يتم إنتاج الطاقة النووية أثناء عملية الانشطار أو الاندماج النووي. إنها طريقة فعالة لتوليد الكهرباء. يوجد حاليًا أكثر من 400 منشأة للطاقة النووية في العالم قيد التشغيل ، وحوالي 25٪ منها في الولايات المتحدة.
تتكون الطاقة من نواة ذرة مقسمة إلى أجزاء أصغر. تنتج عملية الانقسام البروتونات والنيوترونات من خلال إطلاق الطاقة.
تولد الطاقة النووية حمولة أساسية من الكهرباء على مدار 24 ساعة في اليوم دون إطلاق انبعاثات يحتمل أن تكون خطرة في الغلاف الجوي. من ناحية أخرى ، تولد الطاقة النووية نفايات مشعة يجب تخزينها بعناية لتجنب التلوث.
فيما يلي المزايا والعيوب الكبيرة للطاقة النووية التي يجب التفكير فيها ومناقشتها.
أكبر مزايا الطاقة النووية
1. الطاقة النووية هي شكل من أشكال الطاقة يمكن الاعتماد عليها للغاية.
عندما تم إنشاؤها لأول مرة ، تم تصميم محطات الطاقة النووية لتعمل لمدة تصل إلى 50 عامًا. مع الصيانة والرعاية المناسبتين ، يُعتقد أن موارد الطاقة هذه قادرة على العمل لمدة 50 عامًا أخرى بمستوياتها الحالية. في الوقت نفسه ، هناك ما يكفي من اليورانيوم المخزن في جميع أنحاء العالم لمواكبة متطلبات الطاقة اليوم لأكثر من 100 عام. هناك أيضًا إمكانية لتمديد هذه الفترة باستخدام المنتجات الثانوية للنفايات المشعة من النباتات نفسها.
2. إنها واحدة من أكثر مصادر الطاقة أمانًا لدينا.
الخوف من الطاقة النووية آخذ في الانهيار ، حيث قادت الأحداث في تشيرنوبيل وفوكوشيما المحادثة. ومع ذلك ، من الناحية الإحصائية ، تمتلك الطاقة النووية أحد أدنى معدلات الوفيات في العالم. يتم الإبلاغ عن المعلومات لكل مليار كيلو وات ساعة يتم توليدها. يبلغ متوسط الطاقة النووية حوالي 90 حالة وفاة لتوليد الطاقة هذا. وبالمقارنة ، فإن الطاقة التي تعمل بالفحم تقتل 170000 من هذه الكمية من الطاقة المولدة. حتى الطاقة الشمسية على الأسطح لها معدل وفيات يقارب ضعف معدل الطاقة النووية.
3. الطاقة النووية ميسورة التكلفة بشكل لا يصدق.
يمكن مقارنة تكاليف الطاقة النووية بشكل مباشر بتكاليف موارد الطاقة الشمسية والرياح المتجددة. أكبر تكلفة لمنشآت الطاقة النووية هي التكلفة الرأسمالية. تقديرات تكلفة البناء النووي الجديد تصل إلى 9 مليار دولار لكل وحدة. بمجرد تشغيل المرفق ، تصبح تكاليف إنتاج الطاقة أرخص من الغاز الطبيعي أو الفحم بأكثر من 20٪. تعتبر مقارنات التكلفة الأولية أكثر دراماتيكية. تمتلك الطاقة التي تعمل بالفحم 78٪ من نفقاتك في تكاليف بدء التشغيل. محطات الغاز بنسبة 87٪. الطاقة النووية 14٪ فقط.
4. إنه مورد مثبت.
تستخدم الطاقة النووية حاليًا في أكثر من 30 دولة. وهي مسؤولة عن أكثر من 10٪ من إجمالي الكهرباء التي يتم توليدها للاستهلاك حول العالم كل يوم. في الولايات المتحدة ، الطاقة النووية مسؤولة عن حوالي 20٪ من إجمالي الكهرباء المنتجة يوميًا. تستخدم خمس دول الطاقة النووية كمصدر رئيسي للطاقة: بلجيكا وفرنسا والمجر وسلوفاكيا وأوكرانيا.
5. الطاقة النووية خيار طاقة صديق للبيئة.
بعيدًا عن النفايات النووية وخطر الانهيار ، تعد الطاقة النووية صديقة للبيئة تمامًا مثل تقنيات الطاقة المتجددة. لا يتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي أثناء الانشطار أو الاندماج النووي. على عكس الفحم أو طاقة الكتلة الحيوية ، لا يتم إطلاق أي جزيئات في الغلاف الجوي باستخدام الطاقة النووية أيضًا. نظرًا لانبعاثاتها المنخفضة ، يمكن وضع الطاقة النووية في أي مكان تقريبًا ، طالما يمكن إدارتها بأمان.
6. إنها واحدة من أكثر مصادر الطاقة كفاءة التي نعرفها.
عندما يتم التحكم في تفاعل الانشطار النووي بشكل صحيح ، يمكن أن تولد العملية طاقة يمكن استخدامها لمدة تصل إلى 3 سنوات. وهذا يعني أن معدل كفاءة الطاقة النووية أفضل بأكثر من 8000٪ من موارد الطاقة التقليدية. حتى طاقة الفحم النظيفة باستخدام التكنولوجيا الحديثة تكون فعالة بنسبة 90٪ فقط عند التحكم فيها بشكل جيد. بعض موارد طاقة الكتلة الحيوية فعالة بنسبة 60٪ فقط. وعلى عكس الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح ، يمكن تشغيلها طوال اليوم وكل يوم دون الحاجة إلى التخزين.
7. الطاقة النووية هي أيضا واحدة من أكثر أشكال الطاقة التي نعرفها كثافة.
كمية الوقود المطلوبة لتوليد الطاقة النووية صغيرة بشكل لا يصدق مقارنة بأشكال أخرى من إنتاج الطاقة. وفقًا لـ Atomic Insights ، يوفر اليورانيوم 16000 مرة من الكهرباء أكثر من الفحم مقارنة بالجنيه. عند مقارنة التقنيات الجديدة لأداء الانشطار أو الاندماج النووي ، يمكن أن يكون معدل المقارنة أكثر من 2 مليون إلى 1. نسبة التفاعلات النووية إلى التفاعلات الكيميائية أقرب إلى 10 ملايين إلى 1.
8. قم بإنشاء الوقود الخاص بك لتلبية احتياجات الإنتاج المستقبلية.
يمكن للعديد من محطات الطاقة النووية إعادة تدوير نفاياتها المستهلكة كوقود لتوليد المزيد من الطاقة. يؤدي إعادة تدوير الثوريوم إلى الانشطار بطريقة مشابهة لليورانيوم. على الرغم من أن الطاقة النووية أبعد ما تكون عن كونها مصدرًا حقيقيًا للطاقة “المتجددة” ، فقد قطعنا خطوات هائلة نحو الحد من مخاطر التلوث المرتبطة تقليديًا بالطاقة النووية.
9. الطاقة النووية مناسبة للعديد من التطبيقات.
الكهرباء المولدة من الطاقة النووية مستقرة ، مما يسمح باستخدامها بعدة طرق. يمكن توزيع الطاقة المولدة من الطاقة النووية من خلال شبكات تغطي مسافات كبيرة أيضًا بسبب هذا الاستقرار. مع وجود الطاقة النووية ، تتمتع بعض المناطق الريفية في عالمنا بالقدرة على الوصول إلى طاقة ميسورة التكلفة يمكنها تغيير حياتها. وفقًا لـ Inside Energy ، كانت كفاءة محطات الطاقة في الولايات المتحدة بين عامي 2003 و 2013 0.33755 للطاقة النووية ، وهي منافسة للكهرباء القائمة على النفط.
10. لديك خسارة لا تذكر.
في عام 2013 ، خسرت الولايات المتحدة ما يقرب من 69 تريليون وحدة حرارية بريطانية من خلال نقل وتوزيع جميع الكهرباء. هذا تقريبًا هو نفس كمية الطاقة التي يستخدمها الأمريكيون كل عام لتجفيف الملابس. على الرغم من أنه يبدو عددًا كبيرًا ، فمن المهم أن نتذكر أن الطاقة النووية تمثل 20٪ من هذا العدد في الولايات المتحدة ، وليس الكمية الإجمالية. من منظور عالمي ، فإن الخسائر أقل ، حيث أن الطاقة النووية مسؤولة عن حوالي 10٪ من إجمالي إنتاج الطاقة. تعتبر مشاكل فقدان نقل الطاقة النووية مشكلة خطيرة فقط في الدول ذات الاستخدام العالي.
المساوئ الرئيسية للطاقة النووية
1. توفر الطاقة النووية مخاطر محتملة لا ترتبط بموارد الطاقة الأخرى.
على الرغم من تهيمن تشيرنوبيل وفوكوشيما على الحديث عندما يتعلق الأمر بالحوادث النووية ، فقد وقعت العديد من الحوادث والحوادث الخطيرة. وفقًا لاتحاد العلماء المهتمين ، كان هناك أكثر من 100 حادث خطير يتعلق بالطاقة النووية اعتبارًا من عام 2014. وقد وقع أكثر من نصف هذه الحوادث منذ حادثة تشيرنوبيل. ما يقرب من 60٪ من الحوادث المتعلقة بالطاقة النووية وقعت في الولايات المتحدة.
2. يمكن أن تصبح أسلحة خطيرة.
يمكن أيضًا تحويل الطاقة النووية إلى أجهزة متفجرة يمكن استخدامها لإنتاج عوائد قوية. وفقًا لتقارير مجلة Popular Mechanics ، فإن الأسلحة التي تم إسقاطها على اليابان أضعف بمقدار 3000 مرة مقارنة بالأسلحة النووية الحديثة المتوفرة اليوم. أطلق Little Boy ، الاسم المستعار لإحدى القنابل التي أُلقيت على اليابان ، حوالي 15 كيلوطنًا من الطاقة. أطلق أكبر سلاح نووي تم تفجيره على الإطلاق ، يسمى “قنبلة القيصر” ، 5.3 ميغا طن من الطاقة.
3. تولد الطاقة النووية نفايات ضارة.
تحترق الطاقة النووية بشكل نظيف ، وهو ما يُنظر إليه على أنه ميزة. كما أنه ينتج نفايات مشعة سامة للبيئة وخطرة على الإنسان. إذا لم يتم التخلص من هذه النفايات بشكل صحيح ، فإن الضرر الذي تسببه يمكن أن يستمر لمئات ، إن لم يكن آلاف السنين. في الولايات المتحدة ، يقدر الضرر المرتبط مباشرة بتخزين مواد النفايات النووية بما لا يقل عن 38 مليار دولار. تشير بوليتيكو إلى أن التكاليف قد تصل إلى 65 مليار دولار.
4. يخلق مشاكل صحية للأشخاص المعرضين.
تولد الحوادث في منشآت الطاقة النووية إشعاعات مؤينة. تحدث هذه الموجات والجسيمات بشكل طبيعي ، مما يؤدي إلى تعرضات خطيرة في حالة وقوع حادث في المنشأة. يمكن أن تحدث سرطانات الغدة الدرقية بسبب التعرض لليود المشع. يمكن أن يكون التعرض لنظير Cs-137 داخليًا أو خارجيًا. ترتبط المشكلات الصحية الأخرى ، بما في ذلك العيوب الخلقية ، أيضًا بالتعرض للإشعاع.
5. للطاقة النووية تكاليف لا تحسب في النفقات الرأسمالية.
9 مليارات دولار من تكاليف رأس المال (أو أكثر) المدرجة هي سعر بناء منشأة من الصفر. لا يشمل أي من التكاليف المرتبطة التي تأتي مع تخزين النفايات على المدى الطويل وغيرها من التدابير الوقائية المطلوبة لمنع التسرب الإشعاعي. يجب دمج تكاليف النظام والضرائب الخاصة بالطاقة النووية والتكاليف الخارجية غير المدعومة في حساب إجمالي الإنفاق. بمجرد حدوث كل هذا ، قد تجد بعض المجتمعات أن الاستثمار في الطاقة المتجددة أرخص من الاستثمار في الطاقة النووية.
6. إنها ليست مصدر طاقة متجددة.
غالبًا ما يتم التعامل مع الطاقة النووية كمصدر للطاقة المتجددة. إنها ليست واحدة. تستهلك معظم المنشآت النووية اليورانيوم لتوليد الكهرباء. يمكن للمنشآت الجديدة أيضًا أن تستهلك الثوريوم. وهذا يعني أن الطاقة النووية ، على الرغم من أنها أنظف من الفحم أو الغاز الطبيعي ، تستمر في استهلاك الموارد الطبيعية. ما لم يتم تحديد احتياطيات جديدة أو تطوير تقنيات ، فهناك احتمال أن تختفي المواد اللازمة لإنشاء الانشطار أو الاندماج النووي في الأجيال القادمة. يقدر إجمالي احتياطي اليورانيوم في الولايات المتحدة بـ 60 مليون جنيه بالأسعار الجارية.
7. الطاقة النووية ليس لديها نفس مستويات الموارد المخزنة.
حتى في أفضل الحالات ، سيواجه أطفال اليوم حقيقة الحاجة إلى مصدر جديد للطاقة في حياتهم. بالمقارنة ، تمتلك الولايات المتحدة أكثر من 400 عام من الفحم المخزن للاستهلاك مع احتياجات الطاقة اليوم. المنشآت التي تم بناؤها قبل 30-50 سنة سوف تبلى خلال 30-50 سنة. تكلفة استبدال أكثر من 400 تركيب في جميع أنحاء العالم هي تكلفة قد تتجاوز 4 مليارات دولار. وهذا ثمن باهظ تدفعه الأجيال القادمة.
8. يتطلب التعدين.
إن تعدين اليورانيوم ثم تكريره لاستخدامه في منشأة نووية بعيد كل البعد عن أن يكون عملية نظيفة. ينتج عن نقل المواد انبعاثات يمكن أن تؤثر على البيئة. في عام 2016 ، تم حفر أكثر من 1100 بئر لاستخراج اليورانيوم ، وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 14٪ عن الأرقام التي نشرتها الحكومة الأمريكية في عام 2015. وفي المجموع ، تم إنتاج 2.5 مليون رطل من اليورانيوم في الولايات المتحدة بإجمالي إنفاق 170 مليون دولار.
9. الطاقة النووية ، عندما لا يتم توزيعها بكفاءة ، يمكن أن تتعرض لخسائر كبيرة.
يمكن أن تصل الخسائر في الهند إلى 30٪ من الكهرباء المرسلة عبر شبكة التوزيع ، على الرغم من أن السرقة قد تكون عاملاً مساهماً في هذا الرقم. في الولايات المتحدة ، يمكن أن تصل خسائر الكهرباء إلى 13٪. لتجنب فقدان الكهرباء ، يجب تركيب خطوط نقل عالية الجهد ومنخفضة الخسارة ، والتي تكون ذات تكلفة أعلى مقارنة بخطوط النقل ذات الجهد المنخفض التي تعاني من مستويات أعلى من الضياع.
تشير المزايا والعيوب الرئيسية للطاقة النووية إلى أن هذه التكنولوجيا آمنة وفعالة ، على الرغم من وجود مخاطر شديدة يجب إدارتها بعناية. حتى لو تم كل شيء بشكل صحيح ، فإن كارثة طبيعية وما حدث بعد ذلك في فوكوشيما يوضح لنا مخاطر تقنيات الطاقة النووية. ثم هناك إمكانية صنع أسلحة بهذه الطاقة يمكن أن تدمر دولًا بأكملها. هذا هو السبب في أنه من المهم جدًا تنفيذ هذه التكنولوجيا بعناية واستخدامها لصالح البشرية جمعاء ، بدلاً من مجرد قلة مميزة.