14 مزايا وعيوب الطاقة النووية

ال مزايا وعيوب الطاقة النووية هم نقاش مشترك إلى حد ما في مجتمع اليوم ، والذي ينقسم بوضوح إلى معسكرين. يجادل البعض بأنها طاقة موثوقة ورخيصة ، بينما يحذر آخرون من كوارث يمكن أن تسبب سوء استخدام لها. 

يتم الحصول على الطاقة النووية أو الطاقة الذرية من خلال عملية الانشطار النووي ، والتي تتكون من قصف ذرة اليورانيوم بالنيوترونات بحيث يتم تقسيمها إلى قسمين ، مع إطلاق كميات كبيرة من الحرارة التي يتم استخدامها بعد ذلك لتوليد الكهرباء..

تم افتتاح أول محطة للطاقة النووية في عام 1956 في المملكة المتحدة. وفقًا لكاستيلز (2012) ، في عام 2000 ، كان هناك 487 مفاعلًا نوويًا ينتج ربع الكهرباء في العالم. حاليًا ست دول (الولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا واليابان وألمانيا وروسيا وكوريا الجنوبية) تمثل ما يقرب من 75 ٪ من إنتاج الطاقة النووية (فرنانديز وجونزاليس ، 2015).

يعتقد الكثير من الناس أن الطاقة الذرية خطيرة للغاية بفضل الحوادث الشهيرة مثل تشيرنوبيل أو فوكوشيما. ومع ذلك ، هناك أولئك الذين يعتبرون هذا النوع من الطاقة "نظيفًا" لأنه يحتوي على عدد قليل جدًا من انبعاثات غازات الدفيئة.

مؤشر

• 1 مزايا
  • 1.1 ارتفاع كثافة الطاقة
  • 1.2 أرخص من الوقود الأحفوري 
  • 1.3 التوفر 
  • 1.4 تنبعث منها غازات الدفيئة أقل من الوقود الأحفوري
  • 1.5 يحتاج مساحة صغيرة
  • 1.6 يولد القليل من النفايات
  • 1.7 التكنولوجيا لا تزال قيد التطوير
• 2 عيوب
  • 2.1 اليورانيوم مورد غير متجدد
  • 2.2 لا يمكن استبدال الوقود الأحفوري
  • 2.3 يعتمد على الوقود الأحفوري
  • 2.4 تعدين اليورانيوم ضار بالبيئة
  • 2.5 النفايات الثابتة جدا
  • 2.6 الكوارث النووية
  • 2.7 يستخدم Warlike
• 3 المراجع

مصلحة

كثافة الطاقة العالية

اليورانيوم هو العنصر الذي يشيع استخدامه في المنشآت النووية لإنتاج الكهرباء. هذا لديه خاصية تخزين كميات هائلة من الطاقة.

يساوي غرام واحد فقط من اليورانيوم 18 لترًا من البنزين ، وينتج كيلوغرام واحد الطاقة نفسها التي ينتج عنها حوالي 100 طن من الفحم (Castells ، 2012).

أرخص من الوقود الأحفوري 

من حيث المبدأ ، يبدو أن تكلفة اليورانيوم أغلى بكثير من النفط أو البنزين ، ولكن إذا أخذنا في الاعتبار أن كميات صغيرة فقط من هذا العنصر مطلوبة لتوليد كميات كبيرة من الطاقة ، في النهاية تصبح التكلفة أقل حتى من أن من الوقود الأحفوري.

توفر 

تتمتع محطة الطاقة النووية بجودة عالية تعمل طوال الوقت ، 24 ساعة في اليوم ، 365 يومًا في السنة ، لتزويد مدينة ما بالكهرباء ؛ هذا بفضل فترة التزود بالوقود كل عام أو 6 أشهر حسب المصنع.

تعتمد أنواع الطاقة الأخرى على الإمداد الثابت بالوقود (مثل محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم) ، أو تكون متقطعة ومحدودة بسبب المناخ (مثل المصادر المتجددة).

تنبعث منها غازات الدفيئة أقل من الوقود الأحفوري

يمكن للطاقة الذرية أن تساعد الحكومات على الوفاء بالتزاماتها لخفض انبعاثات غازات الدفيئة. لا تنبعث عملية التشغيل في المحطة النووية من غازات الدفيئة لأنها لا تتطلب الوقود الأحفوري.

ومع ذلك ، فإن الانبعاثات التي تحدث تحدث طوال دورة حياة المصنع ؛ بناء وتشغيل واستخراج وطحن اليورانيوم وتفكيك محطة الطاقة النووية. (Sovacool ، 2008).

من أهم الدراسات التي تم القيام بها لتقدير كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من النشاط النووي ، فإن متوسط ​​القيمة هو 66 جم من ثاني أكسيد الكربون في الساعة. وهي قيمة انبعاثات أكبر من الموارد المتجددة الأخرى ولكنها لا تزال أقل من الانبعاثات الناتجة عن الوقود الأحفوري (Sovacool ، 2008).

يحتاج مساحة صغيرة

تحتاج المحطة النووية إلى مساحة صغيرة مقارنة بأنواع الطاقة الأخرى ؛ لا يتطلب سوى أرض صغيرة نسبيًا لتركيب رئيس الجامعة وأبراج التبريد.

على العكس من ذلك ، فإن أنشطة طاقة الرياح والطاقة الشمسية ستحتاج إلى مساحة كبيرة لإنتاج نفس الطاقة التي تنتجها محطة نووية خلال كامل عمرها الإنتاجي.

يولد القليل من النفايات

النفايات الناتجة عن محطة نووية خطيرة للغاية ومضرة بالبيئة. ومع ذلك ، فإن الكمية صغيرة نسبيًا مقارنة بالأنشطة الأخرى ، ويتم استخدام تدابير السلامة المناسبة ، ويمكن أن تظل معزولة عن البيئة دون أن تمثل أي خطر..

التكنولوجيا لا تزال في التنمية

لا يزال هناك العديد من المشاكل التي لم يتم حلها فيما يتعلق بالطاقة الذرية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الانشطار ، هناك عملية أخرى تسمى الانصهار النووي ، والتي تنطوي على الجمع بين ذرتين بسيطتين معا لتشكيل ذرة ثقيلة.

يهدف تطوير الانصهار النووي إلى استخدام ذرتين من الهيدروجين لإنتاج واحدة من الهيليوم وتوليد الطاقة ، وهذا هو نفس التفاعل الذي يحدث في الشمس.

من أجل حدوث اندماج نووي ، يلزم وجود درجات حرارة مرتفعة للغاية ، ونظام تبريد قوي ، والذي يطرح صعوبات تقنية خطيرة ولا يزال في مرحلة التطوير..

إذا تم تنفيذه ، فسيعني ذلك مصدرًا أنظفًا لأنه لن ينتج نفايات مشعة وسيولد أيضًا طاقة أكثر بكثير من الطاقة الناتجة حاليًا عن طريق انشطار اليورانيوم..

عيوب

اليورانيوم مورد غير متجدد

تشير البيانات التاريخية من العديد من البلدان إلى أنه في المتوسط ​​، لا يمكن استخراج أكثر من 50 إلى 70٪ من اليورانيوم في منجم ، نظرًا لأن تركيزات اليورانيوم التي تقل عن 0.01٪ لم تعد قابلة للحياة ، حيث تتطلب معالجة كمية أكبر من اليورانيوم. الصخور والطاقة المستخدمة أكبر مما يمكن أن تولد في النبات. بالإضافة إلى ذلك ، عمر تعدين اليورانيوم له نصف عمر لاستخراج الرواسب من 10 ± 2 سنة (ديتمار ، 2013).

اقترح ديتمار نموذجًا في عام 2013 لجميع مناجم اليورانيوم الموجودة والمخطط له حتى عام 2030 ، والذي يتم فيه الحصول على ذروة عالمية لتعدين اليورانيوم تبلغ 58 ± 4 كيلو طن في عام 2015 تقريبًا ثم يتم تخفيضها إلى 54 ± 5 ​​كيلوطن كحد أقصى لعام 2025 ، وبحد أقصى 41 ± 5 كيلوطن حوالي 2030.

لن تكون هذه الكمية كافية لتزويد محطات الطاقة النووية الحالية والمخطط لها على مدار السنوات العشر إلى العشرين القادمة (الشكل 1).

لا يمكن أن تحل محل الوقود الأحفوري

لا تمثل الطاقة النووية وحدها بديلاً لأنواع الوقود والغاز والفحم ، لأنه لاستبدال 10 تيراواتوس التي يتم توليدها في العالم من الوقود الأحفوري ، ستكون هناك حاجة إلى 10 آلاف محطة للطاقة النووية. في الواقع ، في العالم هناك فقط 486.

يتطلب الأمر الكثير من المال والوقت لبناء محطة نووية ، وعادة ما يستغرق أكثر من 5 إلى 10 سنوات من بداية البناء إلى بدء التشغيل ، ومن الشائع جدًا حدوث حالات تأخير في جميع المصانع الجديدة (Zimmerman ، 1982).

بالإضافة إلى ذلك ، تكون فترة التشغيل قصيرة نسبيًا ، أي حوالي 30 أو 40 عامًا ، ويلزم استثمار إضافي لتفكيك المصنع.

يعتمد على الوقود الأحفوري

تعتمد الآفاق المتعلقة بالطاقة النووية على الوقود الأحفوري. لا تشمل دورة الوقود النووي عملية التوليد الكهربائي في المصنع فحسب ، بل تتكون أيضًا من سلسلة من الأنشطة التي تتراوح بين استكشاف واستغلال مناجم اليورانيوم وانتهاء تشغيل المفاعل النووي وإيقاف تشغيله..

تعدين اليورانيوم ضار بالبيئة

يعد تعدين اليورانيوم نشاطًا ضارًا جدًا بالبيئة ، لأنه للحصول على كيلوغرام واحد من اليورانيوم ، يلزم إزالة أكثر من 190،000 كيلوغرام من الأرض (Fernández و González ، 2015).

في الولايات المتحدة ، تقدر موارد اليورانيوم في الرواسب التقليدية ، حيث يعتبر اليورانيوم المنتج الرئيسي ، بنحو 1600000 طن من الركيزة التي يمكن أن تسترد منها ، وتسترد 250 ألف طن من اليورانيوم (Theobald ، وآخرون ، 1972)

يتم استخراج اليورانيوم على السطح أو في باطن الأرض ، ويتم سحقه ثم رشحه إلى حمض الكبريتيك (Fthenakis and Kim ، 2007). النفايات التي يتم إنشاؤها تلوث التربة والمياه في المكان مع العناصر المشعة وتسهم في تدهور البيئة.

يحمل اليورانيوم مخاطر صحية كبيرة لدى العمال الذين يستخرجونه. خلص سامت وزملاؤه في عام 1984 إلى أن تعدين اليورانيوم عامل خطر أكبر للإصابة بسرطان الرئة من تدخين السجائر.

النفايات المستمرة جدا

عندما ينتهي المصنع من عملياته ، من الضروري البدء في عملية التفكيك للتأكد من أن الاستخدامات المستقبلية للأرض لا تشكل مخاطر إشعاعية على السكان أو البيئة.

تتكون عملية التفكيك من ثلاثة مستويات وفترة حوالي 110 سنوات مطلوبة لكي تكون الأرض خالية من التلوث. (دورادو ، 2008).

يوجد حاليًا حوالي 140،000 طن من النفايات المشعة دون أي نوع من المراقبة ، والتي تم تصريفها بين 1949 و 1982 في الخندق الأطلسي ، بواسطة المملكة المتحدة وبلجيكا وهولندا وفرنسا وسويسرا والسويد وألمانيا وإيطاليا (راينيرو ، 2013 ، فرنانديز وجونزاليس ، 2015). مع الأخذ في الاعتبار أن العمر الإنتاجي لليورانيوم هو آلاف السنين ، فإن هذا يمثل خطراً على الأجيال القادمة.

الكوارث النووية

تم بناء محطات الطاقة النووية بمعايير أمان صارمة وجدرانها مصنوعة من الخرسانة بسمك عدة أمتار لعزل المواد المشعة من الخارج.

ومع ذلك ، لا يمكن القول أنها آمنة 100٪. على مر السنين كانت هناك عدة حوادث تشير حتى الآن إلى أن الطاقة الذرية تمثل خطراً على صحة وسلامة السكان.

في 11 مارس 2011 ، وقع زلزال بقوة 9 درجات على مقياس ريختر على الساحل الشرقي لليابان مما تسبب في حدوث تسونامي مدمر. تسبب هذا في أضرار جسيمة لمحطة فوكوشيما دايتشي النووية ، التي تأثرت مفاعلاتها بشدة.

أدت الانفجارات اللاحقة داخل المفاعلات إلى إطلاق منتجات الانشطار (النويدات المشعة) في الجو. ترتبط النويدات المشعة بسرعة بالهباء الجوي (Gaffney et al. ، 2004) ، وبعد ذلك سافر مسافات طويلة في جميع أنحاء العالم جنبا إلى جنب مع كتل الهواء بسبب الدوران الكبير للغلاف الجوي. (لوزانو وآخرون ، 2011).

إضافة إلى ذلك ، تسربت كمية كبيرة من المواد المشعة إلى المحيط ، وحتى يومنا هذا ، لا يزال مصنع فوكوشيما يطلق المياه الملوثة (300 طن / اليوم) (فرنانديز وجونزاليس ، 2015).

وقع حادث تشيرنوبيل في 26 أبريل 1986 ، أثناء تقييم نظام التحكم الكهربائي بالمصنع. كشفت هذه الكارثة عن وجود 30000 شخص يعيشون بالقرب من المفاعل لحوالي 45 من الإشعاع ، أي ما يقرب من نفس المستوى من الإشعاع الذي عانى منه الناجون من قنبلة هيروشيما (زينر ، 2012)

خلال الفترة الأولية بعد وقوع الحادث ، كانت النظائر الأكثر أهمية التي تم إطلاقها من الناحية البيولوجية هي اليود المشع ، وخاصة اليود 131 وغيره من اليودات القصيرة العمر (132 ، 133)..

أدى امتصاص اليود المشع عن طريق تناول الطعام والماء الملوثين وعن طريق الاستنشاق إلى تعرض داخلي خطير للغدة الدرقية للأشخاص.

خلال 4 سنوات بعد وقوع الحادث ، اكتشفت الفحوصات الطبية تغيرات جوهرية في الحالة الوظيفية للغدة الدرقية لدى الأطفال المعرضين ، وخاصة الأطفال دون سن السابعة (Nikiforov and Gnepp ، 1994)..

يستخدم حربية

وفقًا لـ Fernández و González (2015) ، من الصعب للغاية فصل الصناعة النووية المدنية عن الصناعة العسكرية حيث أن النفايات الناتجة عن محطات الطاقة النووية ، مثل البلوتونيوم واليورانيوم المنضب ، هي مواد خام في تصنيع الأسلحة النووية. البلوتونيوم هو أساس القنابل الذرية ، بينما يتم استخدام اليورانيوم في المقذوفات. 

زاد نمو الطاقة النووية من قدرة الدول على الحصول على اليورانيوم للأسلحة النووية. من المعروف أن أحد العوامل التي تدفع العديد من الدول التي ليس لديها برامج للطاقة النووية للتعبير عن اهتمامها بهذه الطاقة هو الأساس الذي يمكن أن تساعده هذه البرامج في تطوير أسلحة نووية. (جاكوبسون وديلوتشي ، 2011).

يمكن أن تؤدي الزيادة العالمية الواسعة النطاق في منشآت الطاقة النووية إلى تعريض العالم للخطر في مواجهة حرب نووية محتملة أو هجوم إرهابي. حتى الآن ، تم تطوير أو محاولة تطوير أسلحة نووية من دول مثل الهند والعراق وكوريا الشمالية سراً في منشآت الطاقة النووية (Jacobson and Delucchi، 2011).

مراجع

1. Castells X. E. (2012) إعادة تدوير النفايات الصناعية: نفايات المدن الصلبة وحمأة المجاري. Ediciones Díaz de Santos p. 1320.
2. ديتمار ، م. (2013). نهاية اليورانيوم الرخيص. علم البيئة الكلية ، 461 ، 792-798.
3. فرنانديز دوران ، R. ، و González Reyes ، L. (2015). في دوامة الطاقة. المجلد الثاني: انهيار الرأسمالية العالمية والحضارية.
4. Fthenakis، V. M.، & Kim، H. C. (2007). انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن الطاقة الشمسية والطاقة النووية: دراسة دورة الحياة. سياسة الطاقة ، 35 (4) ، 2549-2557.
5. Jacobson، M. Z.، & Delucchi، M. A. (2011). تزويد جميع الطاقة العالمية بالطاقة الريحية والمياه والطاقة الشمسية ، الجزء الأول: التقنيات وموارد الطاقة والكميات ومجالات البنية التحتية والمواد. سياسة الطاقة ، 39 (3) ، 1154-1169.
6. Lozano، R. L.، Hernandez-Ceballos، M.A.، Adame، J.A.، Casas-Ruíz، M.، Sorribas، M.، San Miguel، E.G.، & Bolivar، J.P (2011). التأثير الإشعاعي لحادث فوكوشيما في شبه الجزيرة الأيبيرية: التطور والازدهار في المسار السابق. منظمة البيئة الدولية ، 37 (7) ، 1259-1264.
7. Nikiforov، Y.، & Gnepp، D. R. (1994). سرطان الغدة الدرقية عند الأطفال بعد كارثة تشيرنوبيل. دراسة مرضية من 84 حالة (1991-1992) من جمهورية بيلاروسيا. السرطان ، 74 (2) ، 748-766.
8. بيدرو خوستو دورادو ديلمانز (2008). تفكيك وإغلاق محطات الطاقة النووية. مجلس السلامة النووية. SDB-01.05. ف 37
9. Samet، J.M.، Kutvirt، D.M.، Waxweiler، R.J.، & Key، C.R. (1984). تعدين اليورانيوم وسرطان الرئة لدى رجال نافاجو. New England Journal of Medicine، 310 (23)، 1481-1484.
10. Sovacool، B. K. (2008). تقييم انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن الطاقة النووية: مسح حرج. سياسة الطاقة ، 36 (8) ، 2950-2963.
11. Theobald، P.K.، Schweinfurth، S.P.، & Duncan، D.C. (1972). موارد الطاقة في الولايات المتحدة (رقم CIRC-650). المسح الجيولوجي ، واشنطن العاصمة (الولايات المتحدة الأمريكية).
12. زينر ، O. (2012). مستقبل الطاقة النووية غير المستقر. المستقبلي ، 46 ، 17-21.
13. Zimmerman، M. B. (1982). آثار التعلم وتسويق تكنولوجيات الطاقة الجديدة: حالة الطاقة النووية. The Bell Journal of Economics، 297-310.