Застосування ядерної енергії: проблеми і перспективи

Повсюдне застосування ядерної енергії почалося завдяки науково-технічному прогресу не тільки у військовій області, а й в мирних цілях. Сьогодні не можна обійтися без неї в промисловості, енергетиці та медицині.

Разом з тим, використання ядерної енергії має не тільки переваги, а й недоліки. Перш за все, це небезпека радіації, як для людини, так і для навколишнього середовища.

Застосування ядерної енергії розвивається в двох напрямках: використання в енергетиці та використання радіоактивних ізотопів.

Спочатку атомну енергію передбачалося використовувати тільки у військових цілях, і все розробки йшли в цьому напрямку.

Використання ядерної енергії у військовій сфері

Велика кількість високоактивних матеріалів використовують для виробництва ядерної зброї. За оцінками експертів, ядерні боєголовки містять кілька тонн плутонію.

Ядерна зброя відносять до зброї масового ураження, тому що воно виробляє руйнування на величезних територіях.

За радіусу дії і потужності заряду ядерну зброю ділиться на:

• Тактичне.
• Оперативно-тактичне.
• Стратегічне.

Ядерні боєприпаси ділять на атомні і водневі. В основу ядерної зброї покладені некеровані ланцюгові реакції поділу важких ядер і реакції термоядерного синтезу. Для ланцюгової реакції використовують уран або плутоній.

Зберігання такої великої кількості небезпечних матеріалів - це велика загроза для людства. А застосування ядерної енергії у військових цілях може призвести до тяжких наслідків.

Відео: Закінчується епоха нафти? Перспективи «зеленої» енергетики Росії

Вперше ядерна зброя була застосована в 1945 році для атаки на японські міста Хіросіма і Нагасакі. Наслідки цієї атаки були катастрофічними. Як відомо, це було перше і останнє застосування ядерної енергії в війні.

Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ)

МАГАТЕ створено в 1957 році з метою розвитку співпраці між країнами в галузі використання атомної енергії в мирних цілях. З самого початку агентство здійснює програму «Ядерна безпека та захист навколишнього середовища».

Але найголовніша функція - це контроль за діяльністю країн в ядерній сфері. Організація контролює, щоб розробки і використання ядерної енергії відбувалися тільки в мирних цілях.

Мета цієї програми - забезпечувати безпечне використання ядерної енергії, захист людини та екології від впливу радіації. Також агентство займалося вивченням наслідків аварії на Чорнобильській АЕС.

Також агентство підтримує вивчення, розвиток і застосування ядерної енергії в мирних цілях і виступає посередником при обміні послугами і матеріалами між членами агентства.

Разом з ООН МАГАТЕ визначає і встановлює норми в області безпеки і охорони здоров`я.

Атомна енергетика

У другій половині сорокових років двадцятого століття радянські вчені почали розробляти перші проекти мирного використання атома. Головним напрямком цих розробок стала електроенергетика.

І в 1954 році в СРСР побудували першу в світі атомну станцію. Після цього програми швидкого зростання атомної енергетики почали розробляти в США, Великобританії, ФРН і Франції. Але більшість з них не були виконані. Як виявилося, АЕС не змогла конкурувати зі станціями, які працюють на вугіллі, газі і мазуті.

Але після початку світової енергетичної кризи і подорожчання нафти попит на атомну енергетику виріс. У 70-х роках минулого століття експерти вважали, що потужність всіх АЕС зможе замінити половину електростанцій.

В середині 80-х зростання атомної енергетики знову сповільнився, сраний почали переглядати плани на спорудження нових АЕС. Цьому сприяли як політика енергозбереження та зниження ціни на нафту, так і катастрофа на Чорнобильській станції, яка мала негативні наслідки не тільки для України.

Після деякі країни взагалі припинили спорудження й експлуатацію атомних електростанцій.

Атомна енергія для польотів в космос

У космос злітало більше трьох десятків ядерних реакторів, вони використовувалися для отримання енергії.

Вперше ядерний реактор в космосі застосували американці в 1965 році. Як паливо використовувався уран-235. Пропрацював він 43 дні.

У Радянському Союзі реактор «Ромашка» був запущений в Інституті атомної енергії. Його передбачалося використовувати на космічних апаратах разом з плазмовими двигунами. Але після всіх випробувань він так і не був запущений в космос.

Наступна ядерна установка «Бук» була застосована на супутнику радіолокаційної розвідки. Перший апарат був запущений в 1970 році з космодрому Байконур.

Сьогодні «Роскосмос» і «Росатом» пропонують сконструювати космічний корабель, який буде оснащений ядерною ракетним двигуном і зможе дістатися до Місяця і Марса. Але поки що це все на стадії пропозиції.

Застосування ядерної енергії в промисловості

Атомна енергія застосовується для підвищення чутливості хімічного аналізу і виробництва аміаку, водню та інших хімічних реагентів, які використовуються для виробництва добрив.

Відео: Енергетика

Ядерна енергія, застосування якої в хімічній промисловості дозволяє отримувати нові хімічні елементи, допомагає відтворювати процеси, які відбуваються в земній корі.

Для опріснення солоних вод також застосовується ядерна енергія. Застосування в чорній металургії дозволяє відновлювати залізо з залізної руди. У кольоровій - застосовується для виробництва алюмінію.

Використання ядерної енергії в сільському господарстві

Застосування ядерної енергії в сільському господарстві вирішує завдання селекції і допомагає в боротьбі з шкідниками.

Ядерну енергію застосовують для появи мутацій в насінні. Робиться це для отримання нових сортів, які приносять більше врожаю і стійкі до хвороб сільськогосподарських культур. Так, більше половини пшениці, вирощуваної в Італії для виготовлення макаронів, було виведено за допомогою мутацій.

Також за допомогою радіоізотопів визначають кращі способи внесення добрив. Наприклад, з їх допомогою визначили, що при вирощуванні рису можна зменшити внесення азотних добрив. Це не тільки заощадило гроші, але і зберегло екологію.

Трохи дивне використання ядерної енергії - це опромінення личинок комах. Робиться це для того, щоб виводити їх нешкідливо для навколишнього середовища. В такому випадку комахи, що з`явилося з опромінених личинок, не мають потомства, але в інших відносинах цілком нормальні.

ядерна медицина

Медицина використовує радіоактивні ізотопи для постановки точного діагнозу. Медичні ізотопи мають малий період напіврозпаду і не представляє особливої небезпеки як для оточуючих, так і для пацієнта.

Ще одне застосування ядерної енергії в медицині було відкрито зовсім недавно. Це позитронно-емісійна томографія. З її допомогою можна виявити рак на ранніх стадіях.

Застосування ядерної енергії на транспорті

На початку 50-х років минулого століття були зроблені спроби створити танк на ядерній тязі. Розробки почалися в США, але проект так і не був втілений в життя. В основному через те, що в цих танках так і не змогли вирішити проблему екранування екіпажу.

Відома компанія Ford працювала над автомобілем, який би працював на ядерній енергії. Але далі макета виробництво такої машини не зайшло.

Вся справа в тому, що ядерна установка займала дуже багато місця, і автомобіль виходив дуже габаритним. Компактні реактори так і не з`явилися, тому амбітний проект згорнули.

Напевно, найвідоміший транспорт, який працює на ядерній енергії - це різні суду як військового, так і цивільного призначення:

• Атомні криголами.
• Транспортні суду.
• Авіаносці.
• Підводні човни.
• Крейсери.
• Атомні підводні човни.

Плюси і мінуси використання ядерної енергії

сьогодні частка ядерної енергетики в світовому виробництві енергії становить приблизно 17 відсотків. Хоча людство використовує органічне паливо, але його запаси не безмежні.

Тому, як альтернативний варіант, використовується ядерне паливо. Але процес його отримання і використання пов`язаний з великим ризиком для життя і навколишнього середовища.

Звичайно, постійно удосконалюються ядерні реактори, вживаються всі можливі заходи безпеки, але іноді цього недостатньо. Прикладом можуть служити аварії на Чорнобильській атомній електростанції та Фукусімі.

З одного боку, справно працюючий реактор не викидає в навколишнє середовище ніякої радіації, тоді як з теплових електростанцій в атмосферу потрапляє велика кількість шкідливих речовин.

Найбільшу небезпеку становить відпрацьоване паливо, його переробка і зберігання. Тому що на сьогоднішній день не винайдено повністю безпечний спосіб утилізації ядерних відходів.