Alla fine della seconda guerra mondiale, due bombe nucleari furono sganciate sulle città giapponesi di Hiroshima e Nagasaki. La nuova arma si è rivelata la più letale nella storia umana. La conseguente corsa al nucleare tra l'URSS e gli Stati Uniti ha ulteriormente esacerbato i timori della comunità mondiale sul fattore nucleare. Tuttavia, oltre alle testate atomiche, apparve un atomo pacifico. Questa frase si riferisce all'energia nucleare.
Principio di funzionamento della centrale nucleare
Il funzionamento di qualsiasi centrale nucleare si basa sulla reazione della fissione atomica. Per chiamarlo, è necessario condurre un bombardamento di neutroni di nuclei di uranio-235. Le particelle più piccole vengono divise in frammenti, generando un'enorme quantità di raggi gamma ed energia termica.
L'atomo pacifico può rimanere pacifico solo sotto stretto controllo, obbligatorio per le centrali nucleari. Il fatto è che durante la fissione sorgono neutroni, che danno origine a nuove reazioni a catena. L'avvolgimento incontrollato dei nuclei porta a un'esplosione. È questo principio che sta alla base del funzionamento delle bombe atomiche. Nelle centrali elettriche, il processo è controllato e l'energia in eccesso è indirizzata verso un canale utile per le persone.
Uranio-235
Il combustibile nucleare viene inserito in apposite barre prima dell'uso. È conservato sotto forma di compresse a base di ossido di uranio. Dovrebbe essere chiaro che questa sostanza è eterogenea. Il 3% di queste compresse è costituito da uranio-235 (è lui che è fissile durante la reazione), il resto è uranio-238 (questo isotopo non è fissile).
Perché è necessario questo rapporto? Per tenere il processo sotto controllo. Un reattore funzionante avvia una reazione di fissione. Nel corso del suo sviluppo, la quantità di uranio-235 diminuisce. Allo stesso tempo, il volume dei prodotti di fissione aumenta. Queste sono scorie nucleari. Rappresentano un grave pericolo per l'ambiente e devono quindi essere sm altiti correttamente. Un atomo può essere pacifico? Come si evince dalla tecnologia descritta, solo con il rigoroso rispetto delle istruzioni e delle regole del processo produttivo.
Prerequisiti per l'apparizione
L'energia nucleare (atomica) ebbe origine a metà del 20° secolo. Da allora sono state costruite centinaia di centrali nucleari in tutto il mondo (oggi ne sono operative 442). L'atomo pacifico fornisce più della metà dell'energia necessaria a Francia, Polonia, Lituania, Slovacchia, Svezia e Corea del Sud. In Europa occidentale, le centrali nucleari generano circa un terzo dell'elettricità.
Tutto iniziò nel 1939, quando fu scoperta la fissione dell'uranio in Germania. Le ricerche dei tedeschi erano estremamente interessate all'URSS. È diventato immediatamente chiaro agli scienziati che il processo appena scoperto consente la produzione di enormi quantità di energia. Se gli specialisti potessero imparare a controllare reazioni complesse, ciò risolverebbe molti problemi economici.i problemi. La prima ricerca sovietica relativa all'atomo pacifico ebbe luogo presso il RIAN (Istituto Radio dell'Accademia delle Scienze) sotto la guida dell'eminente fisico Igor Kurchatov.
Razza nucleare
Il lavoro degli scienziati sovietici è stato ostacolato dall'assenza delle riserve di uranio dell'URSS. Inoltre, nel 1941 iniziò la Grande Guerra Patriottica e le scoperte rivoluzionarie dovettero essere dimenticate per un po'. In questo contesto, l'agenda è stata intercettata nel Regno Unito, negli Stati Uniti e in Germania. Il paradosso sta nel fatto che l'energia nucleare è apparsa come una propaggine di un progetto militaristico. Naturalmente, i paesi in guerra prima di tutto hanno cercato di ottenere le armi più potenti, e solo allora hanno pensato a modi pacifici per usare le loro scoperte.
Il primo reattore nucleare sperimentale fu lanciato negli Stati Uniti nel dicembre 1942. Il capofila del progetto era lo scienziato italiano Enrico Fermi. In URSS, il primo reattore apparve alla fine del 1946 presso l'Istituto di energia atomica. A questo punto, il bombardamento americano di Hiroshima e Nagasaki era già avvenuto. In URSS, la bomba atomica fu creata nel 1949 e la bomba all'idrogeno nel 1953. La guerra è già finita e gli scienziati hanno iniziato a preparare un reattore nucleare che funzioni per l'economia nazionale dell'Unione Sovietica.
Costruzione di centrali nucleari
La prima centrale nucleare al mondo fu lanciata nell'estate del 1954. Si è rivelata essere la centrale nucleare di Obninsk, situata nella regione di Kaluga. Negli Stati Uniti, con un leggero ritardo, hanno anche iniziato a realizzare un progetto di energia atomica. Nel 1956, gli americani riuscirono per la prima volta con l'aiuto direattore per ottenere elettricità. A poco a poco, nelle due superpotenze furono fondate sempre più nuove centrali nucleari. Ognuno di loro ha battuto un altro record di potenza.
Il picco dello sviluppo dell'energia nucleare arrivò nella seconda metà degli anni '60. Quindi il numero di costruzioni di centrali nucleari iniziò a diminuire. Negli Stati Uniti è iniziata una discussione al Congresso e alla comunità scientifica sui problemi legati alla sicurezza dell'atomo pacifico. Tuttavia, nel 1986, la produzione di energia nucleare ha raggiunto il 15% di quella generata dalle centrali elettriche convenzionali.
Simbolo dell'energia nucleare
Nel 1958 fu aperto l'Atomium a Bruxelles, dove si tenne la successiva Esposizione Mondiale. Il concetto di design è stato sviluppato dall'architetto André Waterkeyner. L'atomo si presenta come un ingrossato reticolo cristallino di ferro: nove atomi uniti tra loro. Il peso della struttura è di 2400 tonnellate e l' altezza è di 102 metri. I visitatori possono entrare in sei dei nove regni. Questi modelli di atomi, ingranditi centinaia di miliardi di volte, sono collegati tra loro da venti tubi di 23 metri. All'interno ci sono corridoi e scale mobili.
La foto dell '"atomo pacifico", apparsa a Bruxelles al culmine dell'era atomica, si diffuse rapidamente in tutto il mondo e l'Atomium divenne il simbolo di tutta l'energia nucleare e dell'idea che le scoperte scientifiche rivoluzionarie dovrebbero essere usato per il bene dell'umanità e non per guerre e distruzioni. Il punto di riferimento belga è menzionato nel romanzo dei famosi scrittori di fantascienza sovietici i fratelli Strugatsky "Il lunedì inizia sabato". Il simbolo dell'atomo pacifico compare in molti disegni, oltre che su emblemi dedicati all'energia nucleare.
Fattore ambientale
Il problema dell'inquinamento ambientale con i rifiuti radioattivi sta diventando ogni anno sempre più urgente. Ad esempio, nella Russia moderna, il personale di 10 centrali nucleari è impegnato nell'energia nucleare pacifica. Tutte queste imprese richiedono un'attenzione speciale da parte di ambientalisti e dipartimenti governativi.
50.000 metri cubi di rifiuti radioattivi si accumulano ogni anno nell'Unione Europea. Il problema chiave è che tali detriti rimangono pericolosi per migliaia di anni (ad esempio, il periodo di decadimento del plutonio-239 è di 24 mila anni).
Gestione dei rifiuti
Oggi ci sono diversi concetti su come sm altire al meglio i rifiuti radioattivi. La prima idea è quella di creare dei cimiteri situati sul fondo degli oceani. Questo è un modo piuttosto difficile da implementare. I container devono essere posizionati a una profondità considerevole, inoltre possono essere danneggiati dalle correnti marine.
La seconda idea è al vaglio della NASA, dove propone di inviare scorie nucleari nello spazio. Questo metodo è sicuro per la Terra, ma irto di spese eccessive. Ci sono altre idee: portare i rifiuti in isole disabitate o seppellirli nei ghiacci dell'Antartide. L'opzione più accettabile oggi è la costruzione di cimiteri in rocce sotterranee rocciose. La ricerca relativa a questa idea continua in Germania e Svizzera.
Lezione di Chernobyl
Per molto tempo l'energia nucleare è stata considerata incontrastata. Per diversiPer decenni, l'atomo pacifico in URSS e in altri paesi ha continuato la sua espansione economica. Tuttavia, nel 1986, a Chernobyl si verificò una tragedia che costrinse l'umanità a ripensare al proprio atteggiamento nei confronti delle centrali nucleari. Un'esplosione si è verificata in una stazione vicino a Pripyat, che ha provocato la distruzione del reattore e il rilascio nell'ambiente di una notevole quantità di sostanze radioattive pericolose per la salute.
Il famoso slogan sovietico "atomo pacifico in ogni casa" è stato compromesso. Nei primi mesi dopo l'incidente morirono 30 persone. Tuttavia, i veri effetti dell'esposizione sono venuti dopo. Negli anni successivi, altre dozzine di persone morirono in agonia a causa di una terribile malattia. Migliaia di cittadini dell'URSS si trovavano nella zona dell'infezione. Territori significativi di Bielorussia, Ucraina e Russia sono diventati inadatti all'agricoltura. L'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl ha provocato un'esplosione di fobia pubblica nei confronti dell'energia nucleare. Dopo quella tragedia, molte stazioni in tutto il mondo sono state chiuse.
Sebbene le misure di sicurezza in tali imprese siano notevolmente migliorate in 30 anni, in teoria, una tragedia simile a Chernobyl potrebbe accadere di nuovo. Si sono verificati incidenti sia prima che dopo la centrale nucleare di Chernobyl: nel 1957 - nel Regno Unito (Windscale), nel 1979 - negli USA (Three Mile Island), nel 2011 - in Giappone (Fukushima). Oggi l'AIEA ha raccolto informazioni su oltre 1.000 situazioni di emergenza nelle stazioni. Cause di incidenti: fattore umano (80% dei casi), meno spesso - difetti di progettazione. A Fukushima, in Giappone, si è verificata un'emergenza a causa di un potente terremoto e del conseguente tsunami.
Prospettive per l'energia nucleare
La questione se l'atomo pacifico abbia un futuro è complicata da un punto di vista economico e provoca molte polemiche tra gli specialisti. A causa di un gran numero di fattori contrastanti, il suo futuro è poco chiaro e nebbioso. Le ultime previsioni dell'Agenzia Internazionale dell'Energia suggeriscono che, se le tendenze attuali continuano, la quota di elettricità prodotta dalle centrali nucleari scenderà dal 15% al 9% entro il 2030.
Fino a poco tempo, l'energia nucleare era richiesta, anche a causa degli alti prezzi del petrolio. Tuttavia, nel 2014 sono diminuiti drasticamente. Così è apparsa un' altra alternativa più economica alle centrali nucleari. È anche importante che l'atomo pacifico fornisca alle persone solo elettricità (cioè, anche con un uso diffuso, non può liberare completamente la società dalla dipendenza energetica).
Petrolio o elettricità?
Il petrolio, nonostante tutto, è importante per l'industria ei trasporti. Circa il 40% dell'energia consumata dagli Stati Uniti è fornita da questa risorsa. Giappone e Francia non sono riusciti a liberarsi della dipendenza dal petrolio (sebbene utilizzino attivamente centrali nucleari). Quindi l'atomo pacifico ha un futuro o è destinato a rimanere all'ombra dell'"oro nero"? Queste tendenze suggeriscono che le centrali nucleari potrebbero appartenere al passato. Tuttavia, alcuni recenti sviluppi hanno dato nuova vita all'energia nucleare.
Stiamo parlando dell'emergere di automobili che funzionano a elettricità invece che a benzina. Oggi, tali trasporti stanno conquistando sempre più i mercati degli Stati Uniti e dell'Europa. In pochi decenni, veicoli elettricidiventerà la norma. È in questo momento che l'atomo pacifico può nuovamente venire in soccorso dell'economia mondiale. Le centrali nucleari sono in grado di risolvere il problema della domanda sempre crescente di elettricità di diversi paesi.
Energia da fusione
C'è un' altra prospettiva in cui l'atomo pacifico può fare un trionfo economico. Uno dei problemi più importanti associati al funzionamento delle centrali nucleari è la sicurezza ambientale. La questione della complessità dello sm altimento dei rifiuti radioattivi e del combustibile esaurito ha dato origine all'idea di riformattare i reattori nucleari in nuovi reattori a fusione nucleare. Tali imprese saranno completamente sicure per l'ambiente. Ma prima che questa tecnologia atomica pacifica venga introdotta in produzione, gli specialisti dovranno fare molta strada.
Team provenienti da 33 paesi del mondo stanno già lavorando a un progetto termonucleare. La natura globale dell'idea del combustibile termonucleare è dovuta ai suoi numerosi vantaggi. Non è solo sicuro dal punto di vista ecologico, ma anche inesauribile. La risorsa necessaria per gli scienziati è il deuterio, che si ottiene dagli oceani. La principale differenza tecnologica tra una stazione termonucleare e una centrale nucleare è che la fusione nucleare avverrà in nuove imprese (la fissione del nucleo viene effettuata in ex centrali nucleari). Forse questa tecnologia è il futuro dell'atomo pacifico.
