เมื่อสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่ 2 ระเบิดนิวเคลียร์สองลูกถูกทิ้งเหนือเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิของญี่ปุ่น อาวุธใหม่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นอาวุธที่อันตรายที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ การแข่งขันนิวเคลียร์ที่ตามมาระหว่างสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาทำให้ความกลัวของชุมชนโลกเกี่ยวกับปัจจัยนิวเคลียร์รุนแรงยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม นอกจากหัวรบปรมาณูแล้ว อะตอมที่สงบสุขก็ปรากฏขึ้น วลีนี้หมายถึงพลังงานนิวเคลียร์
หลักการทำงานของ NPP
การทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใดๆ ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของอะตอมฟิชชัน เพื่อที่จะเรียกมันว่าจำเป็นต้องทำการทิ้งระเบิดนิวตรอนของนิวเคลียสยูเรเนียม-235 อนุภาคที่เล็กที่สุดจะถูกแบ่งออกเป็นชิ้นส่วน ในขณะที่สร้างรังสีแกมมาและพลังงานความร้อนจำนวนมาก
อะตอมที่สงบสุขสามารถคงความสงบสุขได้ภายใต้การควบคุมอย่างเข้มงวดเท่านั้น ซึ่งบังคับสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ความจริงก็คือในระหว่างการแตกตัวนิวตรอนซึ่งก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ใหม่ การห่อหุ้มนิวเคลียสที่ไม่สามารถควบคุมได้ทำให้เกิดการระเบิด เป็นหลักการที่สนับสนุนการทำงานของระเบิดปรมาณู ที่โรงไฟฟ้า กระบวนการถูกควบคุม และพลังงานส่วนเกินถูกส่งไปยังช่องทางที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้คน
ยูเรเนียม-235
ใส่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ลงในแท่งพิเศษก่อนใช้งาน มันถูกเก็บไว้ในรูปแบบของเม็ดที่ทำจากยูเรเนียมออกไซด์ ควรเข้าใจว่าสารนี้ต่างกัน 3% ของเม็ดเหล่านี้ประกอบด้วยยูเรเนียม-235 (เขาเป็นคนที่ฟิชไซล์ระหว่างปฏิกิริยา) ส่วนที่เหลือคือยูเรเนียม-238 (ไอโซโทปนี้ไม่ใช่ฟิชไซล์)
ทำไมอัตราส่วนนี้จึงจำเป็น? เพื่อให้กระบวนการอยู่ภายใต้การควบคุม เครื่องปฏิกรณ์ที่ทำงานจะเริ่มปฏิกิริยาฟิชชัน ในระหว่างการพัฒนา ปริมาณยูเรเนียม-235 จะลดลง ในเวลาเดียวกัน ปริมาณของผลิตภัณฑ์ฟิชชันก็เพิ่มขึ้น นี่คือขยะนิวเคลียร์ สิ่งเหล่านี้ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง ดังนั้นจึงต้องกำจัดอย่างเหมาะสม อะตอมสามารถสงบสุขได้หรือไม่? ดังที่เห็นได้จากเทคโนโลยีที่บรรยายไว้ เฉพาะกับการปฏิบัติตามคำแนะนำและกฎเกณฑ์ของกระบวนการผลิตอย่างเคร่งครัดเท่านั้น
ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการปรากฏตัว
พลังงานนิวเคลียร์ (อะตอม) เกิดขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ตั้งแต่นั้นมา มีการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลายร้อยแห่งทั่วโลก (ปัจจุบันมี 442 โรงเปิดดำเนินการ) อะตอมที่สงบสุขให้พลังงานมากกว่าครึ่งหนึ่งที่จำเป็นต่อฝรั่งเศส โปแลนด์ ลิทัวเนีย สโลวาเกีย สวีเดน และเกาหลีใต้ ในยุโรปตะวันตก โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ผลิตไฟฟ้าได้ประมาณหนึ่งในสาม
มันเริ่มต้นในปี 1939 เมื่อยูเรเนียมฟิชชันถูกค้นพบในเยอรมนี งานวิจัยของชาวเยอรมันมีความสนใจอย่างมากในสหภาพโซเวียต นักวิทยาศาสตร์ทราบทันทีว่ากระบวนการที่ค้นพบใหม่ช่วยให้สามารถผลิตพลังงานจำนวนมหาศาลได้ หากผู้เชี่ยวชาญสามารถเรียนรู้ที่จะควบคุมปฏิกิริยาที่ซับซ้อนได้ สิ่งนี้จะช่วยแก้ปัญหาทางเศรษฐกิจได้มากมายปัญหา. การวิจัยของสหภาพโซเวียตครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับอะตอมที่สงบสุขเกิดขึ้นที่ RIAN (สถาบันเรเดียมของ Academy of Sciences) ภายใต้การแนะนำของนักฟิสิกส์ที่โดดเด่น Igor Kurchatov
การแข่งขันนิวเคลียร์
งานของนักวิทยาศาสตร์โซเวียตถูกขัดขวางโดยขาดยูเรเนียมสำรองของสหภาพโซเวียตเอง นอกจากนี้ มหาสงครามแห่งความรักชาติยังเริ่มต้นขึ้นในปี 1941 และการค้นพบเชิงปฏิวัติก็ต้องถูกลืมไปชั่วขณะหนึ่ง ด้วยภูมิหลังนี้ ระเบียบวาระการประชุมจึงถูกขัดขวางในสหราชอาณาจักร สหรัฐอเมริกา และเยอรมนี ความขัดแย้งอยู่ในความจริงที่ว่าพลังงานนิวเคลียร์ปรากฏเป็นหน่อของโครงการทางทหาร แน่นอน อันดับแรก ประเทศที่ทำสงครามพยายามหาอาวุธที่ทรงพลังที่สุด และจากนั้นก็คิดหาวิธีที่สงบสุขเพื่อใช้การค้นพบของพวกเขา
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทดลองเครื่องแรกเปิดตัวในสหรัฐอเมริกาเมื่อเดือนธันวาคม พ.ศ. 2485 หัวหน้าโครงการคือ Enrico Fermi นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ในสหภาพโซเวียต เครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรกปรากฏขึ้นเมื่อปลายปี พ.ศ. 2489 ที่สถาบันพลังงานปรมาณู มาถึงตอนนี้ การวางระเบิดของอเมริกาที่ฮิโรชิมาและนางาซากิได้เกิดขึ้นแล้ว ในสหภาพโซเวียต ระเบิดปรมาณูถูกสร้างขึ้นในปี 2492 และระเบิดไฮโดรเจนในปี 2496 สงครามสิ้นสุดลงแล้ว และนักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มเตรียมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อทำงานเพื่อเศรษฐกิจของสหภาพโซเวียต
ก่อสร้าง NPP
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกเปิดตัวในฤดูร้อนปี 1954 กลายเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Obninsk ซึ่งตั้งอยู่ในภูมิภาค Kaluga ในสหรัฐอเมริกาด้วยความล่าช้าเล็กน้อย พวกเขายังเริ่มดำเนินโครงการพลังงานปรมาณู ในปี 1956 ชาวอเมริกันประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกด้วยความช่วยเหลือจากเครื่องปฏิกรณ์เพื่อให้ได้ไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งใหม่ค่อยๆ ก่อตั้งขึ้นในมหาอำนาจทั้งสอง แต่ละคนทำลายสถิติพลังอีกขั้น
จุดสูงสุดของการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์เกิดขึ้นในช่วงครึ่งหลังของปี 1960 จากนั้นจำนวนการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็เริ่มลดลง ในสหรัฐอเมริกา การอภิปรายเริ่มขึ้นในสภาคองเกรสและชุมชนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของอะตอมที่สงบสุข อย่างไรก็ตาม ภายในปี 1986 การผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์มีจำนวนถึง 15% ของการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้าทั่วไป
สัญลักษณ์พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 1958 อะโทเมียมถูกเปิดขึ้นในกรุงบรัสเซลส์ ซึ่งเป็นสถานที่จัดนิทรรศการระดับโลกครั้งต่อไป แนวคิดการออกแบบได้รับการพัฒนาโดยสถาปนิก André Waterkeyner อะตอมมีลักษณะเหมือนโครงผลึกเหล็กที่ขยายใหญ่ขึ้น โดยมีอะตอมเก้าอะตอมมารวมกัน น้ำหนักโครงสร้าง 2400 ตัน ความสูง 102 เมตร ผู้เยี่ยมชมสามารถเข้าสู่หกในเก้าอาณาจักร แบบจำลองอะตอมเหล่านี้ซึ่งขยายขึ้นหลายแสนล้านครั้งเชื่อมต่อกันด้วยท่อยาว 23 เมตรจำนวนยี่สิบท่อ ข้างในเป็นทางเดินและบันไดเลื่อน
ภาพถ่ายของ “อะตอมที่สงบสุข” ซึ่งปรากฏในกรุงบรัสเซลส์ ณ จุดสูงสุดของยุคปรมาณู แพร่กระจายไปทั่วโลกอย่างรวดเร็ว และอะตอมกลายเป็นสัญลักษณ์ของพลังงานนิวเคลียร์ทั้งหมด และแนวคิดที่ว่าการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ปฏิวัติวงการควร ใช้เพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ ไม่ใช่เพื่อสงครามและการทำลายล้าง สถานที่สำคัญของเบลเยี่ยมถูกกล่าวถึงในนวนิยายโดยนักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ชาวโซเวียตที่มีชื่อเสียงอย่างพี่น้อง Strugatsky "วันจันทร์เริ่มต้นในวันเสาร์" สัญลักษณ์ของอะตอมที่สงบสุขปรากฏในภาพวาดมากมาย เช่นเดียวกับสัญลักษณ์ที่อุทิศให้กับพลังงานนิวเคลียร์
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
ปัญหามลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมของขยะกัมมันตภาพรังสีเริ่มทวีความรุนแรงขึ้นทุกปี ตัวอย่างเช่น ในรัสเซียสมัยใหม่ บุคลากรของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 10 แห่งมีส่วนร่วมในพลังงานนิวเคลียร์อย่างสันติ องค์กรเหล่านี้ทั้งหมดต้องการการดูแลเป็นพิเศษจากนักสิ่งแวดล้อมและหน่วยงานของรัฐ
50,000 ลูกบาศก์เมตรของกากกัมมันตภาพรังสีสะสมในสหภาพยุโรปทุกปี ปัญหาสำคัญคือเศษซากดังกล่าวยังคงเป็นอันตรายเป็นเวลาหลายพันปี (เช่น ระยะเวลาการสลายตัวของพลูโทเนียม-239 คือ 24,000 ปี)
การจัดการขยะ
วันนี้มีแนวคิดหลายประการเกี่ยวกับวิธีที่ดีที่สุดในการกำจัดขยะกัมมันตภาพรังสี แนวคิดแรกคือการสร้างพื้นที่ฝังศพใต้ท้องทะเล นี่เป็นวิธีปฏิบัติที่ค่อนข้างยาก ตู้คอนเทนเนอร์ต้องอยู่ลึกพอสมควร นอกจากนี้ กระแสน้ำอาจเสียหายได้
NASA กำลังพิจารณาแนวคิดที่สอง โดยเสนอให้ส่งขยะนิวเคลียร์ออกสู่อวกาศ วิธีนี้ปลอดภัยสำหรับโลก แต่เต็มไปด้วยการใช้จ่ายที่มากเกินไป มีแนวคิดอื่นๆ อีก เช่น การนำขยะไปทิ้งที่เกาะร้างหรือฝังไว้ในน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกา ตัวเลือกที่ยอมรับได้มากที่สุดในปัจจุบันคือการสร้างพื้นที่ฝังศพในหินใต้ดินที่เป็นหิน การวิจัยที่เกี่ยวข้องกับแนวคิดนี้ยังคงดำเนินต่อไปในเยอรมนีและสวิตเซอร์แลนด์
บทเรียนเชอร์โนบิล
พลังงานนิวเคลียร์ถือว่าไม่มีข้อโต้แย้งมาเป็นเวลานาน สำหรับหลาย ๆเป็นเวลาหลายทศวรรษที่อะตอมที่สงบสุขในสหภาพโซเวียตและประเทศอื่น ๆ ยังคงขยายตัวทางเศรษฐกิจต่อไป อย่างไรก็ตาม ในปี 1986 โศกนาฏกรรมเกิดขึ้นที่เชอร์โนบิล ซึ่งบีบให้มนุษยชาติต้องคิดใหม่ทัศนคติที่มีต่อโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เกิดการระเบิดที่สถานีใกล้ Pripyat ซึ่งส่งผลให้เครื่องปฏิกรณ์ถูกทำลายและปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีออกสู่สิ่งแวดล้อมจำนวนมากซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพ
สโลแกนโซเวียตอันโด่งดัง "อะตอมที่สงบสุขในทุกบ้าน" ถูกประนีประนอม ในช่วงเดือนแรกหลังเกิดอุบัติเหตุ มีผู้เสียชีวิต 30 ราย อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่แท้จริงของการเปิดรับแสงมาในภายหลัง ในปีต่อมา ผู้คนอีกหลายสิบคนเสียชีวิตด้วยความเจ็บปวดจากโรคร้าย พลเมืองของสหภาพโซเวียตหลายพันคนอยู่ในเขตติดเชื้อ ดินแดนที่สำคัญของเบลารุส ยูเครน และรัสเซียไม่เหมาะสำหรับการเกษตร อุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลทำให้เกิดความหวาดกลัวต่อสาธารณชนที่เกี่ยวข้องกับพลังงานนิวเคลียร์ หลังจากโศกนาฏกรรมครั้งนั้น สถานีต่างๆ ทั่วโลกถูกปิด
แม้ว่ามาตรการรักษาความปลอดภัยในองค์กรดังกล่าวจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา แต่ในทางทฤษฎี โศกนาฏกรรมที่คล้ายกับเชอร์โนบิลก็อาจเกิดขึ้นได้อีก มีอุบัติเหตุทั้งก่อนและหลังโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิล: ในปี 1957 - ในสหราชอาณาจักร (Windscale) ในปี 1979 - ในสหรัฐอเมริกา (Three Mile Island) ในปี 2011 - ในญี่ปุ่น (ฟุกุชิมะ) วันนี้ IAEA ได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสถานการณ์ฉุกเฉินกว่า 1,000 สถานการณ์ที่สถานีต่างๆ สาเหตุของการเกิดอุบัติเหตุ: ปัจจัยมนุษย์ (80% ของกรณี) น้อยกว่า - ข้อบกพร่องในการออกแบบ ที่ฟุกุชิมะในญี่ปุ่น เกิดเหตุฉุกเฉินขึ้นเนื่องจากแผ่นดินไหวที่รุนแรงและสึนามิที่ตามมา
อนาคตของพลังงานนิวเคลียร์
คำถามที่ว่าอะตอมที่สงบสุขมีอนาคตหรือไม่นั้นซับซ้อนจากมุมมองทางเศรษฐกิจและทำให้เกิดการโต้เถียงกันอย่างมากในหมู่ผู้เชี่ยวชาญ เนื่องจากปัจจัยที่ขัดแย้งกันจำนวนมาก อนาคตจึงไม่ชัดเจนและมีหมอกหนา การคาดการณ์ล่าสุดที่ออกโดยสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศแนะนำว่า หากแนวโน้มในปัจจุบันยังดำเนินต่อไป ส่วนแบ่งการผลิตไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะลดลงจาก 15% เป็น 9% ภายในปี 2573
เมื่อไม่นานนี้ พลังงานนิวเคลียร์เป็นที่ต้องการ รวมถึงราคาน้ำมันที่สูง อย่างไรก็ตามในปี 2014 พวกเขาลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีทางเลือกอื่นที่ถูกกว่าสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ อะตอมที่สงบสุขก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกันที่อะตอมที่สงบสุขจะจัดหากระแสไฟฟ้าให้กับผู้คนเท่านั้น (นั่นคือ แม้ว่าจะมีการใช้อย่างแพร่หลาย แต่ก็ไม่สามารถกำจัดสังคมที่พึ่งพาพลังงานได้อย่างสมบูรณ์)
น้ำมันหรือไฟฟ้า
น้ำมันก็มีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมและการขนส่ง ประมาณ 40% ของพลังงานที่สหรัฐอเมริกาใช้นั้นมาจากทรัพยากรนี้ ญี่ปุ่นและฝรั่งเศสไม่สามารถเลิกพึ่งพาน้ำมันได้ (แม้ว่าพวกเขาจะใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์อย่างแข็งขัน) อะตอมที่สงบสุขจึงมีอนาคตหรือถึงวาระที่จะอยู่ในเงาของ "ทองคำดำ"? แนวโน้มเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อาจกลายเป็นอดีตไปแล้ว อย่างไรก็ตาม การพัฒนาเมื่อเร็วๆ นี้บางอย่างทำให้พลังงานนิวเคลียร์มีชีวิตใหม่
เรากำลังพูดถึงการเกิดขึ้นของรถยนต์ที่ใช้ไฟฟ้าแทนน้ำมันเบนซิน ทุกวันนี้ การขนส่งดังกล่าวได้พิชิตตลาดของสหรัฐอเมริกาและยุโรปมากขึ้นเรื่อยๆ ในอีกไม่กี่ทศวรรษ ยานยนต์ไฟฟ้าจะกลายเป็นบรรทัดฐาน ขณะนี้อะตอมที่สงบสุขสามารถเข้ามากอบกู้เศรษฐกิจโลกได้อีกครั้ง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์สามารถแก้ปัญหาความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มมากขึ้นของประเทศต่างๆ ได้
พลังงานฟิวชั่น
มีอีกมุมมองหนึ่งที่อะตอมที่สงบสุขสามารถสร้างชัยชนะทางเศรษฐกิจได้ ปัญหาที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม คำถามเกี่ยวกับความซับซ้อนของการกำจัดกากกัมมันตภาพรังสีและเชื้อเพลิงใช้แล้วทำให้เกิดแนวคิดในการจัดรูปแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่ให้เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันเครื่องใหม่ วิสาหกิจดังกล่าวจะปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมอย่างสมบูรณ์ แต่ก่อนที่เทคโนโลยีอะตอมที่สงบสุขนี้จะถูกนำมาใช้ในการผลิต ผู้เชี่ยวชาญจะต้องไปไกลกว่านี้
ทีมจาก 33 ประเทศทั่วโลกกำลังทำงานในโครงการแสนสาหัส ลักษณะทั่วโลกของแนวคิดเรื่องเชื้อเพลิงเทอร์โมนิวเคลียร์เกิดจากข้อดีหลายประการ มันไม่เพียงปลอดภัยจากมุมมองของนิเวศวิทยา แต่ยังไม่รู้จักเหนื่อย ทรัพยากรที่จำเป็นสำหรับนักวิทยาศาสตร์คือดิวเทอเรียมซึ่งได้มาจากมหาสมุทร ความแตกต่างทางเทคโนโลยีหลักระหว่างสถานีเทอร์โมนิวเคลียร์และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือ นิวเคลียร์ฟิวชันจะเกิดขึ้นที่สถานประกอบการใหม่ (นิวเคลียสฟิชชันจะดำเนินการที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เดิม) บางทีเทคโนโลยีนี้อาจเป็นอนาคตของอะตอมที่สงบสุข