Nuklearna energija

1. Nuklearna energija • Nuklearna era je počela 1945. bacanjem dve atomske bombe na japanske gradove Hirošimu i Nagasaki, čime je okončan II Svetski rat • Smatra se da je mirnodopsko korišćenje (mirnodopska era) počelo 1953. godine, govorom američkog predsednika Dvajta Ajzenhauera u UN • U istorijskom govoru “Atomi za mir” on je objavio da će SAD graditi nuklearne elektrane za proizvodnju velike količine čiste električne energije • Ova proizvodnja će omogućiti dalji ekonomski i privredni napredak razvijenih zemalja

2. Šta je radioaktivnost • Radioaktivnost je prirodni fenomen • Karakterističan je za elemente koji imaju teška jezgra (velikim atomskim brojem) • U suštini ovi elementi imaju nestabilna jezgra i zračenjem pokušavaju da dođu u stabilnije stanje, emitujući radioaktivno zračenje (radioaktivno raspadanje) pri čemu prelaze u elemente sa manjim atomskim brojem i sa nižim energetskim nivoom • Pri radioaktivnom raspadanju, osim zračenja emituju i veliku količinu energije • Prirodno su prisutni u kori zemlje • Stari su koliko i planeta zemlja • Svi živi organizmi su prirodno adaptirani na radioaktivno zračenje • Radioaktivnost zemlje se naziva prirodnim fonom zračenja

3. Istorijat nuklearne energije • U periodu od 1970-1975. u SAD je naručeno 140 novih reaktora za nuklearne elektrane • Neki zagovornici ovog vida snabdevanja energijom su predviđali da će do kraja ovog veka samo u SAD biti 1500 reaktora • Visoki troškovi izgradnje i skupa energija koju prizvode, poremetili su ove planove • Nakon 1975. natučeno je samo 13 reaktora, ali su i oni brzo otkazani • U suštini od 140 reaktora naručenih u prvoj polovini 70-tih godina prošlog veka realizovano je samo 40

4. Nuklearni reaktori u Evropi

5. Nuklearno gorivo • Najčešće se kao gorivo u nuklearnim elektranama koristi U235, prirodno prisutan izotop urana • U rudi urana se obično nalazi u malim koncentracijama (0.7%) • Da bi se koristio mora biti koncentrisan (obogaćen) hemijski i mehanički do koncentracije od 3% • Ovako obogaćen U235 se formira u male pelete tanke kao olovka i duge oko 1.5cm teška svega 8.5g • Svaka peleta je energetski ekvivalent 1t uglja ili 4 barela nafte

6. Nuklearna reakcija - fisija • Ako se nestabilno jezgro U235 pogodi neutronom on bi se raspao (fisija), oslobodi energiju i jos neutrana • Ovi oslobođeni neutroni pogađaju druga jezgra U235 i reakcija se ubrzava i dalje teče kao lančana reakcija u kojoj se oslobađa ogromna količina energije • Čitava reakcija zbog svog jakog intenziteta mora da se usporava • Usporavanje se vrši hlađenjem (vodom) i apsorpcijom neutrona (kadmijum, bor) • Voda koja hladi reaktor istovremeno odnosi višak topote, koji u vidu vodene pare pokreće paroturbinu • Najveća opasnost leži u pregrejavanju reaktora i “propadanju” njegovog jezgra

7. Dobijanje električne energije fisijom Nuklearna elektrana funkcioniše na principu paroturbine. Oslobođena toplota se u obiku pare prenosi do turbine koju para pod pritiskom pokreće, čime se generiše električna energija.

8. Brider reaktori • Služe stvaranju i korišćenju nuklearnog goriva • Fisijom stvaraju plutonijumove i torijumove izotope i stabilne forme urana • Početni materijal je istrošeni reciklirani uran iz konvencionalnih reaktora • Ovi raktori bi mogli da rade potpuno nezavisno • Problemi sa velikim temperaturama, oa se za hlađenje umesto vode koristi tečni natrijum koji je jako korozivan, lako zapaljiv i eksplozivan u kontaktu sa vodom

9. Fuzija • Alternativa fisionoj nuklearnoj energiji • Fisija je spajanje jezgara dva elemetna male molekulske mase u jedno čime se oslobađa daleko veća energija nego tokom fisije • Reakcije se dešavaju na suncu i tokom nuklearnih eksplozija (hidrogenska bomba) • Reakcija se može pokrenuti u uslovima temperature od 100 mil °C i pritisku od nekoliko mil atmosfera

10. Dobijanje energije iz fuzije • Dobijanje energije nuklearnom fuzijom još u fazi teorije i eksperimenara, zbog potrebnih uslova visoke temperature i pritiska • Takođe, bezbedonosni problem je u kontrolisanom hlađenju reaktora koji će oslobađati ogromnu količinu toplote – daleko veću nego prilikom fisije

11. Nuklearna energija u zdravstvu Ima široku primenu u medicini. Koristi se u dijagnostici (razna snimanja) i terapijama (zračenja tumora i kancera)

12. Pogonsko gorivo Veliki ratni brodovi Ledolomci Podmornice

13. Istraživanja/naučna istraživanja CERN

14. Radioaktivno zračenje • Radioaktivno zračenje podrazumeva emitovanje alfa, beta čestica i gama zraka • Emituju se pri radioaktivnom raspadanju elemenata • Alfa čestice jezgra helijuma • Beta čestice predstavljaju protone

15. Prodornost zračenja • Najveću prodornost imaju gama zraci • Zračenje izaziva promene u tkivima i na genetičom materijalu • Ima mutageno i kancerogeno dejstvo • Radioaktivni nukleotidi mogu efektima bioakumiulacije i biomagnifikacije ostati u ekosistemu, staništu i organizmima

16. Radioaktivne padavine • 26. aprila 1986. desila se najveća nuklearna katastrofa • U Černobilu je eksplodirano četvrti reaktor u nuklearnoj elektrani • Razlog – paljenje grafitnog omotača • Usled eksplozje sitne radioaktivne čestice su nošene vetromsu dospele do zapada i jugozapada Evrope • Na tlo su dospele u obliku tzv. radioaktivnnih padavina • Zagađen veliki deo Evrope radioaktivnošću niskog intenziteta

17. Veliki nuklearni akcidenti • Akcident na ostrvu Tri Milje 1978. godine • Vindskal Plutonijum reaktoru 1957. godine • Majak na Uralu 1957. godine • Dejvis Bejs kod Toleda 2002. godine • Atomske bombe

18. Deponovanje radioaktivnog otpada • Deponovanje u okeane • Deponovanje pod zemlju • Deponovanje na polovima • Lansiranje ka suncu

19. Deponovanje na okeansko dno • Do 1970. godine razvijene zemlje (Velika Britanija, Francuska, SAD, Japan) su svoj nuklearni otpad odlagale na okeansko dno • Sav ovaj materijl je permanentno zagađivao Arktički okean • Počev od 1965. do danas ex SSSR je KArsko more odložila 18 reaktora, od toga 7 sa nuklearnim gorivom • Odložili (izlili) u Barencovo more milion litara tečnog radioaktivnog otpada • SSSR ukupno odložio više od duplo radioaktivnog otpada u odnosu na ostalih 12 tzv. nuklearnih nacija • 1992. godine i pored protesta Japana, Rusija odlaže 900t radiaktivnog materijala u Japansko more

20. Deponovanje ispod površine zemlje • Produkcijom 1000t uranijumovog goriva stvara se 100000t prašine i 3.5 mil litara tečnog otpada • Dodatno oko 200 mil t radiaktivnih čestica se nalazi oko elektrana i rudnika • Dodatno 100000t ozračenog materijala (alati, odeća, istrumenti...) niske radioaktivnosti, i 15000 t visoko radioaktivnog otpada • Skladište u Juka planini • Skladište Majak u blizini Čeljebinska na Uralu kapaciteta 20000t visoko radioaktivnog otpada (očekuju prihod od 20 mld dolara)

21. Demontiranje nuklearnih postrojenja • Većina nuklearnih elektrana dizajnirana za rad do 30 godina • Demontiranje nuklearne elektrane košta 2-10 puta više nego gradnja • 2003. godine zatvorna prva od 19 nuklearnih elektrana u Nemačkoj. Za demontiranje će biti potrošeno oko 500 mil evra • Demontiranje 103 reaktora u SAD će koštati 200 mld i 1 triliona dolara • Koliko će koštani 1000-godišnje čuvanje otpada, niko ne može ni da proceni Nuklearna elektrana San Onofore, Kalifornija

22. Opasnost od radijacije • Rizik koji postoji izaziva opravdanu zabrinutost • Opasnost postoji u svim fazama korišćenja, od rudnika, fabrika za preradu, nuklearnih elektrana do skladištenja ovog visokorizičnog otpada • Budućnost neizvesna • Dok energetičari propagiraju, usled stalnog povaćanja potrošnje energije, zaštitari oštro kritikuju zbog potencijalnih rizika koji realno postoje Protesti Zelenih protiv odlaganja nuklearnog otpada