Атомна енергетика

Атомна енергетика — галузь енергетики, що займається одержанням і використанням ядерної енергії.

Для одержання ядерної енергії використовують ланцюгову ядерну реакцію ділення ядер ізотопів урану або плутонію. Ядра діляться при влученні в них нейтрона, при цьому утворюються нові нейтрони та уламки поділу, які мають велику кінетичну енергію. У результаті зіткнень осколків з іншими атомами ця кінетична енергія швидко перетворюється на тепло.

До ядерної енергетики відноситься використання керованих реакцій у ядерних реакторах.
Ядерна енергія виробляється на атомних електричних станціях, використовується на атомних криголамах, атомних підводних човнах; США здійснюють програму зі створення ядерного двигуна для космічних кораблів, крім того, були спроби створити ядерний двигун для літаків.

Розвиток індустріального суспільства спирається на рівень виробництва та споживання різних видів енергії, що постійно зростає.

Як відомо, в основі виробництва теплової та електричної енергії лежить процес спалювання викопних енергоресурсів – вугілля, нафти та газу. А в основі ядерної енергетики - поділ ядер атомів урану та плутонію при поглинанні нейтронів.

Масштаб видобутку та використання викопних енергоресурсів, металів, споживання води, повітря для виробництва необхідної людству кількості енергії величезний, а запаси ресурсів, на жаль, обмежені. Особливо гостро постає проблема швидкого вичерпання запасів органічних природних енергоресурсів.

Світові запаси енергоресурсів оцінюються величиною 355Q, де Q - одиниця теплової енергії, рівна 2,52*1017ккал = 36*109 тонн умовного палива /т.у.п/, тобто палива з калорійністю 7000 ккал/кг, отже запаси енергоресурсів складають 12,8*1012 т.у.п.

З цієї кількості приблизно 1/3 тобто ~ 4,3*1012 т.у.п. можуть бути видобуті з використанням сучасної техніки при помірній вартості добування палива. З іншого боку, сучасні потреби в енергоносіях складають 1,1*1010 т.у.п./рік, і ростуть зі швидкістю 3-4% на рік, тобто подвоюються кожні 20 років.
Легко підрахувати, що органічні викопні ресурси, навіть якщо взяти до уваги вірогідне уповільнення темпів зростання енергоспоживання, будуть значною мірою витрачені в нашому столітті.

Відзначимо, до речі, що при спалюванні викопного вугілля та нафти, що мають сірчистість близько 2,5 %, щорічно утворюється до 400 млн т сірчистого газу та оксидів азоту, тобто близько 70 кг шкідливих речовин на кожного жителя Землі щороку.

Використання енергії атомного ядра, розвиток атомної енергетики знімає гостроту цієї проблеми.

Дійсно, відкриття ділення важких ядер при захопленні нейтронів, що зробило ХХ століття атомним, додало до запасів енергетичного викопного палива істотний внесок ядерного пального. Запаси урану в земній корі оцінюються величезною цифрою - 1014 тонн. Однак основна маса цього багатства перебуває в розсіяному стані - у гранітах, базальтах. У водах світового океану кількість урану досягає 4*109 тонн. Проте багатих родовищ урану, де видобування було б недорогим, відомо порівняно мало. Тому масу ресурсів урану, яку можна добути при сучасній технології і при помірних цінах, оцінюють в 108 тонн. Щорічні потреби в урані складають, за сучасними оцінками, 104 тонн природного урану. Отже ці запаси дозволяють, як сказав академік О.П.Александров, "сховати Дамоклів меч браку палива практично на необмежений час".

Інша важлива проблема сучасного індустріального суспільства - забезпечення збереження природи, чистоти води, повітряного басейну.

Відома занепокоєність науковців з приводу "парникового ефекту", що виникає через викиди вуглекислого газу при спалюванні органічного палива, і відповідного глобального потепління клімату на наший планеті. Та й проблеми загазованості повітряного басейну, "кислих" дощів, отруєння річок наблизилися в багатьох районах до критичної межі.

Атомна енергетика не споживає кисню і має мізерну кількість викидів при нормальній експлуатації. Якщо атомна енергетика замінить звичайну, то загрозу виникнення "парникового ефекту" з важкими екологічними наслідками глобального потеплення буде усунуто.

Надзвичайно важливою обставиною є той факт, що атомна енергетика довела свою економічну доцільність практично в усіх куточках земної кулі. Крім того, навіть при великих масштабах енерговиробництва на АЕС атомна енергетика не створить особливих транспортних проблем, оскільки вимагає незначних транспортних витрат, що звільняє суспільство від тягаря постійних перевезень величезних обсягів органічного палива.