მეორე მსოფლიო ომის ბოლოს იაპონიის ქალაქების ჰიროშიმასა და ნაგასაკის თავზე ორი ბირთვული ბომბი ჩამოაგდეს. ახალი იარაღი კაცობრიობის ისტორიაში ყველაზე მომაკვდინებელი აღმოჩნდა. სსრკ-სა და აშშ-ს შორის შემდგომმა ბირთვულმა რბოლამ კიდევ უფრო გაამძაფრა მსოფლიო საზოგადოების შიში ბირთვული ფაქტორის მიმართ. თუმცა, ატომური ქობინების გარდა, მშვიდობიანი ატომი გამოჩნდა. ეს ფრაზა ეხება ბირთვულ ენერგიას.
NPP მუშაობის პრინციპი
ნებისმიერი ატომური ელექტროსადგურის მოქმედება ემყარება ატომის დაშლის რეაქციას. იმისათვის, რომ მას ვუწოდოთ, აუცილებელია ურანის-235 ბირთვების ნეიტრონული დაბომბვის ჩატარება. უმცირესი ნაწილაკები იყოფა ფრაგმენტებად, ამასთან წარმოქმნიან უზარმაზარ რაოდენობას გამა სხივებს და თერმულ ენერგიას.
მშვიდობიან ატომს შეუძლია დარჩეს მშვიდობიანი მხოლოდ მკაცრი კონტროლის ქვეშ, რომელიც სავალდებულოა ატომური ელექტროსადგურებისთვის. ფაქტია, რომ დაშლის დროს წარმოიქმნება ნეიტრონები, რომლებიც წარმოშობენ ახალ ჯაჭვურ რეაქციებს. ბირთვების უკონტროლო მოხვევა იწვევს აფეთქებას. სწორედ ეს პრინციპი ემყარება ატომური ბომბების მოქმედებას. ელექტროსადგურებში პროცესი კონტროლდება და ჭარბი ენერგია მიმართულია ხალხისთვის სასარგებლო არხზე.
ურანი-235
ბირთვული საწვავი მოთავსებულია სპეციალურ ღეროებში გამოყენებამდე. ის ინახება ურანის ოქსიდისგან დამზადებული ტაბლეტების სახით. უნდა გვესმოდეს, რომ ეს ნივთიერება ჰეტეროგენულია. ამ ტაბლეტების 3% შედგება ურანი-235-ისგან (ეს არის ის, ვინც იშლება რეაქციის დროს), დანარჩენი არის ურანი-238 (ეს იზოტოპი არ არის გახლეჩილი).
რატომ არის საჭირო ეს თანაფარდობა? პროცესის კონტროლის ქვეშ შესანარჩუნებლად. მოქმედი რეაქტორი იწყებს დაშლის რეაქციას. მისი განვითარების პროცესში მცირდება ურანი-235-ის რაოდენობა. ამავდროულად იზრდება დაშლის პროდუქტების მოცულობა. ეს არის ბირთვული ნარჩენები. ისინი სერიოზულ საფრთხეს უქმნის გარემოს და ამიტომ სათანადოდ უნდა განადგურდეს. შეიძლება ატომი იყოს მშვიდობიანი? როგორც აღწერილი ტექნოლოგიიდან ჩანს, მხოლოდ საწარმოო პროცესის ინსტრუქციისა და წესების მკაცრი დაცვით.
გარეგნობის წინაპირობები
ბირთვული (ატომური) ენერგია წარმოიშვა მე-20 საუკუნის შუა ხანებში. მას შემდეგ ასობით ატომური ელექტროსადგური აშენდა მთელ მსოფლიოში (დღეს 442 ფუნქციონირებს). მშვიდობიანი ატომი უზრუნველყოფს საფრანგეთის, პოლონეთის, ლიტვის, სლოვაკეთის, შვედეთისა და სამხრეთ კორეისთვის საჭირო ენერგიის ნახევარზე მეტს. დასავლეთ ევროპაში ატომური ელექტროსადგურები გამოიმუშავებენ ელექტროენერგიის დაახლოებით მესამედს.
ყველაფერი დაიწყო 1939 წელს, როდესაც გერმანიაში ურანის დაშლა აღმოაჩინეს. გერმანელთა კვლევები უკიდურესად დაინტერესებული იყო სსრკ-ით. მეცნიერებისთვის მაშინვე გაირკვა, რომ ახლად აღმოჩენილი პროცესი გიგანტური რაოდენობის ენერგიის წარმოების საშუალებას იძლევა. თუ სპეციალისტებს შეეძლოთ რთული რეაქციების კონტროლის სწავლა, ეს ბევრ ეკონომიკურ პრობლემას მოაგვარებდა.პრობლემები. მშვიდობიანი ატომთან დაკავშირებული პირველი საბჭოთა კვლევა ჩატარდა RIAN-ში (მეცნიერებათა აკადემიის რადიუმის ინსტიტუტი) გამოჩენილი ფიზიკოსის იგორ კურჩატოვის ხელმძღვანელობით..
ბირთვული რბოლა
საბჭოთა მეცნიერების მუშაობას აფერხებდა სსრკ ურანის საკუთარი მარაგის არარსებობა. გარდა ამისა, 1941 წელს დაიწყო დიდი სამამულო ომი და რევოლუციური აღმოჩენები გარკვეული ხნით დავიწყებას მიეცა. ამის ფონზე დღის წესრიგი დიდ ბრიტანეთში, აშშ-სა და გერმანიაში ჩაეშვა. პარადოქსი მდგომარეობს იმაში, რომ ბირთვული ენერგია გამოჩნდა მილიტარისტული პროექტის განშტოებად. რა თქმა უნდა, მეომარი ქვეყნები უპირველეს ყოვლისა ცდილობდნენ მიეღოთ ყველაზე ძლიერი იარაღი და მხოლოდ ამის შემდეგ ფიქრობდნენ თავიანთი აღმოჩენების მშვიდობიანი გამოყენების შესახებ.
პირველი ექსპერიმენტული ბირთვული რეაქტორი ამოქმედდა შეერთებულ შტატებში 1942 წლის დეკემბერში. პროექტის ხელმძღვანელი იყო იტალიელი მეცნიერი ენრიკო ფერმი. სსრკ-ში პირველი რეაქტორი 1946 წლის ბოლოს გამოჩნდა ატომური ენერგიის ინსტიტუტში. ამ დროისთვის ჰიროშიმასა და ნაგასაკის ამერიკული დაბომბვა უკვე განხორციელდა. სსრკ-ში ატომური ბომბი შეიქმნა 1949 წელს, წყალბადის ბომბი კი 1953 წელს. ომი უკვე დასრულებულია და მეცნიერებმა დაიწყეს ბირთვული რეაქტორის მომზადება საბჭოთა კავშირის ეროვნული ეკონომიკისთვის სამუშაოდ.
NPP მშენებლობა
მსოფლიოში პირველი ატომური ელექტროსადგური ამოქმედდა 1954 წლის ზაფხულში. აღმოჩნდა, რომ ეს იყო ობნინსკის ატომური ელექტროსადგური, რომელიც მდებარეობს კალუგის რეგიონში. შეერთებულ შტატებში, მცირე დაგვიანებით, ატომური ენერგიის პროექტის განხორციელებაც დაიწყეს. 1956 წელს ამერიკელებმა პირველად მიაღწიეს წარმატებასრეაქტორი ელექტროენერგიის მისაღებად. თანდათანობით, ორ სუპერსახელმწიფოში სულ უფრო მეტი ახალი ატომური ელექტროსადგური დაარსდა. თითოეულმა მათგანმა მოხსნა ძალაუფლების კიდევ ერთი რეკორდი.
ატომური ენერგიის განვითარების პიკი დადგა 1960-იანი წლების მეორე ნახევარში. შემდეგ ატომური ელექტროსადგურების მშენებლობა დაიწყო კლება. შეერთებულ შტატებში კონგრესსა და სამეცნიერო საზოგადოებაში დაიწყო დისკუსია მშვიდობიანი ატომის უსაფრთხოებასთან დაკავშირებულ პრობლემებზე. მიუხედავად ამისა, 1986 წლისთვის ბირთვული ენერგიის გამომუშავებამ მიაღწია ჩვეულებრივი ელექტროსადგურების მიერ წარმოებულის 15%-ს.
ბირთვული ენერგიის სიმბოლო
1958 წელს ბრიუსელში გაიხსნა ატომიუმი, სადაც გაიმართა შემდეგი მსოფლიო გამოფენა. დიზაინის კონცეფცია შეიმუშავა არქიტექტორმა ანდრე ვატერკეინერმა. ატომი ჰგავს რკინის გაფართოებულ კრისტალურ გისოსს: ცხრა ატომი გაერთიანებულია. კონსტრუქციის წონა 2400 ტონაა, სიმაღლე კი 102 მეტრი. ვიზიტორებს შეუძლიათ შევიდნენ ცხრა სფეროდან ექვსში. ასობით მილიარდჯერ გადიდებული ატომების ეს მოდელები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ოცი 23 მეტრიანი მილით. შიგნით არის დერეფნები და ესკალატორები.
„მშვიდობიანი ატომის“ფოტო, რომელიც ბრიუსელში გამოჩნდა ატომური ეპოქის მწვერვალზე, სწრაფად გავრცელდა მთელ მსოფლიოში და ატომიუმი გახდა მთელი ბირთვული ენერგიის სიმბოლო და იდეა, რომ რევოლუციური სამეცნიერო აღმოჩენები უნდა იყოს. გამოყენებული იქნას კაცობრიობის საკეთილდღეოდ და არა ომებისა და განადგურებისთვის. ბელგიური ღირსშესანიშნაობა მოხსენიებულია ცნობილი საბჭოთა სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლების ძმები სტრუგაცკის რომანში "ორშაბათი იწყება შაბათს". მშვიდობიანი ატომის სიმბოლო ჩანს ბევრ ნახატში, ასევე ბირთვული ენერგიისადმი მიძღვნილ ემბლემებზე.
გარემოს ფაქტორი
რადიოაქტიური ნარჩენებით გარემოს დაბინძურების პრობლემა ყოველწლიურად უფრო და უფრო აქტუალური ხდება. მაგალითად, თანამედროვე რუსეთში 10 ატომური ელექტროსადგურის პერსონალი დაკავებულია მშვიდობიანი ატომური ენერგიით. ყველა ამ საწარმოს განსაკუთრებული ყურადღება სჭირდება გარემოსდამცველებისა და სამთავრობო უწყებების მხრიდან.
ევროკავშირში ყოველწლიურად 50000 კუბური მეტრი რადიოაქტიური ნარჩენები გროვდება. მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ასეთი ნამსხვრევები სახიფათო რჩება ათასობით წლის განმავლობაში (მაგალითად, პლუტონიუმ-239-ის დაშლის პერიოდი 24 ათასი წელია).
ნარჩენების მართვა
დღეს არსებობს რამდენიმე კონცეფცია, თუ როგორ უნდა განადგურდეს რადიოაქტიური ნარჩენები. პირველი იდეა არის ოკეანეების ფსკერზე მდებარე სამარხების შექმნა. ამის განხორციელება საკმაოდ რთული გზაა. კონტეინერები უნდა განთავსდეს მნიშვნელოვან სიღრმეზე, გარდა ამისა, ისინი შეიძლება დაზიანდეს ზღვის დინებით.
მეორე იდეა განიხილება NASA-ს მიერ, სადაც ისინი სთავაზობენ ბირთვული ნარჩენების გაგზავნას კოსმოსში. ეს მეთოდი უსაფრთხოა დედამიწისთვის, მაგრამ სავსეა ზედმეტი ხარჯებით. არსებობს სხვა იდეები: ნარჩენების გადატანა დაუსახლებელ კუნძულებზე ან დამარხვა ანტარქტიდის ყინულში. დღეს ყველაზე მისაღები ვარიანტია სამარხების მშენებლობა კლდოვან მიწისქვეშა კლდეებში. ამ იდეასთან დაკავშირებული კვლევა გრძელდება გერმანიასა და შვეიცარიაში.
ჩერნობილის გაკვეთილი
დიდი ხნის განმავლობაში ბირთვული ენერგია ითვლებოდა უდავო. Რამდენიმეათწლეულების განმავლობაში სსრკ-ში და სხვა ქვეყნებში მშვიდობიანი ატომი განაგრძობდა თავის ეკონომიკურ ექსპანსიას. თუმცა, 1986 წელს ჩერნობილში მოხდა ტრაგედია, რომელმაც აიძულა კაცობრიობა გადაეფიქრებინა თავისი დამოკიდებულება ატომური ელექტროსადგურების მიმართ. პრიპიატთან ახლოს სადგურზე აფეთქება მოხდა, რამაც გამოიწვია რეაქტორის განადგურება და ჯანმრთელობისთვის საშიში რადიოაქტიური ნივთიერებების მნიშვნელოვანი რაოდენობის გარემოში გაშვება..
ცნობილი საბჭოთა სლოგანი "მშვიდობიანი ატომი ყველა სახლში" კომპრომეტირებული იყო. ავარიის შემდეგ პირველ თვეებში 30 ადამიანი დაიღუპა. თუმცა, ექსპოზიციის ნამდვილი ეფექტი მოგვიანებით მოვიდა. მომდევნო წლების განმავლობაში ათობით ადამიანი გარდაიცვალა საშინელი დაავადებისგან აგონიაში. სსრკ-ს ათასობით მოქალაქე იყო ინფექციის ზონაში. ბელორუსის, უკრაინისა და რუსეთის მნიშვნელოვანი ტერიტორიები სოფლის მეურნეობისთვის უვარგისი გახდა. ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე მომხდარმა ავარიამ გამოიწვია ატომური ენერგიის მიმართ საზოგადოების ფობიის გავრცელება. ამ ტრაგედიის შემდეგ მსოფლიოში მრავალი სადგური დაიხურა.
მიუხედავად იმისა, რომ უსაფრთხოების ზომები ასეთ საწარმოებში საგრძნობლად გაუმჯობესდა 30 წლის განმავლობაში, თეორიულად, ჩერნობილის მსგავსი ტრაგედია შეიძლება განმეორდეს. იყო ავარიები როგორც ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურამდე, ასევე მის შემდეგ: 1957 წელს - დიდ ბრიტანეთში (Windscale), 1979 წელს - აშშ-ში (Three Mile Island), 2011 წელს - იაპონიაში (ფუკუშიმა). დღეს, IAEA-მ შეაგროვა ინფორმაცია სადგურებზე 1000-ზე მეტი საგანგებო სიტუაციის შესახებ. ავარიის მიზეზები: ადამიანური ფაქტორი (შემთხვევების 80%), ნაკლებად ხშირად - დიზაინის ხარვეზები. იაპონიის ფუკუშიმაში ძლიერი მიწისძვრისა და ცუნამის გამო საგანგებო მდგომარეობა მოხდა.
ატომური ენერგიის პერსპექტივები
საკითხი, აქვს თუ არა მშვიდობიანი ატომს მომავალი, რთულია ეკონომიკური თვალსაზრისით და იწვევს უამრავ კამათს სპეციალისტებს შორის. მრავალი ურთიერთსაწინააღმდეგო ფაქტორების გამო, მისი მომავალი გაურკვეველი და ნისლიანია. ენერგეტიკის საერთაშორისო სააგენტოს ბოლო პროგნოზები ვარაუდობენ, რომ თუ არსებული ტენდენციები გაგრძელდება, ატომური ელექტროსადგურების მიერ წარმოებული ელექტროენერგიის წილი 2030 წლისთვის 15%-დან 9%-მდე დაეცემა..
ბოლო დრომდე ბირთვულ ენერგიაზე მოთხოვნა იყო, მათ შორის ნავთობის მაღალი ფასების გამო. თუმცა, 2014 წელს ისინი მკვეთრად დაეცა. ამრიგად, ატომური ელექტროსადგურების კიდევ ერთი იაფი ალტერნატივა გამოჩნდა. ასევე მნიშვნელოვანია, რომ მშვიდობიანი ატომი ხალხს მხოლოდ ელექტროენერგიით აწვდის (ანუ ფართო გამოყენების შემთხვევაშიც კი არ შეუძლია მთლიანად გაათავისუფლოს საზოგადოება ენერგეტიკული დამოკიდებულებისგან).
ნავთობი თუ ელექტროენერგია?
ნავთობი, ყველაფრის მიუხედავად, მნიშვნელოვანია მრეწველობისა და ტრანსპორტისთვის. ენერგიის დაახლოებით 40%, რომელსაც აშშ მოიხმარს, ამ რესურსით არის მოწოდებული. იაპონიამ და საფრანგეთმა ვერ მოიშორეს ნავთობზე დამოკიდებულება (თუმცა აქტიურად იყენებენ ატომურ ელექტროსადგურებს). მაშ, აქვს თუ არა მშვიდობიანი ატომს მომავალი თუ ის განწირულია „შავი ოქროს“ჩრდილში დარჩენისთვის? ეს ტენდენციები ვარაუდობს, რომ ატომური ელექტროსადგურები შესაძლოა წარსულის საგანი იყოს. თუმცა, ზოგიერთმა ბოლოდროინდელმა განვითარებამ ბირთვულ ენერგიას ახალი სიცოცხლე მისცა.
საუბარია მანქანების გაჩენაზე, რომლებიც ბენზინის ნაცვლად ელექტროენერგიაზე მუშაობენ. დღეს ასეთი ტრანსპორტი სულ უფრო და უფრო იპყრობს აშშ-სა და ევროპის ბაზრებს. რამდენიმე ათწლეულში ელექტრო მანქანებინორმად იქცევა. სწორედ ამ მომენტში მშვიდობიან ატომს შეუძლია კვლავ გადაარჩინოს მსოფლიო ეკონომიკა. ატომურ ელექტროსადგურებს შეუძლიათ გადაჭრან ელექტროენერგიაზე სხვადასხვა ქვეყნის მუდმივად მზარდი მოთხოვნის პრობლემა.
შერწყმის ენერგია
არის კიდევ ერთი პერსპექტივა, რომელშიც მშვიდობიან ატომს შეუძლია ეკონომიკური ტრიუმფი. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პრობლემა, რომელიც დაკავშირებულია ატომური ელექტროსადგურების მუშაობასთან, არის ეკოლოგიური უსაფრთხოება. რადიოაქტიური ნარჩენების და დახარჯული საწვავის განადგურების სირთულის საკითხმა წარმოშვა იდეა ბირთვული რეაქტორების ახალ ბირთვულ შერწყმის რეაქტორებად გადაფორმების შესახებ. ასეთი საწარმოები გარემოსთვის სრულიად უსაფრთხო იქნება. მაგრამ სანამ ეს მშვიდობიანი ატომის ტექნოლოგია წარმოებაში დაინერგება, სპეციალისტებს გრძელი გზა მოუწევთ.
მსოფლიოს 33 ქვეყნის გუნდები უკვე მუშაობენ თერმობირთვულ პროექტზე. თერმობირთვული საწვავის იდეის გლობალური ბუნება განპირობებულია მისი მრავალი უპირატესობით. ის არა მხოლოდ უსაფრთხოა ეკოლოგიის თვალსაზრისით, არამედ ამოუწურავიც. მეცნიერებისთვის აუცილებელი რესურსია დეიტერიუმი, რომელიც მიიღება ოკეანეებიდან. მთავარი ტექნოლოგიური განსხვავება თერმობირთვულ სადგურსა და ატომურ ელექტროსადგურს შორის არის ის, რომ ბირთვული შერწყმა მოხდება ახალ საწარმოებში (ბირთვული დაშლა ხორციელდება ყოფილ ატომურ ელექტროსადგურებზე). შესაძლოა, ეს ტექნოლოგია არის მშვიდობიანი ატომის მომავალი.
