Atominiai lėktuvnešiai ir povandeniniai laivai žmonių nestebina, tačiau tai iš tiesų yra rimtas technologinis pasiekimas. Pagaminti mažą, bet saugų ir lengvai prižiūrimą branduolinį reaktorių tikrai nėra lengva. Vis dėlto, „Ford“ kadaise manė, kad tai įmanoma pasiekti ir ateityje visi galėtų važinėti atominiais automobiliais.
Branduolinės energetikos įkvėpimas ir „Ford Nucleon“ atsiradimas
6-ajame ir 7-ajame dešimtmečiuose branduolinė energetika vis dar buvo pakankamai naujas dalykas. Kaip ir visos naujienos, branduoliniai reaktoriai kaitino žmonių vaizduotę. 1955 metais į vandenį buvo nuleistas „USS Nautilus“ - pirmasis atominis povandeninis laivas pasaulyje. Tai buvo išties didžiulis pasiekimas, vertęs žmones galvoti, kad ateityje reaktoriai tik mažės ir paprastės. Įkvėptas šios idėjos, „Ford“ 1957 metais nusprendė dar labiau pakurstyti žmonių vaizduotę ir pristatė „Nucleon“ koncepciją - automobilį su branduoliniu reaktoriumi.
„Ford Nucleon“ konstrukcija ir veikimo principas
„Ford Nucleon“ pagal savo paskirtį turėjo būti paprastas lengvasis automobilis. Jo kabina buvo nustumta toli į priekį - vairuotojas ir vienas keleivis būtų sėdėję priešais priekinę automobilio ašį. Tuo tarpu gale būtų buvęs sunkus
Aptarnavimas ir kuro tiekimas
Žinoma, „Ford Nucleon“ vairuotojai apie degalines būtų pamiršę. „Ford“ teigė, kad ateityje degalinių apskritai nebeliks, nes visi važinėsime atominiais automobiliais. Vietoje jų turėjo būti įsteigti specialūs aptarnavimo centrai, galintys pakeisti automobilių reaktorius.
„Ford Nucleon“ tokiame aptarnavimo centre turėjo lankytis pakankamai retai - maždaug
Kodėl „Ford Nucleon“ netapo realybe?
Tačiau „Ford Nucleon“ taip niekada ir netapo realybe. „Ford“ sukūrė tik sumažintą atominio automobilio modelį ir rimtai niekada nesvarstė imtis šių mašinų gamybos. Priežastis labai paprasta - tokie maži reaktoriai taip ir nebuvo sukurti, ir jų neturime net ir dabar. JAV karinės pajėgos norėtų turėti itin mažą branduolinį reaktorių, kad galėtų jį panaudoti kaip priežiūros ir degalų nereikalaujantį generatorių tolimoms bazėms, tačiau kol kas nieko panašaus nėra.
Atominis automobilis yra neįmanomas ir dėl kitų priežasčių:
- Kaina. Net jei tokio dydžio branduolinis reaktorius ir būtų sukurtas, jis būtų tiesiog per brangus.
- Saugumas. Nerimą keltų saugumas - kiekviena avarija galėtų sukelti radiacinį užterštumą.
- Nereikalingumas. Tiek energijos nereikia jokiam automobiliui - mums visiškai pakanka tų 500-1000 km. Niekas nesiryžtų pirkti tokio brangaus ir įtartino automobilio, kad galėtų važiuoti 8000 km. Elektriniai, benzininiai ir dyzeliniai automobiliai yra pranašesni už „Nucleon“, todėl atominio automobilio tikriausiai niekada neturėsime.
Branduolinė energija ir jos potencialas
Branduolinė energija - tai branduolinių reakcijų panaudojimas energijai iš atomų branduolių išleisti. Branduolinė energija šiuo metu naudojama daugelyje šalių elektrai gaminti. Pirmąjį reaktorių sukūrė Fermi ir Szilard 1942 m. Šis darbas vėliau tapo Manheteno projektu. Šiuolaikinės atominės elektrinės naudoja dalijimosi reakcijas, tačiau šiuo metu bandoma sukurti branduolinį reaktorių, kuriame būtų naudojamos sintezės reakcijos.
Branduolinių reakcijų esmė
Kaip aiškino Vilniaus universiteto fizikas dr. R. Dobužinskas, vaizdžiai kalbant, jei atomas būtų Katedros aikštės dydžio, tai branduolys būtų mažas gintaro gabalėlis vidury jos. Sunkiuosius branduolius, tokius kaip uranas, toris ir kt., galima suskaldyti ir gauti milžiniškus energijos kiekius, palyginti su energija, atsirandančia cheminių reakcijų metu. Įprastai vykstant tiek branduolinėms, tiek cheminėms reakcijoms energija yra atiduodama cheminių junginių judesiui. Valdant šias reakcijas, norima temperatūra gali būti panaudota šildymui arba su šia šiluma galima sukti garo mašinas, generuojančias elektrą.
Dalijimosi reakcijos atsiranda, kai didelis atomo branduolys skyla į du lengvesnius branduolius. Šios reakcijos išskiria energiją, kuri naudojama vandeniui šildyti. Šis vanduo virsta aukšto slėgio garais, o aukšto slėgio garai varo prie generatorių prijungtas turbinas suktis. Mokslininkas taip pat įvardijo, jog branduolinė energija tiesiogiai elektros nesukuria. Visos šilumos elektra paversti nepavyksta, todėl sistema aušinama.
Branduolinis reaktorius – kaip jis veikia | Fizika Elearnin
Branduolinė energija ir aplinkosauga
Branduolinė energija yra vienas iš plačiausiai naudojamų mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančių elektros energijos gamybos būdų. Skirtingai nuo anglies ar dujų elektrinių, branduolinė energija neapima deginimo, ty proceso, kurio metu į atmosferą išmetamas anglies dioksidas. Branduolinėse jėgainėse generuojama energija gali būti pavojinga ir sukelti pražūtingų padarinių - tokią pamoką išmokome iš pasaulį sukrėtusių Černobylio ir Fukušimos katastrofų. Vis dėlto, šis energijos gavimo būdas yra vienas tvariausių ir efektyviausių - jo metu išsiskiriančios energijos kiekis yra daug kartų didesnis nei deginant iškastinį kurą, tuo pačiu metu nedarant tokios žalos aplinkai.
R. Dobužinskas atkreipė dėmesį, kad šiuo metu pasaulyje vis dar dominuoja energijos gamyba deginant iškastinį kurą. „Mūsų proseneliai praeito amžiaus pradžioje projektuodami pirmąsias branduolines jėgaines žinojo, kad iškastinis kuras nėra ilgalaikis ir tvarus būdas apsirūpinti energija.
Branduolinių jėgainių reakcijų metu radiacija į aplinką patenka žymiai mažesnė nei natūraliai esanti ir įtakos aplinkai nedaro. Sprendžiant klimato kaitos problemą, mokslininkų bendruomenėje užsimenama, kad būtent branduolinė energija yra geriausias sprendimas aplinkai. „Lengva supainioti aplinkos taršą su viso pasaulio klimato kaita. Nors abu kelia susirūpinimą, klimato kaita skirtingus pasaulio kampelius veikia skirtingai. Oro tarša juntama lokaliai ir kelia sveikatos problemų netoliese taršos šaltinių esantiems gyventojams.
Branduolinės energijos pavojai ir saugumas
Mokslininkas R. Dobužinskas įvardijo, kad dalindamiesi branduoliai sukuria daug radioaktyviųjų produktų. Jeigu su šiais produktais nebus elgiamasi tinkamai, jie gali patekti į aplinką ir sukelti radioaktyviąją taršą. Klaidinga manyti, kad radiaciją sukuria tik atominės elektrinės. Gyvi organizmai, įskaitant ir žmones, turi radioaktyviųjų branduolių, pavyzdžiui, anglis, kurios santykinė masė 12 g, turi radioaktyviąją dvynę, sveriančią 14 g, jos mažą kiekį visi turime, bet jos užtenka, kad galėtume plačiai taikyti datavimą. Deja, pradėjus atominių bombų bandymus atmosferoje, radiacinis fonas buvo padidėjęs net tris kartus. Džiugu, kad tokie sprogdinimai yra sustabdyti, tačiau fonas Žemėje, nors ir sumažėjo, yra du kartus didesnis nei natūralus.
Nors šiuolaikinės atominės elektrinės yra labai saugios, įvyko nemažai su branduoline energija susijusių nelaimių.
Radioaktyviosios atliekos
Skaldant branduolius, lieka radioaktyviųjų atliekų. Mažo intensyvumo atliekos yra darbiniai reikmenys ir drabužiai, vidutinio intensyvumo - reikalaujančios „sarkofago“, tačiau jų radioaktyvumas išblėsta per keletą metų. „Didelio intensyvumo atliekas sudaro vos keli procentai visų atliekų ir 1 GW reaktorius prikaupia apie 3 kubinius metrus tokių atliekų per metus. Tokios pačios galios anglimi varoma elektrinė išmeta 10 mln. tonų CO2 dujų per metus, neskaitant aplinkos taršos“, - pastebėjo R. Dobužinskas.
Atominių elektrinių ilgaamžiškumas ir naujos technologijos
„JAV nemaža dalis elektrinių jau veikia daugiau kaip 50 metų ir numatoma, kad jos bus eksploatuojamos mažiausiai 80 metų. Į veikiančias branduolines jėgaines nuolat investuojama, nuolat stebimi ir taisomi defektai, bet pagrindiniai elementai nesidėvi ir daugelis elektrinių gauna sertifikatus toliau dirbti 20 metų. Branduolinės energetikos ilgaamžiškumą galima lyginti su hidroenergijos“, - LRT.lt sakė R. Dobužinskas.
R. Dobužinsko teigimu, branduolinės jėgainės dažniausiai naudoja sodrintą radioaktyvųjį elementą
Senieji reaktoriai buvo gaminami glaudžiai bendradarbiaujant su karine pramone, tačiau mokslininkai seniai pastebėjo, kad
Maži ir vidutiniai reaktoriai
Anot pašnekovo, branduolinių elektrinių dydžiai gali būti įvairūs. „Branduoline energija varomi povandeniniai laivai ir nemažai kosminių prietaisų. Statyti atomines elektrines užsakydavo didelės valstybės ir institucijos, buvo siekiama didelio apsirūpinimo ir ekonominės naudos, buvo reikalingos didelės investicijos, todėl kultūriškai atsitiko taip, kad elektrinės ir reaktoriai yra itin galingi. Pastaruoju metu kalbama apie mažo ir vidutinio dydžio reaktorius (iki 0.1 GW), kurie gamintų elektrą ir šildymą žiemą. Vasarą jas galima būtų pristabdyti ir taupyti kurą, kai nėra šildymo poreikio, o elektros prigaminti saulės elektrinėmis. Į mažas elektrines investuoti reikia mažiau ir jos gali priklausyti privačiam kapitalui, be abejo, su griežta valstybine saugos kontrole.
Dvejus metus trukusios preliminarios studijos atskleidė, kad jūros dugne įrengti „Flexblue“ reaktoriai gali pagaminti nuo 50 iki 250 megavatų energijos. DCNC teigimu, reaktorius sukurtas taip, kad juo galėtų naudotis bet kuri šalis, turinti jūros pakrantę. Iš principo toks reaktorius gali būti pastatytas ir kito vandens telkinio (pvz., ežero) dugne, tačiau toks vandens telkinys turi būti pakankamai didelis. Povandeninis atominis reaktorius primena nemažą povandeninį laivą, tačiau, palyginti su antžeminiais reaktoriais, kurie užima ir kelis kvadratinius kilometrus, jis yra tikrai mažytis - tik 90 metrų ilgio ir maždaug 15 metrų pločio. Vieną „Flexblue“ komplektą sudaro nedidelis atominis reaktorius, garo turbinai alternatyvi įranga bei elektros įranga, kuria elektros srovė tiekiama į krantą. Viskas kartu sveria apie 12 tūkst. tonų. Kiek toli nuo kranto šios jėgainės gali būti statomos, kol kas nėra nustatyta, tačiau jos sukonstruotos veikti keliasdešimties metrų (50-100 metrų) gylyje. Rinkos galimybių bei kitų detalių tyrimams planuojama skirti dar dvejus metus. Nedidelių ir vidutinio dydžio povandeninių atominių reaktorių kūrimo bei eksploatavimo galimybėmis domisi ir JAV, Japonija, Rusija.
Branduolinė sintezė
R. Dobužinskas sakė, kad praėjusių metų gruodį pasirodė jaudinanti naujiena, jog pirmą kartą energija išgauta ne skaldant, o jungiant branduolius. „Saulė yra tokio reaktoriaus pavyzdys. Po ilgų metų bandymų laboratorijoje sukoncentruoti Saulėje vyraujančią temperatūrą galų gale prasiveržė teigiamos energijos pliūpsnis. Tai ilgai mokslo ir energetikos entuziastų lauktas rezultatas. Pritaikę šią technologiją, galėtumėme pamiršti visus klausimus apie radioaktyviąsias atliekas ir įtaką klimatui. O Lietuvai tai ypač gera žinia, nes mūsų lazerių pramonė yra pirmaujanti pasaulyje, tad esame jau pakloję gerus pamatus“, - naujienomis dalinosi R. Dobužinskas.
Atominė energija Lietuvoje
Pirmajame nepriklausomos Lietuvos dešimtmetyje buvo svarstoma ne apie Ignalinos atominės elektrinės uždarymą, o apie jos atnaujinimą, saugaus veikimo užtikrinimą. Branduolinė jėgainė gamino daugiau nei 80 proc. Lietuvai reikalingos elektros energijos, o jos kaina buvo maždaug perpus mažesnė už gaminamos šiluminėse elektrinėse. Buvo įkurta Valstybinė atominės energetikos saugos inspekcija, Branduolinės ir radiacinės saugos komitetas, Ignalinos atominės elektrinės saugos analizės grupė. 1994 m. vasarį buvo inicijuota Saugos gerinimo programa, kuri buvo patvirtinta sutartimi tarp Lietuvos Vyriausybės, Ignalinos jėgainės ir Europos rekonstrukcijos ir plėtros banko. Tuo metu atominė energija buvo laikoma būtina Lietuvai - reikalinga šalies ekonominei ir socialinei plėtrai. Tiek politikai, tiek Lietuvos piliečiai šią energiją laikė nacionaliniu ištekliumi.
Branduolinis reaktorius – kaip jis veikia | Fizika Elearnin
tags: #atominis #rektorius #automobilyje