Skromny atom. Choć może wydawać się współczesnym odkryciem, jego początki sięgają tysięcy lat wstecz, do około 450 r. p.n.e. Grecki filozof Demokryt zaproponował, że jeśli będziesz kroić większe kawałki materii kawałek po kawałku, w końcu otrzymasz pojedynczy kawałek materii, którego nie da się już podzielić. Nazwał tę cząstkę atomos, co tłumaczy się jako niepodzielną lub niepodzielną.
Niewiele Demokryt wiedział, że atomy rzeczywiście można ciąć, a nawet łączyć ze sobą w celu wytworzenia innych elementów. Dziś to cięcie atomów, formalnie określane jako rozszczepienie jądra atomowego, jest podstawą energii jądrowej jako źródła energii.
Czym jest rozszczepienie jądra atomowego?
Proces rozszczepienia jądra atomowego wytwarza ogromną ilość energii, a my nauczyliśmy się przekształcać ją w energię elektryczną, która zasila nasze domy i firmy. W rzeczywistości rozszczepienie jądra atomowego jest tak potężne, że zaledwie 10 gramów uranu (paliwa jądrowego) stanowi ekwiwalent energetyczny jednej tony węgla, 149 galonów ropy naftowej lub 17 000 stóp sześciennych gazu ziemnego.1 Ponadto proces ten nie powoduje emisji gazów cieplarnianych podczas wytwarzania energii elektrycznej, w przeciwieństwie do gazu ziemnego i węgla, które są paliwami kopalnymi opartymi na węglu.
Jednakże ta wysoce wydajna, bezwęglowa energia nie jest pozbawiona wad. Podczas rozszczepiania atomu uwalniane są ogromne ilości energii. Jedną z nich jest energia kinetyczna (ciepło), która jest wykorzystywana do zasilania turbin parowych wytwarzających energię elektryczną. Inną jest promieniowanie gamma, śmiertelnie niebezpieczna forma promieniowania, silniejsza niż promieniowanie rentgenowskie, ponieważ może pozostać radioaktywna przez tysiące lat.
W związku z tym energia jądrowa jest uważana za niezwykle pomocną, ale również bardzo kontrowersyjną. Ponieważ naukowcy i światowi przywódcy starają się znaleźć najlepsze metody produkcji ekologicznej energii elektrycznej w nadchodzących latach, ważne jest, aby zrozumieć zalety i wady energii jądrowej, jak również innych źródeł energii, aby być lepiej poinformowanym o tym, gdzie zmierza przyszłość energii.
7 zalet i wad energii jądrowej
Jak w przypadku wszystkich źródeł energii, z każdym z nich wiążą się korzyści i wyzwania. Poniżej przedstawiamy siedem zalet i wad energii jądrowej – cztery korzyści z niej płynące i trzy jej słabe strony.
| Korzyści | Wady |
|---|---|
| Bezwęglowewolne od węgla źródło energii | Nie jest to odnawialne źródło energii |
| Jedna z najbardziej niezawodnych form energii | Produkuje odpady radioaktywne |
| Wysoce wydajna z niewielką ilością odpadów | Ma negatywny odbiór społeczny |
| Tworzy wiele miejsc pracy |
4 korzyści płynące z energii jądrowej
Energia jądrowa nie wytwarza żadnych bezpośrednich emisji dwutlenku węgla
Prawdopodobnie najlepszą cechą energii jądrowej jest to, że przy wytwarzaniu energii elektrycznej nie emituje ona żadnych związków węgla. Kiedy atom uranu zostaje rozszczepiony, uwalnia tonę energii kinetycznej w postaci ciepła. Z kolei ciepło to powoduje zagotowanie wody i wytworzenie pary, która napędza turbiny odpowiedzialne za wytwarzanie energii elektrycznej.
Jednakże energia jądrowa pośrednio uwalnia substancje zanieczyszczające powietrze. Budowa elektrowni jądrowych wymaga użycia dużej ilości betonu i metalu, a proces wydobycia i rafinacji uranu pochłania mnóstwo energii. Jeśli więc do budowy elektrowni, wydobycia uranu i jego uszlachetnienia użyto paliw kopalnych, to energia jądrowa ma swój ślad węglowy.2
Energia jądrowa jest niezawodnym źródłem energii
Od 1990 r. komercyjne elektrownie jądrowe wytwarzają rocznie jedną piątą energii elektrycznej w USA. Są one stworzone do pracy 24/7, a w 2019 r. elektrownie jądrowe pracowały z pełną mocą przez 93% czasu. Według Departamentu Energii czyni to energię jądrową najbardziej niezawodnym źródłem energii w Ameryce.3
Energia jądrowa jest wysoce wydajna
Jak już wspomnieliśmy, 10-gramowa granulka uranu, pierwiastka wykorzystywanego w reakcjach jądrowych, może wytworzyć tyle samo energii elektrycznej, co tona węgla 149 galonów gazu lub 17 000 stóp sześciennych gazu ziemnego. Tak więc, w porównaniu z innymi zasobami, nie zużywamy go zbyt wiele. W rzeczywistości całe paliwo jądrowe wyprodukowane w Stanach Zjednoczonych w ciągu ostatnich 60 lat zajmuje powierzchnię zaledwie 10 jardów boiska do piłki nożnej.3
Energetyka jądrowa tworzy miejsca pracy
Przemysł jądrowy zatrudnia prawie 100 000 pracowników w Stanach Zjednoczonych. Około jedna czwarta z nich to weterani, a tylko jeden z 96 komercyjnych reaktorów działających w USA od kwietnia 2020 r. może przynieść 40 mln USD dochodu z pracy rocznie.3
3 Wady energii jądrowej
Energia jądrowa nie jest odnawialnym źródłem energii
Odnawialna energia pochodzi z naturalnie występujących źródeł, które są praktycznie niewyczerpalne, w tym słońca, wiatru, wody i roślin. Każde źródło energii uznane za „odnawialne” nie może być nigdy zużyte ani wyczerpane, musi być odnawiane często (w ciągu przeciętnego ludzkiego życia) i w sposób naturalny.4
Uran, najczęściej używany pierwiastek w paliwie jądrowym, można znaleźć na całej Ziemi. Jednak elektrownie jądrowe mogą wykorzystywać tylko pewien rodzaj uranu, zwany U-235. W związku z tym w końcu zabraknie nam uranu, więc nie jest to odnawialne źródło energii, jak wiatr czy słońce.
Energia jądrowa produkuje odpady radioaktywne
Obecnie toczy się wielka debata na temat tego, czy energia jądrowa może być uważana za czystą, mimo że proces jej wytwarzania nie powoduje emisji gazów cieplarnianych. Jak wspomnieliśmy w naszym artykule o czystych źródłach energii, choć jest to duża zaleta, nadal nie możemy uważać energii jądrowej za czystą ze względu na odpady radioaktywne.
Od odpadów radioaktywnych, począwszy od odzieży ochronnej noszonej przez pracowników, na której znajdują się cząsteczki radioaktywnego pyłu, po wysokoaktywne wypalone paliwo jądrowe, odpady radioaktywne mogą pozostać radioaktywne przez tysiące lat. I choć ryzyko skażenia jest niewielkie, wymaga to wielu planów i materiałów, aby zapewnić, że materiały te nigdy nie ujrzą światła dziennego.
Energia jądrowa jest negatywnie postrzegana przez społeczeństwo
Kiedy ludzie słyszą słowo „jądrowy”, trudno nie myśleć o tragicznych wypadkach, które miały miejsce w przeszłości, takich jak Three Mile Island i Czarnobyl. Wynalezienie broni jądrowej, takiej jak bomba atomowa, z pewnością też nie pomaga. Według sondażu Gallupa, około połowa społeczeństwa amerykańskiego jest zdecydowanie przeciwna lub nieco przeciwna wykorzystaniu energii jądrowej.
Mysły końcowe
Jak widać, jest wiele do rozważenia w kwestii długoterminowej opłacalności energetyki jądrowej – a nie omówiliśmy jeszcze pełnego obrazu sytuacji. Energia jądrowa ma swoje wyzwania, ale jednocześnie w znacznym stopniu ograniczyła emisję gazów cieplarnianych, które w przeciwnym razie powstałyby w wyniku spalania paliw kopalnych. Chociaż nie jesteśmy w stanie kategorycznie stwierdzić, czy energia jądrowa jest dobra czy zła, wiemy, że przyszłość branży energetycznej będzie bardzo interesująca.