

 

Глядя на эти числа, нам стоит задать себе следующие вопросы: "Стоят ли 10 % мировой энергии разрушительной катастрофы каждые 30 лет?", "Какая местность должна быть заражена, чтобы мы могли сказать „хватит"?", "Где черта?".

Так стоит ли нам использовать ядерную энергию?

Риска может быть больше, чем преимуществ, и, возможно, нам стоит прекратить идти в этом направлении и забыть навсегда об этой технологии.

Три причины продолжать использовать ядерную энергию.

 

Ядерная энергия спасает жизни

Исследование, проведенное NASA в 2013 году, показало, что ядерная энергия помогла предотвратить около 1,8 миллиона смертей. Даже если учесть смерти в Чернобыле и Фукусиме, ядерная энергия на последнем месте по смертности на единицу произведенной энергии. Хоть ядерные отходы и токсичны, они обычно где-то хранятся, в то время как побочные продукты ископаемого топлива выбрасываются в воздух, которым мы дышим. Так что уменьшая количество сжигаемого ископаемого топлива, можно предотвратить бесчисленные случаи рака или болезней лёгких и аварии в угольных шахтах. Если есть выбор — складывать кучу опасных штук в глубокую яму или выбрасывать огромную кучу опасных штук в атмосферу, первый вариант кажется более логичным. Однако, ядерная энергия кажется гораздо более опасной. Единичные катастрофы надолго остаются в нашей памяти, а уголь и нефть убивают незаметно. Это как сравнивать смертность при вождении автомобиля и полете на самолете.

 

Но, в лучшем случае, понадобится как минимум 40 лет, чтобы перейти на полностью возобновляемую энергию. Так что пока мы используем ископаемое топливо, ядерная энергия будет спасать гораздо больше жизней, чем разрушать.

 

Ядерная энергия уменьшает выбросы в атмосферу

Ядерная энергия, возможно, гораздо меньше вредит окружающей среде в разрезе изменения климата, чем ископаемое топливо — наш основной источник энергии. С 1976 года около 64 гигатонн парниковых газов не было выброшено в атмосферу благодаря ядерной энергии. А к середине XXI века это число может увеличится на 80–240 гигатонн.

    

Предотвращение глобальному потеплению

    

Потребление энергии человечеством быстро растёт. По расчетам правительства США, один лишь Китай будет увеличивать потребление на эквивалент ТЭС мощностью 600 МВт каждые 10 дней в течение ближайших 10 лет. Эта страна уже сейчас сжигает 4 миллиарда тонн угля каждый год. Уголь дешев, есть относительно везде, и его легко добывать. Так что маловероятно, что человечество скоро перестанет его использовать. Ядерная энергия может быть единственным способом замедлить изменение климата и предотвратить катастрофу глобального потепления. По сравнению с последствиями другой нашей деятельности, ядерная энергия довольно чистая. Так что даже если забыть о ядерной энергии выгодно в долгосрочном плане, она может быть хорошим решением на ближайшую сотню лет в сравнении сравнению с альтернативами.

 

Развитие новых технологий

Может быть, технологии решат проблему ядерных отходов и опасных АЭС. Ядерные реакторы, используемые нами до сих пор, — в основном устаревшие модели, поскольку прогресс в этой сфере прекратился еще в 1970-х. Есть модели, вроде ториевого реактора, которые могут полностью решить проблему. Торий обилен, из него очень трудно сделать ядерное оружие, и он производит в два раза меньше отходов, чем современные ядерные реакторы. К тому же, его отходы могут быть опасны лишь несколько сотен лет, а не десятки тысяч.

 

1 тонна тория может произвести примерно столько же энергии, как 200 тонн урана или 3,5 миллиона тонн угля. Так что хотя мы и не знаем наверняка, оправдают ли себя альтернативные ядерные технологии, может быть, нам стоит хотя бы провести исследования, прежде чем отбрасывать возможность решить многие проблемы человечества? Это, конечно, непростая задача, но раньше нас это не останавливало.

 

Так стоит ли нам использовать ядерную энергию?

В любом крупном стремлении есть риски, поэтому мы должны принять взвешенное решение, а не полагаться на интуицию.

Понравилось? Лайкни нас на Facebook