14 Ưu điểm và nhược điểm của năng lượng hạt nhân



các lợi thế và bất lợi của năng lượng hạt nhân chúng là một cuộc tranh luận khá phổ biến trong xã hội ngày nay, được phân chia rõ ràng thành hai phe. Một số người cho rằng đó là một năng lượng đáng tin cậy và rẻ tiền, trong khi những người khác cảnh báo về những thảm họa có thể gây ra lạm dụng nó. 

Năng lượng hạt nhân hoặc năng lượng nguyên tử thu được thông qua quá trình phân hạch hạt nhân, bao gồm bắn phá một nguyên tử urani bằng neutron để nó được chia thành hai, giải phóng một lượng nhiệt lớn sau đó được sử dụng để tạo ra điện..

Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên được khánh thành vào năm 1956 tại Vương quốc Anh. Theo Castells (2012), trong năm 2000, có 487 lò phản ứng hạt nhân sản xuất một phần tư điện năng của thế giới. Hiện tại sáu quốc gia (Hoa Kỳ, Pháp, Nhật Bản, Đức, Nga và Hàn Quốc) chiếm gần 75% sản lượng điện hạt nhân (Fernández và González, 2015).

Nhiều người nghĩ rằng năng lượng nguyên tử rất nguy hiểm nhờ các vụ tai nạn nổi tiếng như Chernobyl hay Fukushima. Tuy nhiên, có những người coi loại năng lượng này là "sạch" vì nó có rất ít khí thải nhà kính.

Chỉ số

  • 1 Ưu điểm
    • 1.1 Mật độ năng lượng cao
    • 1.2 Rẻ hơn nhiên liệu hóa thạch 
    • 1.3 Sẵn có 
    • 1.4 Nó thải ra ít khí nhà kính hơn nhiên liệu hóa thạch
    • 1.5 Cần ít không gian
    • 1.6 Tạo ra ít chất thải
    • 1.7 Công nghệ vẫn đang được phát triển
  • 2 nhược điểm
    • 2.1 Uranium là một nguồn tài nguyên không tái tạo
    • 2.2 Không thể thay thế nhiên liệu hóa thạch
    • 2.3 Phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch
    • 2.4 Khai thác Uranium có hại cho môi trường
    • 2.5 Chất thải rất dai dẳng
    • 2.6 Thảm họa hạt nhân
    • 2.7 Sử dụng hiếu chiến
  • 3 tài liệu tham khảo

Ưu điểm

Mật độ năng lượng cao

Uranium là nguyên tố thường được sử dụng trong các nhà máy hạt nhân để sản xuất điện. Điều này có tài sản lưu trữ lượng năng lượng khổng lồ.

Chỉ một gram uranium tương đương với 18 lít xăng và một kilôgam tạo ra năng lượng xấp xỉ bằng 100 tấn than (Castells, 2012).

Rẻ hơn nhiên liệu hóa thạch 

Về nguyên tắc, chi phí của uranium dường như đắt hơn nhiều so với dầu hoặc xăng, nhưng nếu chúng ta tính đến việc chỉ cần một lượng nhỏ nguyên tố này để tạo ra một lượng năng lượng đáng kể, cuối cùng chi phí sẽ còn thấp hơn của nhiên liệu hóa thạch.

Sẵn có 

Một nhà máy điện hạt nhân có chất lượng để vận hành mọi lúc, 24 giờ một ngày, 365 ngày một năm, để cung cấp điện cho một thành phố; Điều này là do thời gian tiếp nhiên liệu là hàng năm hoặc 6 tháng tùy thuộc vào nhà máy.

Các loại năng lượng khác phụ thuộc vào nguồn cung cấp nhiên liệu liên tục (như nhà máy điện than), hoặc không liên tục và bị giới hạn bởi khí hậu (như nguồn tái tạo).

Nó phát ra ít khí nhà kính hơn nhiên liệu hóa thạch

Năng lượng nguyên tử có thể giúp các chính phủ đáp ứng các cam kết của họ để giảm lượng khí thải GHG. Quá trình hoạt động trong nhà máy hạt nhân không phát ra khí nhà kính vì nó không cần nhiên liệu hóa thạch.

Tuy nhiên, khí thải xảy ra trong suốt vòng đời của nhà máy; xây dựng, vận hành, khai thác và xay xát uranium và tháo dỡ nhà máy điện hạt nhân. (Sovacool, 2008).

Trong số các nghiên cứu quan trọng nhất đã được thực hiện để ước tính lượng CO2 được giải phóng do hoạt động hạt nhân, giá trị trung bình là 66 g CO2e / kWh. Đó là một giá trị phát thải lớn hơn so với các tài nguyên tái tạo khác nhưng vẫn thấp hơn so với phát thải từ nhiên liệu hóa thạch (Sovacool, 2008).

Cần ít không gian

Một nhà máy hạt nhân cần ít không gian so với các loại hoạt động năng lượng khác; nó chỉ cần đất tương đối nhỏ để lắp đặt hiệu trưởng và tháp giải nhiệt.

Ngược lại, các hoạt động năng lượng gió và mặt trời sẽ cần một vùng đất rộng lớn để sản xuất năng lượng giống như một nhà máy hạt nhân trong suốt cuộc đời hữu ích của nó.

Tạo ra ít chất thải

Chất thải do nhà máy hạt nhân tạo ra cực kỳ nguy hiểm và có hại cho môi trường. Tuy nhiên, số lượng tương đối nhỏ so với các hoạt động khác và các biện pháp an toàn đầy đủ được sử dụng, chúng có thể được cách ly khỏi môi trường mà không gây ra bất kỳ rủi ro nào.

Công nghệ vẫn đang phát triển

Vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết liên quan đến năng lượng nguyên tử. Tuy nhiên, ngoài phản ứng phân hạch, còn có một quá trình khác gọi là phản ứng tổng hợp hạt nhân, bao gồm việc nối hai nguyên tử đơn giản lại với nhau để tạo thành một nguyên tử nặng.

Sự phát triển của phản ứng tổng hợp hạt nhân, nhằm mục đích sử dụng hai nguyên tử hydro để tạo ra một helium và tạo ra năng lượng, đây là phản ứng tương tự xảy ra trong mặt trời.

Để phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra, cần có nhiệt độ rất cao và một hệ thống làm mát mạnh mẽ, gây ra những khó khăn nghiêm trọng về kỹ thuật và vẫn đang trong giai đoạn phát triển..

Nếu được thực hiện, nó sẽ ngụ ý một nguồn sạch hơn vì nó sẽ không tạo ra chất thải phóng xạ và cũng sẽ tạo ra nhiều năng lượng hơn so với hiện tại được tạo ra bởi quá trình phân hạch uranium..

Nhược điểm

Uranium là một nguồn tài nguyên không tái tạo

Dữ liệu lịch sử từ nhiều quốc gia cho thấy, trung bình, không thể khai thác hơn 50-70% uranium trong mỏ, vì nồng độ uranium dưới 0,01% không còn khả thi, vì nó đòi hỏi phải xử lý một lượng uranium lớn hơn. đá và năng lượng sử dụng lớn hơn những gì nó có thể tạo ra trong nhà máy. Ngoài ra, khai thác uranium có chu kỳ khai thác tiền gửi là 10 ± 2 năm (Dittmar, 2013).

Dittmar đã đề xuất một mô hình vào năm 2013 cho tất cả các mỏ uranium hiện có và được lên kế hoạch cho đến năm 2030, trong đó đỉnh khai thác uranium toàn cầu là 58 ± 4 kton thu được vào khoảng năm 2015 và sau đó giảm xuống tối đa 54 ± 5 ​​kton cho năm 2025 và, tối đa là 41 ± 5 kton vào khoảng năm 2030.

Số tiền này sẽ không còn đủ để cung cấp năng lượng cho các nhà máy điện hạt nhân hiện có và theo kế hoạch trong vòng 10-20 năm tới (Hình 1).

Nó không thể thay thế nhiên liệu hóa thạch

Chỉ riêng năng lượng hạt nhân không đại diện cho một sự thay thế cho nhiên liệu dầu, khí đốt và than, vì để thay thế 10 terawios được tạo ra trên thế giới từ nhiên liệu hóa thạch, sẽ cần 10 nghìn nhà máy điện hạt nhân. Thực tế, trên thế giới chỉ có 486.

Phải mất rất nhiều tiền đầu tư và thời gian để xây dựng nhà máy hạt nhân, thường mất hơn 5 đến 10 năm kể từ khi bắt đầu xây dựng cho đến khi khởi động, và điều rất phổ biến là sự chậm trễ xảy ra ở tất cả các nhà máy mới (Zimmerman 1982).

Ngoài ra, thời gian hoạt động tương đối ngắn, khoảng 30 hoặc 40 năm, và cần phải đầu tư thêm cho việc tháo dỡ nhà máy.

Phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch

Triển vọng liên quan đến năng lượng hạt nhân phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Chu trình nhiên liệu hạt nhân không chỉ liên quan đến quá trình sản xuất điện trong nhà máy, nó còn bao gồm một loạt các hoạt động bao gồm từ thăm dò và khai thác mỏ uranium đến ngừng hoạt động và ngừng hoạt động của nhà máy hạt nhân.

Khai thác Uranium có hại cho môi trường

Khai thác uranium là một hoạt động rất có hại cho môi trường, vì để có được 1 kg uranium, cần phải loại bỏ hơn 190.000 kg đất (Fernández và González, 2015).

Ở Hoa Kỳ, tài nguyên uranium trong các mỏ thông thường, trong đó uranium là sản phẩm chính, ước tính khoảng 1.600.000 tấn chất nền mà chúng có thể phục hồi, thu hồi 250.000 tấn uranium (Theobald, et al., 1972)

Uranium được chiết xuất trên bề mặt hoặc trong lòng đất, được nghiền nát và sau đó được lọc thành axit sulfuric (Fthenakis và Kim, 2007). Chất thải được tạo ra gây ô nhiễm đất và nước của nơi có các nguyên tố phóng xạ và góp phần vào sự hủy hoại của môi trường.

Uranium mang những rủi ro sức khỏe đáng kể ở những công nhân khai thác nó. Samet và các đồng nghiệp đã kết luận vào năm 1984 rằng khai thác uranium là yếu tố nguy cơ phát triển ung thư phổi cao hơn so với hút thuốc lá.

Chất thải rất dai dẳng

Khi một nhà máy kết thúc hoạt động, cần phải bắt đầu quá trình tháo dỡ để đảm bảo rằng việc sử dụng đất trong tương lai không gây ra rủi ro phóng xạ cho dân cư hoặc cho môi trường.

Quá trình tháo dỡ bao gồm ba cấp độ và thời gian khoảng 110 năm là cần thiết để đất không bị ô nhiễm. (Dorado, 2008).

Hiện tại, có khoảng 140.000 tấn chất thải phóng xạ mà không có bất kỳ loại giám sát nào, được thải ra từ năm 1949 đến 1982 tại rãnh Đại Tây Dương, bởi Vương quốc Anh, Bỉ, Hà Lan, Pháp, Thụy Sĩ, Thụy Điển, Đức và Ý (Reinero, 2013, Fernández và González, 2015). Có tính đến rằng tuổi thọ hữu ích của uranium là hàng ngàn năm, điều này thể hiện nguy cơ cho các thế hệ tương lai.

Thảm họa hạt nhân

Các nhà máy điện hạt nhân được xây dựng với các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt và các bức tường của chúng được làm bằng bê tông dày vài mét để cách ly vật liệu phóng xạ từ bên ngoài.

Tuy nhiên, không thể nói rằng chúng an toàn 100%. Trong những năm qua, đã có một vài tai nạn cho đến nay ngụ ý rằng năng lượng nguyên tử thể hiện nguy cơ đối với sức khỏe và sự an toàn của người dân.

Vào ngày 11 tháng 3 năm 2011, một trận động đất đã xảy ra 9 độ trên thang Richter ở bờ biển phía đông Nhật Bản gây ra một trận sóng thần kinh hoàng. Điều này gây ra thiệt hại lớn cho nhà máy hạt nhân Fukushima-Daiichi, nơi các lò phản ứng bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

Các vụ nổ sau đó bên trong các lò phản ứng đã giải phóng các sản phẩm phân hạch (hạt nhân phóng xạ) vào khí quyển. Các hạt nhân phóng xạ nhanh chóng liên kết với các sol khí trong khí quyển (Gaffney và cộng sự, 2004), và sau đó di chuyển rất xa trên khắp thế giới cùng với các khối không khí do sự lưu thông lớn của khí quyển. (Lozano, et al., 2011).

Thêm vào đó, một lượng lớn chất phóng xạ đã tràn ra đại dương và cho đến ngày nay, nhà máy Fukushima tiếp tục giải phóng nước bị ô nhiễm (300 t / d) (Fernández và González, 2015).

Vụ tai nạn Chernobyl xảy ra vào ngày 26 tháng 4 năm 1986, trong quá trình đánh giá hệ thống điều khiển điện của nhà máy. Thảm họa đã phơi bày 30.000 người sống gần lò phản ứng với khoảng 45 lần phóng xạ mỗi lần, xấp xỉ cùng mức phóng xạ mà những người sống sót sau vụ đánh bom ở Hiroshima (Zehner, 2012)

Trong giai đoạn đầu sau tai nạn, các đồng vị quan trọng nhất được giải phóng theo quan điểm sinh học là iốt phóng xạ, chủ yếu là iốt 131 và các iốt tồn tại ngắn khác (132, 133)..

Sự hấp thụ iốt phóng xạ khi ăn phải thức ăn và nước bị ô nhiễm và do hít phải dẫn đến phơi nhiễm nghiêm trọng bên trong tuyến giáp của con người.

Trong 4 năm sau vụ tai nạn, các cuộc kiểm tra y tế đã phát hiện ra những thay đổi đáng kể về tình trạng chức năng của tuyến giáp ở trẻ em bị phơi nhiễm, đặc biệt là trẻ em dưới 7 tuổi (Nikiforov và Gnepp, 1994)..

Sử dụng hiếu chiến

Theo Fernández và González (2015), rất khó tách ngành công nghiệp hạt nhân dân sự khỏi quân đội vì chất thải từ các nhà máy điện hạt nhân, như plutonium và uranium cạn kiệt, là nguyên liệu thô trong sản xuất vũ khí hạt nhân. Plutonium là cơ sở của bom nguyên tử, còn uranium được sử dụng trong các tên lửa. 

Sự tăng trưởng của năng lượng hạt nhân đã làm tăng khả năng của các quốc gia để có được uranium cho vũ khí hạt nhân. Người ta biết rằng một trong những yếu tố khiến một số quốc gia không có chương trình năng lượng hạt nhân bày tỏ sự quan tâm đến năng lượng này là nền tảng mà các chương trình đó có thể giúp họ phát triển vũ khí hạt nhân. (Jacobson và Delucchi, 2011).

Sự gia tăng quy mô lớn trên toàn cầu của các cơ sở năng lượng hạt nhân có thể khiến thế giới gặp nguy hiểm khi đối mặt với một cuộc chiến tranh hạt nhân hoặc khủng bố có thể xảy ra. Đến nay, việc phát triển hoặc cố gắng phát triển vũ khí hạt nhân từ các quốc gia như Ấn Độ, Iraq và Bắc Triều Tiên đã được thực hiện bí mật trong các cơ sở năng lượng hạt nhân (Jacobson và Delucchi, 2011).

Tài liệu tham khảo

  1. Castells X. E. (2012) Tái chế chất thải công nghiệp: Chất thải rắn đô thị và bùn thải. Ediciones Díaz de Santos p. 1320.
  2. Dittmar, M. (2013). Sự kết thúc của uranium giá rẻ. Khoa học về môi trường toàn diện, 461, 792-798.
  3. Fernández Durán, R., & González Reyes, L. (2015). Trong vòng xoáy năng lượng. Tập II: Sự sụp đổ của chủ nghĩa tư bản toàn cầu và văn minh.
  4. Fthenakis, V. M., & Kim, H. C. (2007). Phát thải khí nhà kính từ năng lượng điện và hạt nhân mặt trời: Một nghiên cứu vòng đời. Chính sách năng lượng, 35 (4), 2549-2557.
  5. Jacobson, M. Z., & Delucchi, M. A. (2011). Cung cấp tất cả năng lượng toàn cầu với gió, nước và năng lượng mặt trời, Phần I: Công nghệ, tài nguyên năng lượng, số lượng và các lĩnh vực cơ sở hạ tầng và vật liệu. Chính sách năng lượng, 39 (3), 1154-1169.
  6. Lozano, R. L., Hernandez-Ceballos, M.A., Adame, J.A., Casas-Ruíz, M., Sorribas, M., San Miguel, E.G., & Bolivar, J.P. (2011). Tác động phóng xạ của vụ tai nạn Fukushima trên Bán đảo Iberia: tiến hóa và tạo ra con đường trước đó. Môi trường quốc tế, 37 (7), 1259-1264.
  7. Nikiforov, Y., & Gnepp, D. R. (1994). Ung thư tuyến giáp ở trẻ em sau thảm họa Chernobyl. Nghiên cứu bệnh học của 84 trường hợp (1991-1992) từ Cộng hòa Bêlarut. Ung thư, 74 (2), 748-766.
  8. Pedro Justo Dorado Dellmans (2008). Tháo dỡ và đóng cửa các nhà máy điện hạt nhân. Hội đồng an toàn hạt nhân. SDB-01.05. P 37
  9. Samet, J.M., Kutvirt, D.M., Waxweiler, R.J., & Key, C.R. (1984). Khai thác Uranium và ung thư phổi ở người đàn ông Navajo. Tạp chí Y học New England, 310 (23), 1481-1484.
  10. Sovacool, B. K. (2008). Định giá khí thải nhà kính từ năng lượng hạt nhân: Một khảo sát quan trọng. Chính sách năng lượng, 36 (8), 2950-2963.
  11. Theobald, P.K., Schweinfurth, S.P., & Duncan, D.C. (1972). Tài nguyên năng lượng của Hoa Kỳ (số CIRC-650). Khảo sát địa chất, Washington, DC (Hoa Kỳ).
  12. Zehner, O. (2012). Tương lai bất ổn của hạt nhân. Nhà tương lai học, 46, 17-21.
  13. Zimmerman, M. B. (1982). Hiệu ứng học tập và thương mại hóa các công nghệ năng lượng mới: Trường hợp năng lượng hạt nhân. Tạp chí kinh tế Bell, số 297-310.