Як виробити «чисте» електрику? Атомна електростанція.
Атомна енергетика порівняно молода. Але, тим не менш, на сьогоднішній день її частка у всьому обсязі отриманої електроенергії на планеті - близько 17%. А в деяких країнах ця складова значно вище. Наприклад, Франція отримує за допомогою АЕС майже три чверті всієї своєї електроенергії. По всьому світу розкидано більше 400 атомних електростанцій, близько чверті з яких розміщені в США. У Росії електроенергію виробляє 31 атомна електростанція.
Джерелом енергії для всіх сучасних АЕС є уран, досить широко поширений радіоактивний елемент з величезним періодом напіврозпаду. Але підійде не весь уран, а тільки ізотоп уран-235, частка якого всього лише 0,7% від усіх запасів. Він володіє властивістю, дуже корисним для атомної енергетики і зброї - діленням ядра під впливом нейтронів. При наближенні нейтрона ядро атома урану-235 захоплює його, ділиться на дві частини, випромінює нейтрони ... і так далі, поки не закінчиться весь заряд. Для того щоб ланцюгова реакція змогла розпочатися, зміст «потрібного» урану повинно бути не менше 2%. АЕС можуть працювати з вмістом 3%, атомній бомбі потрібно не менше 90%.
Процес поділу ядра супроводжується величезним викидом енергії і радіоактивного випромінювання, і відбувається, після ініціації початку процесу, так швидко, що утворюється ядерний вибух. Само по собі значення кількості енергії, отриманої при діленні одного атома, зовсім не велике, але атомів дуже багато. Енергія, «захована» в 1 кілограмі збагаченого урану, що займає об'єм приблизно як тенісний м'яч, відповідає енергії понад 7 мільйонів літрів автомобільного бензину.
Але атомній електростанції не потрібен вибух, ланцюгова реакція повинна йти повільно, щоб «зібрати» і «вивезти» одержувану енергію. Для цього гранули збагаченого урану пресуються в стрижні разом з тугоплавкими речовинами, що поглинають нейтрони, і вводяться в зону ланцюгової реакції дуже повільно.
Виділяється енергія нагріває воду, перетворює її на пару, що обертає парові турбіни як на звичайних теплових електростанціях. Після виконаної роботи по обертанню турбіни пар все ще дуже гарячий і володіє великим запасом невикористаної енергії. Його необхідно охолодити, тобто витратити енергію даремно, після чого, звернений у воду, він буде знову придатний для використання в реакторі.
Таким чином, ми бачимо, що будь АЕС по суті є гігантським кип'ятильником, що використовують для розігріву води ядерну енергію ланцюгової реакції. І якщо при розрахунках к.к.д. в якості вихідної точки використовувати не витрати на виробництво ядерного палива, а енергію з нього видобуту, а в якості кінцевої - отриману електроенергію, то АЕС виявиться далеко позаду паровоза.
І все-таки, незважаючи на технічну складність керованої ланцюгової реакції, атомні станції поширені повсюдно. Чому? Одна з головних переваг АЕС - нанесення довкіллю мінімальної шкоди. При відсутності аварій і пошкоджень, зрозуміло. Теплова електростанція, що працює на вугіллі, викидає в атмосферу куди більше радіоактивних речовин, ніж нормально працююча АЕС. Тонни вуглецю, сірки та інших шкідливих речовин виділяються тепловими, а не атомними електростанціями.
Але, на жаль, чистота ця не без проблем. Видобуток і збагачення урану надзвичайно брудний і шкідливий для здоров'я людини процес. Транспортування ядерного палива - теж джерело підвищеної небезпеки.
Складність обладнання вимагає високої кваліфікації обслуговуючого АЕС персоналу. Порушення правил експлуатації може стати джерелом катастрофи. Відпрацьоване ядерне паливо дуже токсична і небезпечно. Сьогодні ніхто не знає, що з ним робити, ніхто не запропонував надійних способів його зберігання та захоронення.
Враховуючи всі плюси і мінуси ядерної енергетики, розвинені країни поступово відмовляються від неї. Принаймні, в тому її вигляді, в якому вона сьогодні існує. Великобританія, за заявами офіційних осіб, не планує будівництва нових станцій на своїй території. Франція словами свого посла в Білорусі назвала питання будівництва АЕС дуже складним і вимагає детального вивчення.
І тільки злидні з осколків СРСР по колишньому не бачить мінусів і альтернатив. Ігноруючи екологічні проблеми, ми наполегливо прагнемо повторно наступити на чорнобильські граблі. Можливо, варто задуматися?
