No final da Segunda Guerra Mundial, duas bombas nucleares foram lançadas sobre as cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki. A nova arma provou ser a mais mortal da história humana. A corrida nuclear que se seguiu entre a URSS e os EUA exacerbou ainda mais os temores da comunidade mundial em relação ao fator nuclear. No entanto, além das ogivas atômicas, apareceu um átomo pacífico. Esta frase refere-se à energia nuclear.
Princípio de funcionamento da NPP
O funcionamento de qualquer usina nuclear é baseado na reação de fissão do átomo. Para chamá-lo, é necessário realizar um bombardeio de nêutrons de núcleos de urânio-235. As menores partículas são divididas em fragmentos, gerando uma enorme quantidade de raios gama e energia térmica.
Átomo pacífico só pode permanecer pacífico sob controle estrito, obrigatório para usinas nucleares. O fato é que durante a fissão surgem nêutrons, que dão origem a novas reações em cadeia. O envolvimento descontrolado dos núcleos leva a uma explosão. É este princípio que fundamenta a operação das bombas atômicas. Nas usinas, o processo é controlado e o excesso de energia é direcionado para um canal útil para as pessoas.
Uranium-235
O combustível nuclear é colocado em varetas especiais antes do uso. É armazenado na forma de comprimidos feitos de óxido de urânio. Deve ser entendido que esta substância é heterogênea. 3% dessas pastilhas consistem em urânio-235 (é ele que é físsil durante a reação), o restante é urânio-238 (este isótopo não é físsil).
Por que essa proporção é necessária? Para manter o processo sob controle. Um reator em funcionamento inicia uma reação de fissão. No decorrer de seu desenvolvimento, a quantidade de urânio-235 diminui. Ao mesmo tempo, o volume de produtos de fissão aumenta. Isso é lixo nuclear. Eles representam um sério risco ambiental e, portanto, devem ser descartados adequadamente. Um átomo pode ser pacífico? Como pode ser visto pela tecnologia descrita, somente com estrita observância das instruções e regras do processo de produção.
Pré-requisitos para participação
A energia nuclear (atômica) originou-se em meados do século XX. Desde então, centenas de usinas nucleares foram construídas em todo o mundo (hoje 442 estão em operação). O átomo pacífico fornece mais da metade da energia necessária à França, Polônia, Lituânia, Eslováquia, Suécia e Coréia do Sul. Na Europa Ocidental, as usinas nucleares geram cerca de um terço da eletricidade.
Tudo começou em 1939, quando a fissão de urânio foi descoberta na Alemanha. As pesquisas dos alemães estavam extremamente interessadas na URSS. Imediatamente ficou claro para os cientistas que o processo recém-descoberto permite a produção de quantidades gigantescas de energia. Se os especialistas pudessem aprender a controlar reações complexas, isso resolveria muitos problemas econômicos.problemas. A primeira pesquisa soviética relacionada ao átomo pacífico ocorreu no RIAN (Instituto de Rádio da Academia de Ciências) sob a orientação do notável físico Igor Kurchatov.
Raça Nuclear
O trabalho dos cientistas soviéticos foi prejudicado pela ausência das próprias reservas de urânio da URSS. Além disso, a Grande Guerra Patriótica começou em 1941, e as descobertas revolucionárias tiveram que ser esquecidas por um tempo. Nesse contexto, a agenda foi interceptada no Reino Unido, Estados Unidos e Alemanha. O paradoxo está no fato de que a energia nuclear surgiu como desdobramento de um projeto militarista. Claro, os países em guerra primeiro tentaram obter as armas mais poderosas, e só então pensaram em maneiras pacíficas de usar suas descobertas.
O primeiro reator nuclear experimental foi lançado nos Estados Unidos em dezembro de 1942. O líder do projeto foi o cientista italiano Enrico Fermi. Na URSS, o primeiro reator apareceu no final de 1946 no Instituto de Energia Atômica. A essa altura, o bombardeio americano de Hiroshima e Nagasaki já havia ocorrido. Na URSS, a bomba atômica foi criada em 1949 e a bomba de hidrogênio em 1953. A guerra já terminou e os cientistas começaram a preparar um reator nuclear para trabalhar para a economia nacional da União Soviética.
Construção de NPP
A primeira usina nuclear do mundo foi inaugurada no verão de 1954. Acabou sendo a usina nuclear de Obninsk, localizada na região de Kaluga. Nos Estados Unidos, com um pequeno atraso, eles também começaram a implementar um projeto de energia atômica. Em 1956, os americanos conseguiram pela primeira vez com a ajuda dereator para obter eletricidade. Gradualmente, mais e mais novas usinas nucleares foram fundadas nas duas superpotências. Cada um deles quebrou outro recorde de poder.
O auge do desenvolvimento da energia nuclear ocorreu na segunda metade da década de 1960. Então o número de construção de usinas nucleares começou a diminuir. Nos Estados Unidos, iniciou-se uma discussão no Congresso e na comunidade científica sobre os problemas associados à segurança do átomo pacífico. No entanto, em 1986, a geração de energia nuclear atingiu 15% da gerada por usinas convencionais.
Símbolo de energia nuclear
Em 1958, o Atomium foi inaugurado em Bruxelas, onde foi realizada a próxima Exposição Mundial. O conceito de design foi desenvolvido pelo arquiteto André Waterkeyner. O átomo parece uma rede de cristal de ferro ampliada: nove átomos unidos. O peso da estrutura é de 2400 toneladas e a altura é de 102 metros. Os visitantes podem entrar em seis dos nove reinos. Esses modelos de átomos, ampliados centenas de bilhões de vezes, são conectados uns aos outros por vinte tubos de 23 metros. Dentro há corredores e escadas rolantes.
A foto do “átomo pacífico”, que apareceu em Bruxelas no auge da era atômica, rapidamente se espalhou pelo mundo, e o Atomium tornou-se um símbolo de toda energia nuclear e a ideia de que as descobertas científicas revolucionárias deveriam ser usado para o benefício da humanidade, e não para guerras e destruição. O marco belga é mencionado no romance dos famosos escritores soviéticos de ficção científica, os irmãos Strugatsky "A segunda-feira começa no sábado". O símbolo do átomo pacífico aparece em muitos desenhos, bem como em emblemas dedicados à energia nuclear.
Fator Ambiental
O problema da poluição ambiental com resíduos radioativos está se tornando cada vez mais urgente a cada ano. Por exemplo, na Rússia moderna, o pessoal de 10 usinas nucleares está envolvido em energia nuclear pacífica. Todos esses empreendimentos precisam de atenção especial de ambientalistas e departamentos governamentais.
50.000 metros cúbicos de resíduos radioativos se acumulam na União Européia todos os anos. O problema principal é que esses detritos permanecem perigosos por milhares de anos (por exemplo, o período de decaimento do plutônio-239 é de 24 mil anos).
Gestão de resíduos
Hoje existem vários conceitos sobre a melhor forma de descartar os resíduos radioativos. A primeira ideia é criar cemitérios localizados no fundo dos oceanos. Esta é uma maneira bastante difícil de implementar. Os contêineres devem estar localizados a uma profundidade considerável, além disso, podem ser danificados pelas correntes marítimas.
A segunda ideia está sendo considerada pela NASA, onde eles propõem enviar lixo nuclear para o espaço sideral. Este método é seguro para a Terra, mas cheio de gastos excessivos. Há outras ideias: levar os resíduos para ilhas desabitadas ou enterrá-los no gelo da Antártida. A opção mais aceitável hoje é a construção de cemitérios em rochas subterrâneas rochosas. As pesquisas relacionadas a essa ideia continuam na Alemanha e na Suíça.
Lição de Chernobyl
Por muito tempo, a energia nuclear foi considerada incontestável. Para váriosPor décadas, o átomo pacífico na URSS e em outros países continuou sua expansão econômica. No entanto, em 1986, ocorreu uma tragédia em Chernobyl que obrigou a humanidade a repensar sua atitude em relação às usinas nucleares. Uma explosão ocorreu em uma estação perto de Pripyat, que resultou na destruição do reator e na liberação no meio ambiente de uma quantidade significativa de substâncias radioativas perigosas para a saúde.
O famoso slogan soviético "Átomo pacífico em cada lar" foi comprometido. Nos primeiros meses após o acidente, 30 pessoas morreram. No entanto, os verdadeiros efeitos da exposição vieram mais tarde. Nos anos seguintes, dezenas de pessoas morreram em agonia de uma doença terrível. Milhares de cidadãos da URSS estavam na zona de infecção. Territórios significativos da Bielorrússia, Ucrânia e Rússia tornaram-se inadequados para a agricultura. O acidente na usina nuclear de Chernobyl levou a um surto de fobia pública em relação à energia nuclear. Depois dessa tragédia, muitas estações ao redor do mundo foram fechadas.
Embora as medidas de segurança nessas empresas tenham melhorado acentuadamente ao longo de 30 anos, teoricamente, uma tragédia semelhante a Chernobyl poderia acontecer novamente. Houve acidentes antes e depois da usina nuclear de Chernobyl: em 1957 - no Reino Unido (Windscale), em 1979 - nos EUA (Three Mile Island), em 2011 - no Japão (Fukushima). Hoje, a AIEA coletou informações sobre mais de 1.000 situações de emergência nas estações. Causas de acidentes: fator humano (80% dos casos), menos frequentemente - falhas de projeto. Em Fukushima, no Japão, ocorreu uma emergência devido a um forte terremoto e ao tsunami que se seguiu.
Perspectivas para a energia nuclear
A questão de saber se o átomo pacífico tem futuro é complicada do ponto de vista econômico e causa muita polêmica entre os especialistas. Devido a um grande número de fatores conflitantes, seu futuro é incerto e nebuloso. As últimas previsões da Agência Internacional de Energia sugerem que, se as tendências atuais continuarem, a parcela de eletricidade produzida por usinas nucleares cairá de 15% para 9% até 2030.
Até recentemente, a energia nuclear estava em demanda, inclusive por causa dos altos preços do petróleo. No entanto, em 2014, eles caíram acentuadamente. Assim, surgiu outra alternativa mais barata às usinas nucleares. Também é importante que o átomo pacífico forneça às pessoas apenas eletricidade (ou seja, mesmo com uso generalizado, não pode livrar completamente a sociedade da dependência energética).
Petróleo ou eletricidade?
O petróleo, apesar de tudo, é importante para a indústria e o transporte. Cerca de 40% da energia que os EUA consomem é fornecida por esse recurso. Japão e França não conseguiram se livrar da dependência do petróleo (embora usem ativamente usinas nucleares). Então o átomo pacífico tem futuro ou está condenado a permanecer na sombra do "ouro negro"? Essas tendências sugerem que as usinas nucleares podem ser uma coisa do passado. No entanto, alguns desenvolvimentos recentes deram à energia nuclear uma nova vida.
Estamos falando do surgimento de carros movidos a eletricidade em vez de gasolina. Hoje, esse transporte está conquistando cada vez mais os mercados dos EUA e da Europa. Em poucas décadas, os veículos elétricosse tornará a norma. É neste momento que o átomo pacífico pode novamente vir em socorro da economia mundial. As usinas nucleares são capazes de resolver o problema da demanda cada vez maior de diferentes países por eletricidade.
Energia de fusão
Há outra perspectiva na qual o átomo pacífico pode fazer um triunfo econômico. Um dos problemas mais importantes associados à operação de usinas nucleares é a segurança ambiental. A questão da complexidade do descarte de resíduos radioativos e combustível irradiado deu origem à ideia de reformatar reatores nucleares em novos reatores de fusão nuclear. Tais empreendimentos serão completamente seguros para o meio ambiente. Mas antes que esta tecnologia atômica pacífica seja introduzida em produção, os especialistas terão que percorrer um longo caminho.
Equipes de 33 países do mundo já estão trabalhando em um projeto termonuclear. A natureza global da ideia de combustível termonuclear se deve às suas muitas vantagens. Não é apenas seguro do ponto de vista da ecologia, mas também inesgotável. O recurso necessário para os cientistas é o deutério, obtido dos oceanos. A principal diferença tecnológica entre uma estação termonuclear e uma usina nuclear é que a fusão nuclear ocorrerá em novas empresas (a fissão do núcleo é realizada em antigas usinas nucleares). Talvez esta tecnologia seja o futuro do átomo pacífico.
