- مميزات
- كثافة طاقة عالية
- أرخص من الوقود الأحفوري
- التوفر
- تنبعث منها غازات دفيئة أقل من الوقود الأحفوري
- مساحة صغيرة مطلوبة
- يولد القليل من النفايات
- التكنولوجيا لا تزال قيد التطوير
- سلبيات
- اليورانيوم مصدر غير متجدد
- لا يمكن أن تحل محل الوقود الأحفوري
- يعتمد على الوقود الأحفوري
- تعدين اليورانيوم ضار بالبيئة
- مخلفات شديدة الثبات
- الكوارث النووية
- يستخدم الحرب
- المراجع
تعتبر مزايا وعيوب الطاقة النووية نقاشًا شائعًا إلى حد ما في مجتمع اليوم ، والذي ينقسم بوضوح إلى معسكرين. يجادل البعض بأنها طاقة موثوقة ورخيصة ، بينما يحذر آخرون من الكوارث التي يمكن أن تتسبب في سوء استخدامها.
يتم الحصول على الطاقة النووية أو الطاقة الذرية من خلال عملية الانشطار النووي ، والتي تتكون من قصف ذرة اليورانيوم بالنيوترونات بحيث تنقسم إلى قسمين ، مما يطلق كميات كبيرة من الحرارة التي تستخدم بعد ذلك لتوليد الكهرباء.
افتتحت أول محطة للطاقة النووية في عام 1956 في المملكة المتحدة. وفقًا لكاستلس (2012) ، في عام 2000 كان هناك 487 مفاعلًا نوويًا أنتج ربع الكهرباء في العالم. حاليا ست دول (الولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا واليابان وألمانيا وروسيا وكوريا الجنوبية) تركز ما يقرب من 75 ٪ من إنتاج الكهرباء النووية (Fernández and González ، 2015).
يعتقد الكثير من الناس أن الطاقة الذرية خطيرة للغاية بفضل الحوادث الشهيرة مثل تشيرنوبيل أو فوكوشيما. ومع ذلك ، هناك من يعتبر هذا النوع من الطاقة "نظيفًا" لأنه يحتوي على القليل جدًا من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
مميزات
كثافة طاقة عالية
اليورانيوم هو العنصر الذي يشيع استخدامه في المحطات النووية لإنتاج الكهرباء. هذا له خاصية تخزين كميات هائلة من الطاقة.
جرام واحد فقط من اليورانيوم يعادل 18 لترًا من البنزين ، وينتج كيلو واحد تقريبًا نفس الطاقة مثل 100 طن من الفحم (كاستلس ، 2012).
أرخص من الوقود الأحفوري
من حيث المبدأ ، يبدو أن تكلفة اليورانيوم أغلى بكثير من تكلفة 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 من أن من الوقود الأحفوري.
التوفر
استهلاك الطاقة العالمي بناءً على معلومات من المراجعة الإحصائية للطاقة العالمية (2016). دلفي 234.
تتمتع محطة الطاقة النووية بالقدرة على العمل طوال الوقت ، 24 ساعة في اليوم ، 365 يومًا في السنة ، لتزويد المدينة بالكهرباء ؛ هذا بفضل حقيقة أن فترة التزود بالوقود هي كل عام أو 6 أشهر حسب المصنع.
تعتمد أنواع الطاقة الأخرى على الإمداد المستمر بالوقود (مثل محطات الطاقة التي تعمل بالفحم) ، أو تكون متقطعة ومحدودة بالمناخ (مثل المصادر المتجددة).
تنبعث منها غازات دفيئة أقل من الوقود الأحفوري
استهلاك الطاقة النووية في العالم. الفراغ النووي
يمكن أن تساعد الطاقة الذرية الحكومات على الوفاء بالتزاماتها بخفض انبعاثات غازات الدفيئة. عملية التشغيل في المحطة النووية لا تنبعث منها غازات الدفيئة لأنها لا تتطلب الوقود الأحفوري.
ومع ذلك ، فإن الانبعاثات التي تحدث طوال دورة حياة المصنع ؛ بناء وتشغيل واستخراج وطحن اليورانيوم وتفكيك محطة الطاقة النووية. (سوفاكول ، 2008).
من أهم الدراسات التي أجريت لتقدير كمية ثاني أكسيد الكربون المنبعثة من النشاط النووي ، بلغ متوسط القيمة 66 جرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون / كيلوواط ساعة. وهي قيمة انبعاثات أعلى من الموارد المتجددة الأخرى ولكنها لا تزال أقل من الانبعاثات الناتجة عن الوقود الأحفوري (Sovacool ، 2008).
مساحة صغيرة مطلوبة
تتطلب المحطة النووية مساحة صغيرة مقارنة بأنواع أنشطة الطاقة الأخرى ؛ لا يتطلب سوى مساحة صغيرة نسبيًا لتركيب رئيس الجامعة وأبراج التبريد.
على العكس من ذلك ، تتطلب أنشطة طاقة الرياح والطاقة الشمسية مساحات كبيرة لإنتاج نفس الطاقة التي تنتجها محطة نووية طوال عمرها الإنتاجي.
يولد القليل من النفايات
تعتبر النفايات الناتجة عن محطة نووية شديدة الخطورة وضارة بالبيئة. ومع ذلك ، فإن كمية هذه صغيرة نسبيًا إذا قارناها بأنشطة أخرى ، وتم استخدام تدابير أمنية مناسبة ، يمكن أن تظل معزولة عن البيئة دون أن تمثل أي خطر.
التكنولوجيا لا تزال قيد التطوير
هناك العديد من المشاكل التي لم تحل بعد عندما يتعلق الأمر بالطاقة الذرية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الانشطار ، هناك عملية أخرى تسمى الاندماج النووي ، والتي تتكون من الانضمام إلى ذرتين بسيطتين لتكوين ذرة ثقيلة.
تطوير الاندماج النووي ، يهدف إلى استخدام ذرتين هيدروجين لإنتاج واحدة من الهيليوم وتوليد الطاقة ، وهذا هو نفس التفاعل الذي يحدث في الشمس.
من أجل حدوث الاندماج النووي ، من الضروري وجود درجات حرارة عالية جدًا ونظام تبريد قوي ، مما يشكل صعوبات تقنية خطيرة وبالتالي لا يزال في مرحلة التطوير.
إذا تم تنفيذه ، فإنه يعني مصدرًا أنظف لأنه لن ينتج نفايات مشعة كما أنه سيولد طاقة أكثر بكثير من تلك التي ينتجها حاليًا انشطار اليورانيوم.
سلبيات
محطة جرافينرهينفيلد النووية في ألمانيا
اليورانيوم مصدر غير متجدد
تظهر البيانات التاريخية من العديد من البلدان أنه ، في المتوسط ، لا يمكن استخراج أكثر من 50-70٪ من اليورانيوم في منجم ، نظرًا لأن تركيزات اليورانيوم الأقل من 0.01٪ لم تعد قابلة للتطبيق ، حيث تتطلب معالجة كمية أكبر من الصخور والطاقة المستخدمة أكبر مما يمكن أن يولده النبات. علاوة على ذلك ، يبلغ عمر النصف لاستخراج الرواسب من تعدين اليورانيوم 10 ± 2 سنوات (ديتمار ، 2013).
اقترح ديتمار نموذجًا في عام 2013 لجميع مناجم اليورانيوم الموجودة والمخطط لها حتى عام 2030 ، حيث يتم الحصول على ذروة عالمية لتعدين اليورانيوم تبلغ 58 ± 4 كيلو طن تقريبًا في عام 2015 ليتم تخفيضها لاحقًا إلى حد أقصى يبلغ 54 ± 5 كيلو طن. بحلول عام 2025 وبحد أقصى 41 ± 5 كيلوطن حوالي عام 2030.
لن يكون هذا المبلغ كافياً بعد الآن لتشغيل محطات الطاقة النووية القائمة والمخطط لها خلال السنوات العشر إلى العشرين القادمة (الشكل 1).
الشكل 1. ذروة إنتاج اليورانيوم في العالم ، ومقارنتها بأنواع الوقود الأخرى (Fernández and González، 2015)
لا يمكن أن تحل محل الوقود الأحفوري
لا تمثل الطاقة النووية وحدها بديلاً للوقود الذي يعتمد على النفط والغاز والفحم ، حيث ستكون هناك حاجة إلى 10000 محطة للطاقة النووية لاستبدال 10 تيراواط التي يتم توليدها في العالم من الوقود الأحفوري. كرقم ، لا يوجد سوى 486 في العالم.
يستغرق الأمر الكثير من الاستثمار من المال والوقت لبناء محطة نووية ، وعادة ما يستغرق الأمر أكثر من 5 إلى 10 سنوات من بدء البناء إلى التشغيل ، والتأخير شائع جدًا في جميع المحطات الجديدة (Zimmerman ، 1982).
بالإضافة إلى ذلك ، فإن فترة التشغيل قصيرة نسبيًا ، حوالي 30 أو 40 عامًا ، ويلزم استثمار إضافي لتفكيك المصنع.
يعتمد على الوقود الأحفوري
تعتمد العمليات المتعلقة بالطاقة النووية على الوقود الأحفوري. لا تقتصر دورة الوقود النووي على عملية توليد الطاقة في المحطة فحسب ، بل تتكون أيضًا من سلسلة من الأنشطة التي تتراوح من استكشاف واستغلال مناجم اليورانيوم إلى إيقاف تشغيل المحطة النووية وتفكيكها.
تعدين اليورانيوم ضار بالبيئة
يعد تعدين اليورانيوم نشاطًا ضارًا جدًا بالبيئة ، حيث أنه للحصول على 1 كجم من اليورانيوم ، من الضروري إزالة أكثر من 190.000 كجم من الأرض (Fernández and González ، 2015).
في الولايات المتحدة ، تقدر موارد اليورانيوم في الرواسب التقليدية ، حيث اليورانيوم هو المنتج الرئيسي ، بـ 1،600،000 طن من الركيزة ، يمكن من خلالها استعادة 250،000 طن من اليورانيوم (Theobald ، وآخرون 1972)
يُستخرج اليورانيوم على السطح أو تحت الأرض ، ثم يُسحق ، ثم يُرشح إلى حمض الكبريتيك (Fthenakis and Kim ، 2007). تلوث النفايات المتولدة تربة المكان ومياهه بالعناصر المشعة وتساهم في تدهور البيئة.
يحمل اليورانيوم مخاطر صحية كبيرة على العمال الذين يكرسون جهودهم لاستخراجها. استنتج Samet وآخرون في عام 1984 أن تعدين اليورانيوم هو عامل خطر أكبر للإصابة بسرطان الرئة من تدخين السجائر.
مخلفات شديدة الثبات
عندما ينتهي المصنع من عملياته ، من الضروري البدء في عملية التفكيك لضمان أن الاستخدامات المستقبلية للأرض لا تشكل مخاطر إشعاعية على السكان أو البيئة.
تتكون عملية التفكيك من ثلاثة مستويات ويلزم وجود فترة 110 سنوات تقريبًا لتكون الأرض خالية من التلوث. (دورادو ، 2008).
يوجد حاليًا حوالي 140،000 طن من النفايات المشعة دون أي نوع من المراقبة والتي تم إلقاؤها بين عامي 1949 و 1982 في خندق الأطلسي ، من قبل المملكة المتحدة وبلجيكا وهولندا وفرنسا وسويسرا والسويد وألمانيا وإيطاليا (رينيرو ، 2013 ، فرنانديز وغونزاليس ، 2015). مع الأخذ في الاعتبار أن العمر الإنتاجي لليورانيوم يبلغ آلاف السنين ، فإن هذا يمثل خطرًا على الأجيال القادمة.
الكوارث النووية
تم بناء محطات الطاقة النووية وفقًا لمعايير أمان صارمة وجدرانها مصنوعة من الخرسانة بسمك عدة أمتار لعزل المواد المشعة من الخارج.
ومع ذلك ، لا يمكن الادعاء بأنها آمنة بنسبة 100٪. على مر السنين ، كانت هناك العديد من الحوادث التي تشير حتى الآن إلى أن الطاقة الذرية تمثل خطرًا على صحة وسلامة السكان.
في 11 مارس 2011 ، ضرب زلزال 9 درجات بمقياس ريختر على الساحل الشرقي لليابان ، مما تسبب في حدوث تسونامي مدمر. وقد تسبب هذا في أضرار جسيمة لمحطة فوكوشيما-دايتشي النووية ، التي تضررت مفاعلاتها بشدة.
أطلقت الانفجارات اللاحقة داخل المفاعلات نواتج انشطارية (النويدات المشعة) في الغلاف الجوي. سرعان ما ارتبطت النويدات المشعة بالهباء الجوي (Gaffney et al. ، 2004) ، ثم قطعت مسافات كبيرة حول العالم جنبًا إلى جنب مع الكتل الهوائية بسبب الدوران الكبير للغلاف الجوي. (لوزانو وآخرون 2011).
بالإضافة إلى ذلك ، انسكبت كمية كبيرة من المواد المشعة في المحيط ، وحتى يومنا هذا ، يستمر مصنع فوكوشيما في إطلاق المياه الملوثة (300 طن / يوم) (Fernández and González ، 2015).
وقع حادث تشيرنوبيل في 26 أبريل 1986 أثناء تقييم نظام التحكم الكهربائي بالمحطة. عرّضت الكارثة 30000 شخص يعيشون بالقرب من المفاعل لحوالي 45 ريمًا من الإشعاع لكل منهم ، وهو نفس المستوى تقريبًا من الإشعاع الذي تعرض له الناجون من قنبلة هيروشيما (زينر ، 2012).
خلال فترة ما بعد الحادث الأولية ، كانت النظائر الأكثر أهمية بيولوجيًا هي اليود المشع ، وخاصة اليود 131 واليودات الأخرى قصيرة العمر (132 ، 133).
أدى امتصاص اليود المشع عن طريق تناول الطعام والماء الملوثين والاستنشاق إلى تعرض داخلي خطير للغدة الدرقية لدى الناس.
خلال السنوات الأربع التي أعقبت الحادث ، كشفت الفحوصات الطبية عن تغيرات كبيرة في الحالة الوظيفية للغدة الدرقية لدى الأطفال المعرضين ، وخاصة أولئك الذين تقل أعمارهم عن 7 سنوات (نيكيفوروف وجنيب ، 1994).
يستخدم الحرب
وفقًا لفرنانديز وجونزاليس (2015) ، من الصعب جدًا فصل المدنيين عن الصناعة النووية العسكرية لأن النفايات من محطات الطاقة النووية ، مثل البلوتونيوم واليورانيوم المستنفد ، هي مواد خام في تصنيع الأسلحة النووية. البلوتونيوم هو أساس القنابل الذرية ، بينما يستخدم اليورانيوم في القذائف.
أدى نمو الطاقة النووية إلى زيادة قدرة الدول على الحصول على اليورانيوم للأسلحة النووية. ومن المعروف أن أحد العوامل التي دفعت العديد من الدول التي ليس لديها برامج للطاقة النووية إلى الإعراب عن اهتمامها بهذه الطاقة هو الأساس الذي يمكن أن تساعده هذه البرامج في تطوير أسلحة نووية. (جاكوبسون وديلوتشي ، 2011).
يمكن أن تؤدي الزيادة العالمية واسعة النطاق في منشآت الطاقة النووية إلى تعريض العالم لخطر حرب نووية محتملة أو هجوم إرهابي. حتى الآن ، تم تطوير أو محاولة تطوير أسلحة نووية في دول مثل الهند والعراق وكوريا الشمالية سراً في منشآت الطاقة النووية (جاكوبسون وديلوتشي ، 2011).
المراجع
- Castells XE (2012) إعادة تدوير النفايات الصناعية: النفايات الصلبة الحضرية وحمأة الصرف الصحي. طبعات دياز دي سانتوس ص. 1320.
- ديتمار ، م. (2013). نهاية اليورانيوم الرخيص. علم البيئة الكلية ، 461 ، 792-798.
- فرنانديز دوران ، آر ، وغونزاليس رييس ، إل (2015). في دوامة الطاقة. المجلد الثاني: انهيار الرأسمالية العالمية والحضارية.
- Fthenakis، VM، & Kim، HC (2007). انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الطاقة الشمسية والكهرباء والطاقة النووية: دراسة دورة الحياة. سياسة الطاقة ، 35 (4) ، 2549-2557.
- Jacobson، MZ، & Delucchi، MA (2011). تزويد جميع أنواع الطاقة العالمية بالرياح والمياه والطاقة الشمسية ، الجزء الأول: التقنيات وموارد الطاقة وكميات ومجالات البنية التحتية والمواد. سياسة الطاقة ، 39 (3) ، 1154-1169.
- Lozano، RL، Hernández-Ceballos، MA، Adame، JA، Casas-Ruíz، M.، Sorribas، M.، San Miguel، EG، & Bolívar، JP (2011). التأثير الإشعاعي لحادث فوكوشيما على شبه الجزيرة الأيبيرية: التطور والمسار السابق. الدولية للبيئة ، 37 (7) ، 1259-1264.
- نيكيفوروف ، واي. ، وجنيب ، دكتور (1994). سرطان الغدة الدرقية لدى الأطفال بعد كارثة تشيرنوبيل. دراسة باثومورفولوجية لـ 84 حالة (1991-1992) من جمهورية بيلاروسيا. السرطان، 74 (2) ، 748-766.
- بيدرو جوستو دورادو ديلمانز (2008). تفكيك وإغلاق محطات الطاقة النووية. مجلس الأمان النووي. SDB-01.05.2 تحديث ص 37
- Samet ، JM ، Kutvirt ، DM ، Waxweiler ، RJ ، & Key ، CR (1984). تعدين اليورانيوم وسرطان الرئة لدى رجال نافاجو. مجلة نيو إنجلاند الطبية ، 310 (23) ، 1481-1484.
- سوفاكول ، بك (2008). تقييم انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الطاقة النووية: مسح نقدي. سياسة الطاقة ، 36 (8) ، 2950-2963.
- Theobald، PK، Schweinfurth، SP، & Duncan، DC (1972). موارد الطاقة في الولايات المتحدة (رقم CIRC-650). هيئة المسح الجيولوجي ، واشنطن العاصمة (الولايات المتحدة الأمريكية).
- زينر ، أو. (2012). مستقبل غير مستقر للطاقة النووية. المستقبلي ، 46 ، 17-21.
- زيمرمان ، MB (1982). آثار التعلم وتسويق تقنيات الطاقة الجديدة: حالة الطاقة النووية ، The Bell Journal of Economics ، 297-310.