Jaderná energie

Téměř 2 miliardy lidů ve světě nemá přístup k elektrický energii a ten problém se bude zhoršovat jak roste populace. Globální spoléhání na fosilní paliva a velké hydroelektrárny budou trendem ještě alespoň do roku 2020, ale to nebude dostatečně pro stále větší potřeby lidstva. Řešení toho problému může být i jaderná energie. V poslední tři dekády jaderná energie má významnou roly ve výrobě elektrické energie. Momentálně pomoci jaderná energie generujeme kolem 16% celkově vyrobené elektrické energie ve světě. Jaderná energie se rozvijí kvůli její čistotě a skoro nijakým vypouštěním skleníkových plynů. Dobře konstruované jaderní elektrárny ukázaly se spolehlivými, jistými, přijatelnými a ekologický vhodnými. Prozatím se ve světě nasbíralo více než 9000 reaktor-lét práce a získali i nutnou zkušenost v využívání jaderné energii.

Vliv na okolí a ukládání radioaktivního odpadu

Jako i všechny procesy vyrábění energie z neobnovitelných zdrojů energie i jaderní elektrárny tvoří odpad. U nich je to radioaktivní odpad a horká voda. S ohledem na to že jaderní elektrárny netvoří kysličník uhličitý,nezvětšuje se efekt skleníku když se používají. Radioaktivní odpad dělíme v dvě základní skupiny: nízko-radioaktivní odpad a vysoko-radioaktivní odpad. Většina jaderního odpadu je nízko-radioaktivní odpad. To jsou: obyčejné smetí, nářadí, ochranný oblek, atd. Ten se odpad kontaminoval s malou účastí radioaktivního prášku nebo částkách, a musí se hlídat aby nepřišla do kontaktu s vnějšími objekty.

Větší problém u jaderních elektráren je pozůstatek využitého paliva který je vysoko-radioaktivní odpad a musí se ukládat do zvláštních bazénech (voda ochlazuje nukleární palivo a chová se jako štít proti radiaci) nebo do suchých kontejneru. Starší a méně radioaktivní palivo se ukládá do suchých skladišť. Tam se zavírá do zvláštních betonových armirovaných kontejneru.

Následky jaderné katastrofy v Černobylu. Radioaktivní plyny se rozšířily až do Itálie a Německa.

Přestože jsou jaderní elektrárny neškodlivé pro okolí jestli je všechno podle pravidel, hrozí nebezpečí pro okolí jestli se nepravidelně používá. Prozatím byly dvě velké pohromy při používání jaderní energie: Černobyl a Ostrov Tři Mile. Největší katastrofa v jaderních elektrárnách se stala 26. dubna 1986 v Černobylu v tehdejším SSSR-u, v dnešním Ukrajinsku. Explodoval reaktor číslo čtyři v jaderní elektrárně a utvořil radioaktivní mrak který se rozšířil přes velkou část Evropy(obrázek). Prozatím dostalo invaliditu kolem 27% zachránců kteří 26. dubna 1986 šli do kontaminované zóny, a bylo jich kolem 200 000. Při explozi je zničena aktivní zóna reaktoru a během 10 dnu a noci trval aktivní stupeň havárie, sledován intenzívním osvobozováním radioaktivních prvků. Osvobozování radioaktivních prvků konečně je zastaveno teprve v listopadu 1986 když byl reaktor položen do betonového "sarkofágu". Celková radioaktivita zpod sarkofágu je větší než dva miliony curie.

Méně škodlivá pro lidé a okolí byla katastrofa na Ostrově Tři Mile 28. března 1979 v Pennsylvanii, v Spojených Státech Amerických. Tam se kvůli řadě chyb a bezpečnostních nedopatření přehřál a částečně roztavil jeden z jaderních reaktoru co rezultovalo menším vypouštěním radioaktivních prvků do atmosféry. Prozatím ještě nejsou viditelné žádné škodlivé následky radiace na lidech, ale ta událost značně působila na představu o bezpečností jaderní energie. O té nehodě měli velký zájem novináři, a spolek proti jaderní energii konečně dostal dobrý důvod pro velkou mediální antijaderní kampaň. Ta kampaň dostala dodatečný mediální vliv kvůli filmu Čínský syndrom (China syndrom) který začal hrát jenom několika týdnu před katastrofou n Ostrově Tři Mile. V tom filmu se kvůli řadě bezpečnostních nedopatření skoro roztavil nukleární reaktor, a tak se i dnes roztavování nukleárního reaktoru kolokvijelně nazývá „ čínský syndrom“. Celá řada těch událostech pobídla vládu Spojených Státech Amerických aby zlepšila bezpečnost jaderních elektráren, ale také aby se zmenšil počet nově vzniklých jaderních elektráren.

Zásady práce

Jaderné elektrárny, jako palivo, používají izotop uranu U-235 který je velmi vhodný pro fisi. Ve přírodě se uran může najit s více než 99% U-238 a jenom kolem 0.7% U-235. Zatímco U-238 absorbuje rychlé neutrony, U-235 se ve srážkách s pomalými neutrony rozdělí na velmi radioaktivní fisové produkty a při tom se osvobozuje rychlé neutrony(obrázek). Zpomalováním těch rychlých neutronu v srážkách s molekulami těžké vody, která se při tom zahřívá, provádí se řetězová reakce. Osvobozená teplota je tolik přána energie. V nukleárních reaktorech se ten proces stává celou dobu v přísně kontrolovaných podmínkách (kromě několika okamžiku v Černobylu). Atomová bomba je výsledek úmyslně způsobené příliš velké koncentrace svobodných neutronu který se pak srážejí s fysický citlivými atomy a na ten způsob tvoři nekontrolovanou explozi energie. Přestože je uranu v přírodě poměrně mnoho (stokrát více než stříbra), izotopu U-235 je málo. Kvůli tomu se provádí postup obohacování uranu. V konečné použitelné fáze, nukleární palivo je ve tvaru tablet, dlouhých kolem 2 a půl centimetre. Jedna taková tableta může vyrobit přibližně stejné množství energie jako i 1 tona uhlí. Energie která se osvobozuje srážením neutronu s uranem, používá se i pro zahřívání vody. Ta voda (pára) pak pohání generátor a potom se musí ochladit a znovu ji vrátit do reaktoru. Pro to je nutný stálý a velký průtok vody kolem jádra reaktoru.

Zásady osvobození jaderné energie. Nekontrolovaný proces je vlastně atomová bomba. A kontrolovaný je nukleární reaktor.

Využívání jaderné energie ve státech

Stát který vyrábí největší část elektrický energie v jaderních elektrárnách je Francie se 75% vyrobené elektrický energie v jaderních elektrárnách. Další jsou Litva se 73%, Belgie se 58%, Bulharsko, Slovensko a Švédsko se 47%, Ukrajinsko se 44% a Republika Korea se 43%. V ještě 10 státu se vyrábí více než 25% elektrický energie z jaderné energie. Spojené Státy Americké vyrábí 19.8% své elektrický energie v jaderních elektrárnách., ale kvůli velkému rozsahu výroby, zabírají největší část v celkově vyrobené energii v jaderních elektrárnách se 28%. Další jsou Francie se 18% i Japonsko se 12%.

Zvětšením počtu státu které mají jaderné elektrárny zvětšil se i riziko aby palivo z jaderních elektráren přišlo k lidům kteří ho chtějí použit pro cíle které nejsou mírový. V poslední době je aktuální terorismus a teroristé by s nukleární technologii mohli způsobit ohromní jadernou katastrofu. I politikové i vědci musí učinit bezpečnostní opatření aby se ochránili před zlomyslným využíváním jaderné energie. Kvůli tomu problému mezinárodní organizace vnutili pravidla o bezpečnosti pro 140 států ve celém světě. Problém se skladováním paliva ( a i radioaktivního odpadu) je momentálně největší v chudých státech které byly v bývalém Sovětském Svazu.