Az Amerikai Nuclear Power az éghajlatváltozásra adott válasz?
(Az USA-n kívüli adatok 2014-től származnak. A legfrissebb adatok nem érhetők el.)
Az Egyesült Államok vezetése az atomenergia-fejlesztés úttörőjének történelmi szerepéből származott. Az első kereskedelmi nyomottvizes reaktor, a Yankee Rowe, 1960-ban indult, és 1992-ig működött. (Forrás: "Az atomenergia az USA-ban", World Atomic Association, 2017. április)
Atomerõmûvek
Harminc államban 99 atomerőmű működik. A legtöbb a Mississippi folyó keletre található (lásd a térképet). Körülbelül 40 és 50 milliárd dollárt termelnek villamosenergia-értékesítésben, és több mint 100 000 munkahelyet hoznak létre. Az átlagos reaktor által elköltött összes dollár 1,87 dollárt termel az amerikai gazdaságban. (Forrás: "Nukleáris energia gazdasági előnyei", Nukleáris Energia Intézet, 2014. április.)
Az amerikai atomerőművek 2016-ban a teljes amerikai villamosenergia-termelés 4,079 trillió kWh-jának 19,7 százalékát termelték. Második volt a szén (30 százalék) és a földgáz (34 százalék).
Ez nagyobb, mint a vízenergia (6,5 százalék) és más alternatív források, beleértve a szélenergia (8,4 százalék).
A kutató egyetemeken 36 tesztreaktor is van (lásd a térképet). Kis mennyiségű sugárzás létrehozására használják a kísérleteket. Ez az, ahol a tudósok tanulmányozzák a neutronokat és más szubatomi részecskéket, megvizsgálják az autóipari és orvosi összetevőket, és megtudják, hogyan lehet jobban kezelni a rákot.
(Forrás: "Háttér a kutatási és tesztreaktoroknál" NRC, 2011. augusztus 18.)
Hogyan működik az atomerőmű?
Minden erőmű hővizet termel, ami generátort generál az áram előállításához. Az atomerőműveknél a gőz a maghasadásból származó hő hatására keletkezik. Ez az, amikor egy atom fel van osztva, és hatalmas mennyiségű energiát bocsát ki hő formájában.
A 235-ös uránt üzemanyagként használják, mert könnyen megszakad, ha egy neutronnal ütközik. Amint ez megtörténik, az önmagában lévő urán neutronjai összeütköznek a többi atomjával. Ez láncreakciót indít. Ezért olyan atombombák olyan erősek.
Egy nukleáris generátorban a láncreakciót olyan speciális rudak vezérlik, amelyek ártalmatlanul felszívják a felesleges neutronokat. Ezek az ellenőrző rudak az üzemanyag-rudak mellett helyezkednek el, amelyek urán-üzemanyag pelleteket tartalmaznak. Több mint 200 ilyen rudat csoportosítanak az úgynevezett üzemanyag-szerelvénynek. Amikor a mérnökök lassítják a folyamatot, leereszkednek a vezérlő rudak a szerelvénybe. Ha nagyobb hőt akarnak, felemelik a rudakat. (Forrás: "Hogyan működnek a nukleáris növények?" Duke Energy.)
Az Egyesült Államokban kétféle atomerőmű van. 65 nyomóvizes reaktor és 34 forrásban lévő víz reaktor van.
Ezek különböznek abban, hogy a hő a reaktortól a generátorig kerül.
A túlnyomásos víz reaktorok nagy nyomást gyakorolnak arra, hogy megtartsák a reaktorban lévő vizet. Ez lehetővé teszi, hogy felmelegedjen szuper magas szintre. A hőt ezután átvezetik a csöveken keresztül egy külön tartályba a vízbe a generátorban. Ez létrehozza a gőz, amely meghajtja az elektromos turbinát. A reaktorból származó vizet ezután újra melegítik. A turbinából származó gőzt hűtőben hűtik le. A kapott vizet visszaviszi a gőzfejlesztőbe. Itt van egy nyomottvizes reaktor animált változata.
Forró víz reaktorok viszont használjon forró vizet, hogy közvetlenül hozzon létre a gőz vezetni a generátor. Itt van egy forró víz reaktor animált verziója.
A legfontosabb, hogy az egész folyamat egy zárt környezetben zajlik, hogy megóvja a külső világot minden szennyeződéstől.
Az erőművek lehűlhetnek és gyorsan leállhatnak. (Forrás: "Hogyan működik az atomenergia?", UNAE.)
Előnyök
Az atomerőművek nem bocsátanak ki üvegházgázokat, szemben a szénnel és a földgázzal.
A villamos energia minden megawattóra (mWh) 0,5 munkahelyet teremt. Ez a 0,19 munkahely a szénben, 0,05 munkahely a gáztüzelésű üzemekben és 0,05 a szélerőművek esetében. Az egyetlen egyéb energiaforrás, amely több munkahelyet teremt / mWh, napelemes, 1,06 munkahely / mWh. (Forrás: "Nukleáris energia gazdasági előnyei", Nukleáris Energia Intézet, 2014. április. )
Évtizedek óta a nukleáris energia a legolcsóbb működési költséggel jár. 1,87 cent / kWh (2008-as adatok), ez 68 százaléka a szén. És a közelmúltig csak a földgáz költségének 25 százaléka volt.
A globális felmelegedéstől való félelmek gátolják a széntüzelésű erőművek új építését. Ennek eredményeképpen 1992 és 2005 között 270 000 megawatt energiatermelést építettek új gázüzemű erőművek. Abban az időben a növények a legkisebb befektetési kockázatnak tűntek. Ennek eredményeképpen csak 14 000 MWe új atom- és széntüzelésű kapacitás érkezett online. Ez segített a földgázárak emelésében, a nagy ipari felhasználók kényszerítésével és a gázzal működő villamosenergia-költségek 10 cent / kWh-ra való emelésével.
hátrányok
A nukleáris energia két nagy hátránya az üzemanyagforrásának radioaktív jellege.
1. Az üzemben bekövetkező baleset radioaktív anyagokat bocsáthat ki a környezetbe, mint pl. A radioaktív gázok és részecskék felhőszerű formája. Ezeket a részecskéket az emberek és az állatok belélegzik vagy lenyelik, vagy a talajba helyezik. A részecskék olyan instabil atomokból állnak, amelyek feleslegessé teszik a felesleges energiát, úgynevezett sugárzásnak, amíg stabilvá válnak. Alacsony adagokban a sugárzás ártalmatlan. A nukleáris összeomlás után azonban a nagy dózisok elpusztítják az élő sejteket, és mutációt, betegséget és halált okozhatnak.
A nukleáris összeomlás lehetséges hatásai katasztrofálisak lehetnek, amint azt Csernobilban és Fukushimában láttuk, annak ellenére, hogy az ilyen események esélyei ritkák. Az egyetlen amerikai nukleáris katasztrófa 1979-ben volt a Three Mile Island -ben, amikor a radioaktív üzemanyag rudak részben megolvadtak. Csak kis mennyiségű radioaktív gázt szabadítottak fel. Nem volt mérhető egészségügyi hatás. Mindazonáltal 30 éven keresztül nem építettek új atomerőművet.
Körülbelül három millió amerikai él egy 10 mérföldes üzemben. Baleset esetén közvetlen sugárterhelést kockáztatnak. Ha te vagy az egyik ilyen ember, itt van, hogyan készülj fel egy balesetre.
2. A nukleáris hulladékok ártalmatlanítása hatalmas hátrány. Az alacsony szintű hulladék a napi működés során a nukleáris üzemanyaggal való érintkezésből származik. Helyszíni ártalmatlanításra kerül vagy egy alacsony szintű hulladékkezelő létesítménybe kerül 37 ország egyikében. (Forrás: "Alacsony szintű hulladék", az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozó Bizottsága.)
A magas szintű hulladék a kiégett fűtőelemekből áll. Több ezer évet vesz igénybe a deaktiváláshoz. Jelen pillanatban 70 ezer tonna üzemanyagot tárolnak az erőműveken. (Forrás: "Faff és Fallout", The Economist, augusztus 29, 2015.)
Az 1982-es Nukleáris Hulladék Irányító Törvényben a kongresszus elmondta az Amerikai Nukleáris Szabályozó Bizottságnak, hogy tervezzen, építsen, működtethessen és végül leállítson egy állandó földtani adót a magas szintű hulladékok ártalmatlanítására a Yucca Mountainban, Nevada-ban.
A helyi tisztviselők nem akarják a veszélyt az állapotukban. 2013-ig késleltették fejlődését, amikor az NRC megnyeri ügyét az Amerikai Fellebbviteli Bíróságon. 2015-ben az NRC elvégezte a biztonsági értékelést, és megkezdte a környezeti hatásokról szóló nyilatkozat kidolgozását. (Forrás: "Magas szintű hulladék ártalmatlanítása", az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozó Bizottsága.)
Az amerikai nukleáris energia jövője
Az éves amerikai villamosenergia- kereslet várhatóan 20% -kal emelkedik 28% -kal. A növekvő olaj- és gázárakkal és a globális felmelegedéssel kapcsolatos aggodalmak miatt az atomenergia ismét vonzónak tűnt. Az 1990-es évek végén a nukleáris energiát az importált olaj és gáz függőségének csökkentésére használták. Ez a politikai változtatás elősegítette a nukleáris kapacitás jelentős növekedésének útját.
A 2005. évi energiapolitikai törvény pénzügyi ösztönzőket biztosított a fejlett atomerőművek építésére. Három olyan szabályozási kezdeményezés is volt, amelyek enyhítették az utat:
- Egyszerűsített tervezési tanúsítási folyamat.
- A helyszíni engedélyek előkészítése.
- Az építési és működési engedélyezési eljárás egyesítése.
2007 óta a vállalatok 24 új nukleáris reaktort engedélyeztek. Jelenleg négy új üzem épül. A Westinghouse Grúziában két épületet és két dél-karolinai épületet épít. (Forrás: "Westinghouse Buys CB & I Nukleáris Egység", The Wall Street Journal, október 29, 2015)
Másfelől a hazai palagázolaj és a földgáz feldarabolása a megfizethető alternatívát kínálja a régi atomerőművek korszerűsítéséhez. Ennek eredményeképpen négy üzem lezárult az elmúlt két évben. A régi atomerőművek fenntartása többet jelent, mint az új gázüzemű üzemek építése. Még drágább, mint a régi széntüzelésű erőművek felújítása a földgázra.
Ezért az amerikai nukleáris energia bővítésének jövője a földgázáraktól függ. Ha ismét emelkednek és magasak maradnak, várják a figyelmet arra, hogy visszatérjenek az atomenergia termelésébe. (Forrás: "Egy másik reaktor bezárja, új realitás szúrja az USA nukleáris energiáját", National Geographic, 2015. január 1.)