Атом мирний: фото, символ. Чи може атом бути мирним? Чи є майбутнє у мирного атома?
В кінці Другої світової війни над японськими містами Хіросімою і Нагасакі були скинуті дві ядерні бомби. Нова зброя виявилася найбільш смертоносним в людській історії. Проведена ядерна гонка між СРСР і США ще більше посилила страхи світової спільноти перед ядерним фактором. Однак крім атомних боєголовок, з`явився і атом мирний. Під цією фразою на увазі ядерну енергетику.
Принцип роботи АЕС
В основі роботи будь-якої АЕС лежить реакція поділу атома. Для того щоб її викликати, необхідно провести нейтронну бомбардування ядер урану-235. Найдрібніші частинки діляться на фрагменти, при цьому виробляючи колосальну кількість гамма-променів і теплової енергії.
Відео: Minecraft туторіал 4 Як знайти алмази, свинячо-ферма
Мирний атом може залишатися мирним тільки під жорстким контролем, обов`язковим для АЕС. Справа в тому, що при розподілі виникають нейтрони, які породжують нові ланцюгові реакції. Безконтрольне охоплення ядер призводить до вибуху. Саме цей принцип лежить в основі спрацьовування атомних бомб. На електростанціях же процес контролюється, а надлишкова енергія спрямовується в корисне для людей русло.
Уран-235
ядерне паливо перед використанням поміщається в спеціальні стрижні. Його зберігають у вигляді таблеток, виготовлених з окису урану. Слід розуміти, що ця речовина є неоднорідним. 3% таких таблеток складається з урану-235 (при реакції ділиться саме він), решта припадає на уран-238 (цей ізотоп не ділиться).
Навіщо потрібно таке співвідношення? Щоб тримати процес під контролем. Працюючий реактор запускає реакцію ділення. По ходу її розвитку кількість урану-235 зменшується. У той же час збільшується обсяг продуктів поділу. Це ядерні відходи. Вони представляють серйозну небезпеку для навколишнього середовища, тому повинні правильно утилізувати. Чи може атом бути мирним? Як видно з описаної технології, тільки при точному дотриманні інструкцій і правил виробничого процесу.
причини виникнення
Ядерна (атомна) енергетика зародилася в середині XX століття. З тих пір в світі були побудовані сотні АЕС (сьогодні працює 442). Мирний атом забезпечує більше половини енергії, необхідної Франції, Польщі, Литві, Словаччині, Швеції та Південній Кореї. У Західній Європі АЕС виробляють близько третини електрики.
Почалося все в 1939 році, коли в Німеччині було відкрито ділення ядер урану. Дослідженнями німців вкрай зацікавилися в СРСР. Вченим відразу стало ясно, що тільки що відкритий процес дозволяє виробляти гігантські обсяги енергії. Якби фахівцям вдалося навчитися контролювати складні реакції, це дозволило б вирішити багато економічних проблем. Перші радянські дослідження, пов`язані з мирним атомом, пройшли в РИАН (Радиевом інституті Академії наук) під керівництвом видатного фізика Ігоря Курчатова.
ядерна гонка
Робота радянських вчених гальмувалася через відсутність у СРСР власних запасів урану. Крім того, в 1941 році почалася Велика Вітчизняна війна, і про революційні відкриття довелося на якийсь час забути. На цьому тлі порядку денного перехопили в Великобританії, США і Німеччини. Парадокс полягає в тому, що ядерна енергетика з`явилася як відгалуження мілітаристського проекту. Зрозуміло, що воювали країни в першу чергу намагалися отримати наймогутніша зброя, а вже потім думали про мирні способи використання своїх відкриттів.
перший експериментальний атомний реактор був запущений в США в грудні 1942-го року. Керівником проекту був італійський вчений Енріко Фермі. В СРСР перший реактор з`явився наприкінці 1946-го року в Інституті атомної енергії. До цього часу вже відбулися американські бомбардування Хіросіми і Нагасакі. В СРСР атомну бомбу створили в 1949 році, а водневу - в 1953 році. Війна вже закінчилася, і вчені почали готувати ядерний реактор для роботи на народне господарство Радянського Союзу.
Будівництво АЕС
Перша атомна електростанція в світі була запущена влітку 1954 го року. Нею виявилася Обнинская АЕС, розташована в Калузькій області. У США з невеликим запізненням також почали реалізовувати енергетичний атомний проект. У 1956 році американцям вперше вдалося за допомогою реактора отримати електрику. Поступово в двох наддержавах грунтувалися все нові АЕС. Кожна з них била черговий рекорд потужності.
Пік розвитку атомної енергетики припав на другу половину 1960-х рр. Потім кількість будівництв АЕС стало зменшуватися. У США в Конгресі і науковому співтоваристві почалася дискусія про проблеми, пов`язані з безпекою мирного атома. Проте до 1986 року вироблення електрики на АЕС досягла позначки в 15% від обсягу, виробленого звичайними електростанціями.
Символ атомної енергетики
У 1958 році в Брюсселі, де проходила чергова Всесвітня виставка, відкрився Атоміум. Над концепцією конструкції працював архітектор Андре Ватеркейнер. Атоміум виглядає як збільшена кристалічна решітка заліза: дев`ять атомів, об`єднаних між собою. Вага конструкції - 2400 тонн, а висота дорівнює 102 метрам. Відвідувачі можуть потрапити в шість з дев`яти сфер. Ці моделі атомів, збільшені в сотні мільярдів разів, з`єднані один з одним двадцятьма 23-метровими трубами. Усередині них знаходяться коридори і ескалатори.
Фото «мирного атома», що з`явився в Брюсселі в самий розпал атомної епохи, швидко облетіли світ, а Атоміум став символом всієї ядерної енергетики і ідеї про те, що революційні наукові відкриття потрібно використовувати на благо людства, а не для воєн і руйнувань. Бельгійська пам`ятка згадується в романі знаменитих радянських фантастів братів Стругацьких «Понеділок починається в суботу». Символ мирного атома фігурує на безлічі малюнків, а також на емблемах, присвячених атомній енергетиці.
Екологічний фактор
Проблема екологічного забруднення радіоактивними відходами з кожним роком стає все більш актуальною. Наприклад, в сучасній Росії мирним атомом займається персонал 10 АЕС. Всі ці підприємства потребують особливої уваги екологів і державних відомств.
В Європейському Союзі щороку накопичується 50 тисяч кубометрів радіоактивних відходів. Ключова проблема полягає в тому, що подібне сміття залишається небезпечним протягом тисяч років (наприклад, період розпаду плутонію-239 становить 24 тисячі років).
Утилізація відходів
Сьогодні існує кілька концепцій про те, як найкраще позбутися радіоактивних відходів. Перша ідея полягає в створенні могильників, які перебувають на дні Світового океану. Це досить складно реалізовується спосіб. Контейнери повинні знаходитися на значній глибині, крім того, їх може пошкодити морська течія.
Друга ідея розглядається в НАСА, де пропонують відправляти ядерні відходи у відкритий космос. Такий спосіб безпечний для Землі, але загрожує надмірними витратами. Є й інші ідеї: вивозити відходи на безлюдному острові або ховати їх в льодах Антарктиди. Самим же прийнятним сьогодні вважається варіант будівництва могильників в скельних підземних породах. Дослідження, пов`язані з цією ідеєю, продовжують проводитися в Німеччині і Швейцарії.
урок Чорнобиля
Довгий час атомна енергетика вважалася безальтернативною. Протягом декількох десятиліть мирний атом в СРСР та інших країнах продовжував свою економічну експансію. Однак в 1986 році в Чорнобилі сталася трагедія, яка змусила людство переосмислити своє ставлення до АЕС. На станції поруч з Прип`яттю стався вибух, наслідком якого стало руйнування реактора і викид в навколишнє середовище значної кількості небезпечних для здоров`я радіоактивних речовин.
Знаменитий радянський лозунг «Мирний атом в кожен будинок» виявився скомпрометованим. У перші місяці після аварії загинуло 30 осіб. Однак справжні наслідки опромінення позначилися пізніше. Протягом наступних років в муках від страшної недуги померли ще десятки людей. Тисячі громадян СРСР виявилися в зоні зараження. Значні території Білорусії, України і Росії стали непридатними для сільського господарства. Аварія на ЧАЕС призвела до спалаху громадської фобії стосовно атомної енергетики. Після тієї трагедії було закрито багато станції по всьому світу.
Хоча за 30 років заходи безпеки на подібних підприємствах помітно покращилися, теоретично трагедія, схожа на чорнобильську, може повторитися знову. Траплялися аварії і до, і після ЧАЕС: в 1957 році - у Великобританії (Уіндскейлі), в 1979 році - в США (Три-Майл-Айленд), в 2011 році - в Японії (Фукусіма). Сьогодні в МАГАТЕ зібрані відомості більш ніж про 1000 позаштатних ситуацій на станціях. Причини аварій: людський фактор (80% випадків), рідше - конструкторські недоліки. На Фукусімі в Японії надзвичайна ситуація сталася через потужного землетрусу і спричиненого ним цунамі.
Перспективи ядерної енергетики
Питання про те, чи є майбутнє у мирного атома, з економічної точки зору складний і викликає безліч суперечок фахівців. Через велику кількість суперечливих факторів його майбутнє неясно і туманно. Останні прогнози, які випускає Міжнародне енергетичне агентство, говорять про те, що при збереженні нинішніх тенденцій частка електроенергії, виробленої на АЕС, до 2030 року впаде з 15% до 9%.
До недавнього часу атомна енергетика користувалася попитом в тому числі і з-за високих цін на нафту. Однак в 2014 році вони різко впали. Таким чином, з`явилася ще одна подешевшала альтернатива АЕС. Важливо і те, що атом мирний забезпечує людей тільки електроенергією (тобто навіть при повсюдне застосування не може повністю позбавити суспільство від енергетичної залежності).
Нафта або електрику?
Нафта, незважаючи ні на що, важлива для промисловості і транспорту. Близько 40% енергії, яку споживають США, забезпечується цим ресурсом. Від залежності від нафти не змогли позбутися Японія і Франція (хоча вони активно використовують АЕС). Так чи є майбутнє у мирного атома або він приречений залишатися в тіні «чорного золота»? Згадані тенденції говорять про те, що АЕС можуть виявитися в минулому. Однак деякі недавні події дали атомній енергетиці новий шанс.
Йдеться про появу автомобілів, працюючих не на бензині, а на електриці. Сьогодні такий транспорт все більше завойовує ринки США і Європи. Через кілька десятиліть електромобілі стануть нормою. Саме в цей момент на виручку світовій економіці може знову прийти атом мирний. АЕС в силах вирішити проблему все зростаючої потреби різних країн в електриці.
термоядерна енергетика
Є ще одна перспектива, при якій атом мирний може зробити економічний тріумф. Однією з найважливіших проблем, пов`язаних з експлуатацією АЕС, є екологічна безпека. Питання про складність поховання радіаційних відходів і відпрацьованого палива породив ідею про переформатування атомних реакторів в нові атомно-термоядерні. Такі підприємства будуть абсолютно безпечні для навколишнього середовища. Але перш ніж ця технологія мирного атома буде впроваджена у виробництво, фахівцям доведеться виконати значний шлях.
Сьогодні над термоядерним проектом вже працюють команди з 33 країн світу. Глобальність затії з термоядерним пальним обумовлюється безліччю його переваг. Воно не тільки безпечно з точки зору екології, а й невичерпна. Необхідний вченим ресурс - дейтерій, який отримують з Світового океану. Головне технологічне відміну термоядерної станції від АЕС полягає в тому, що на нових підприємствах буде відбуватися ядерний синтез (на колишніх АЕС здійснюється розщеплення ядра). Можливо, саме в цій технології полягає майбутнє мирного атома.
