Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի վերջում երկու միջուկային ռումբ նետվեցին ճապոնական Հիրոսիմա և Նագասակի քաղաքների վրա: Նոր զենքը մարդկության պատմության մեջ ամենամահաբերն էր։ Հետագա միջուկային մրցավազքը ԽՍՀՄ-ի և ԱՄՆ-ի միջև էլ ավելի խորացրեց համաշխարհային հանրության մտավախությունը միջուկային գործոնի վերաբերյալ։ Սակայն ատոմային մարտագլխիկներից բացի, հայտնվեց խաղաղ ատոմ։ Այս արտահայտությունը վերաբերում է միջուկային էներգիային։
ԱԷԿ-ի շահագործման սկզբունք
Ցանկացած ատոմակայանի շահագործումը հիմնված է ատոմների տրոհման ռեակցիայի վրա։ Այն անվանելու համար անհրաժեշտ է ուրանի-235 միջուկների նեյտրոնային ռմբակոծում իրականացնել։ Ամենափոքր մասնիկները բաժանվում են բեկորների՝ միաժամանակ առաջացնելով հսկայական քանակությամբ գամմա ճառագայթներ և ջերմային էներգիա։
Խաղաղ ատոմը կարող է խաղաղ մնալ միայն խիստ վերահսկողության ներքո, որը պարտադիր է ատոմակայանների համար. Բանն այն է, որ տրոհման ժամանակ առաջանում են նեյտրոններ, որոնք առաջացնում են նոր շղթայական ռեակցիաներ։ Միջուկների անվերահսկելի պարուրումը հանգեցնում է պայթյունի։ Հենց այս սկզբունքն է ընկած ատոմային ռումբերի շահագործման հիմքում։ Էլեկտրակայաններում գործընթացը վերահսկվում է, և ավելորդ էներգիան ուղղվում է մարդկանց համար օգտակար ալիք։
Ուրանի-235
Միջուկային վառելիքն օգտագործելուց առաջ տեղադրվում է հատուկ ձողերի մեջ: Այն պահվում է ուրանի օքսիդից պատրաստված հաբերի տեսքով։ Պետք է հասկանալ, որ այս նյութը տարասեռ է։ Այս հաբերի 3%-ը բաղկացած է ուրան-235-ից (հենց նա է տրոհվում ռեակցիայի ընթացքում), մնացածը՝ ուրան-238 (այս իզոտոպը տրոհվող չէ):
Ինչու է անհրաժեշտ այս հարաբերակցությունը: Գործընթացը վերահսկողության տակ պահելու համար։ Գործող ռեակտորը սկսում է տրոհման ռեակցիա: Նրա մշակման ընթացքում ուրանի 235 քանակությունը նվազում է։ Միաժամանակ մեծանում է տրոհման արտադրանքի ծավալը։ Սա միջուկային թափոն է։ Դրանք լուրջ բնապահպանական վտանգ են ներկայացնում և, հետևաբար, պետք է պատշաճ կերպով հեռացվեն: Կարո՞ղ է ատոմը խաղաղ լինել: Ինչպես երևում է նկարագրված տեխնոլոգիայից, միայն արտադրական գործընթացի հրահանգների և կանոնների խստիվ պահպանմամբ։
Նախադրյալներ արտաքին տեսքի համար
Միջուկային (ատոմային) էներգիան առաջացել է 20-րդ դարի կեսերին։ Այդ ժամանակից ի վեր ամբողջ աշխարհում կառուցվել են հարյուրավոր ատոմակայաններ (այսօր գործում է 442-ը)։ Խաղաղ ատոմն ապահովում է Ֆրանսիայի, Լեհաստանի, Լիտվայի, Սլովակիայի, Շվեդիան և Հարավային Կորեային անհրաժեշտ էներգիայի կեսից ավելին: Արևմտյան Եվրոպայում ատոմակայաններն արտադրում են էլեկտրաէներգիայի մոտ մեկ երրորդը։
Ամեն ինչ սկսվեց 1939 թվականին, երբ Գերմանիայում հայտնաբերվեց ուրանի տրոհումը: Գերմանացիների հետազոտությունները չափազանց հետաքրքրված էին ԽՍՀՄ-ով։ Գիտնականներին անմիջապես պարզ դարձավ, որ նոր հայտնաբերված գործընթացը թույլ է տալիս հսկա քանակությամբ էներգիա արտադրել։ Եթե մասնագետները սովորեին կառավարել բարդ ռեակցիաները, դա կլուծեր բազմաթիվ տնտեսական խնդիրներ։խնդիրներ. Խաղաղ ատոմի հետ կապված առաջին խորհրդային հետազոտությունները տեղի են ունեցել RIAN-ում (ԳԱ Ռադիումի ինստիտուտ) ականավոր ֆիզիկոս Իգոր Կուրչատովի ղեկավարությամբ։
Միջուկային մրցավազք
Խորհրդային գիտնականների աշխատանքին խոչընդոտում էր ԽՍՀՄ ուրանի սեփական պաշարների բացակայությունը։ Բացի այդ, 1941 թվականին սկսվեց Հայրենական մեծ պատերազմը, և հեղափոխական հայտնագործությունները որոշ ժամանակով պետք է մոռացվեին։ Այս ֆոնին օրակարգը ընդհատվել է Մեծ Բրիտանիայում, ԱՄՆ-ում և Գերմանիայում։ Պարադոքսը կայանում է նրանում, որ միջուկային էներգիան հայտնվել է որպես ռազմատենչ նախագծի ճյուղ։ Իհարկե, պատերազմող երկրներն առաջին հերթին փորձում էին ձեռք բերել ամենահզոր զենքերը և միայն հետո մտածեցին իրենց հայտնագործությունները օգտագործելու խաղաղ ճանապարհների մասին։
Առաջին փորձնական միջուկային ռեակտորը գործարկվել է Միացյալ Նահանգներում 1942 թվականի դեկտեմբերին։ Ծրագրի ղեկավարն էր իտալացի գիտնական Էնրիկո Ֆերմին։ ԽՍՀՄ-ում առաջին ռեակտորը հայտնվեց 1946 թվականի վերջին Ատոմային էներգիայի ինստիտուտում։ Այդ ժամանակ արդեն տեղի էին ունեցել Հիրոսիմայի և Նագասակիի ամերիկյան ռմբակոծությունները։ ԽՍՀՄ-ում ատոմային ռումբը ստեղծվել է 1949 թվականին, իսկ ջրածնային ռումբը՝ 1953 թվականին։ Պատերազմն արդեն ավարտվել է, և գիտնականները սկսել են միջուկային ռեակտոր պատրաստել Խորհրդային Միության ազգային տնտեսության համար աշխատելու համար։
ԱԷԿ կառուցում
Աշխարհի առաջին ատոմակայանը գործարկվել է 1954 թվականի ամռանը։ Պարզվել է, որ դա Օբնինսկի ատոմակայանն է, որը գտնվում է Կալուգայի մարզում։ ԱՄՆ-ում մի փոքր ուշացումով սկսեցին իրականացնել նաեւ ատոմային էներգետիկայի նախագիծ։ 1956-ին ամերիկացիներն առաջին անգամ հաջողության հասան օգնությամբռեակտոր՝ էլեկտրաէներգիա ստանալու համար։ Աստիճանաբար երկու գերտերություններում ավելի ու ավելի շատ նոր ատոմակայաններ հիմնվեցին։ Նրանցից յուրաքանչյուրը հզորության ևս մեկ ռեկորդ է սահմանել։
Ատոմային էներգիայի զարգացման գագաթնակետը եկավ 1960-ականների երկրորդ կեսին։ Հետո սկսեցին նվազել ատոմակայանների կառուցման թիվը։ ԱՄՆ-ում Կոնգրեսում և գիտական հանրությունում քննարկում է սկսվել խաղաղ ատոմի անվտանգության հետ կապված խնդիրների շուրջ։ Այնուամենայնիվ, մինչև 1986 թվականը ատոմային էներգիայի արտադրությունը հասավ սովորական էլեկտրակայանների կողմից արտադրված էներգիայի 15%-ին։
Միջուկային էներգիայի խորհրդանիշ
1958 թվականին Բրյուսելում բացվեց Atomium-ը, որտեղ անցկացվեց հաջորդ համաշխարհային ցուցահանդեսը։ Դիզայնի հայեցակարգը մշակվել է ճարտարապետ Անդրե Ուոթերքեյների կողմից: Ատոմը նման է երկաթի ընդլայնված բյուրեղային ցանցի. ինը ատոմ միացված են իրար: Կառույցի քաշը 2400 տոննա է, իսկ բարձրությունը՝ 102 մետր։ Այցելուները կարող են մտնել ինը ոլորտներից վեցը: Հարյուր միլիարդավոր անգամ խոշորացված ատոմների այս մոդելները միմյանց հետ կապված են քսան 23 մետրանոց խողովակներով։ Ներսում դրանք միջանցքներ և շարժասանդուղքներ են։
«Խաղաղ ատոմի» լուսանկարը, որը հայտնվեց Բրյուսելում ատոմային դարաշրջանի գագաթնակետին, արագորեն տարածվեց աշխարհով մեկ, և Ատոմը դարձավ ամբողջ միջուկային էներգիայի խորհրդանիշը և այն գաղափարը, որ հեղափոխական գիտական հայտնագործությունները պետք է. օգտագործվի մարդկության օգտին, այլ ոչ թե պատերազմների և ավերածությունների համար: Բելգիական ուղենիշը հիշատակվում է խորհրդային հայտնի ֆանտաստ գրողների՝ Ստրուգացկի եղբայրների «Երկուշաբթի սկսվում է շաբաթ օրը» վեպում։ Խաղաղ ատոմի խորհրդանիշը հայտնվում է բազմաթիվ գծագրերում, ինչպես նաև միջուկային էներգիային նվիրված տարբերանշանների վրա։
Բնապահպանական գործոն
Ռադիոակտիվ թափոններով շրջակա միջավայրի աղտոտման խնդիրը տարեցտարի ավելի ու ավելի հրատապ է դառնում։ Օրինակ, ժամանակակից Ռուսաստանում 10 ատոմակայանների անձնակազմը զբաղվում է խաղաղ ատոմային էներգիայով։ Այս բոլոր ձեռնարկությունները բնապահպանների և պետական գերատեսչությունների հատուկ ուշադրության կարիքն ունեն։
Եվրամիությունում տարեկան 50000 խորանարդ մետր ռադիոակտիվ թափոններ են կուտակվում։ Հիմնական խնդիրն այն է, որ նման բեկորները մնում են վտանգավոր հազարավոր տարիներ (օրինակ, պլուտոնիում-239-ի քայքայման ժամկետը 24 հազար տարի է):
Թափոնների կառավարում
Այսօր կան մի քանի գաղափարներ, թե ինչպես կարելի է լավագույնս հեռացնել ռադիոակտիվ թափոնները: Առաջին գաղափարը օվկիանոսների հատակում գտնվող թաղման վայրեր ստեղծելն է: Սա իրականացնելու բավականին դժվար ճանապարհ է։ Բեռնարկղերը պետք է տեղակայված լինեն զգալի խորության վրա, բացի այդ, դրանք կարող են վնասվել ծովային հոսանքներից։
Երկրորդ գաղափարը քննարկվում է NASA-ի կողմից, որտեղ նրանք առաջարկում են միջուկային թափոններ ուղարկել տիեզերք: Այս մեթոդը անվտանգ է Երկրի համար, բայց հղի է ավելորդ ծախսերով։ Կան այլ գաղափարներ՝ աղբը տանել անմարդաբնակ կղզիներ կամ թաղել Անտարկտիդայի սառույցներում։ Այսօրվա ամենաընդունելի տարբերակը քարքարոտ ստորգետնյա ժայռերի մեջ գերեզմանների կառուցումն է։ Այս գաղափարի հետ կապված հետազոտությունները շարունակվում են Գերմանիայում և Շվեյցարիայում:
Չեռնոբիլի դաս
Երկար ժամանակ միջուկային էներգիան համարվում էր անվիճելի։ Մի քանիսի համարՏասնամյակներ շարունակ ԽՍՀՄ-ում և այլ երկրներում խաղաղ ատոմը շարունակում էր իր տնտեսական էքսպանսիան։ Այնուամենայնիվ, 1986 թվականին Չեռնոբիլում տեղի ունեցավ ողբերգություն, որը ստիպեց մարդկությանը վերանայել իր վերաբերմունքը ատոմակայանների նկատմամբ։ Պայթյուն է տեղի ունեցել Պրիպյատի մոտակայքում գտնվող կայարանում, որը հանգեցրել է ռեակտորի ոչնչացմանը և շրջակա միջավայր արտանետվել է առողջության համար վտանգավոր ռադիոակտիվ նյութերի զգալի քանակություն։։
Սովետական հայտնի կարգախոսը՝ «Խաղաղ ատոմ յուրաքանչյուր տանը» վտանգի ենթարկվեց։ Վթարից հետո առաջին ամիսներին մահացել է 30 մարդ։ Այնուամենայնիվ, ազդեցության իրական հետևանքները եկան ավելի ուշ: Հետագա տարիների ընթացքում ևս տասնյակ մարդիկ մահացան սարսափելի հիվանդությունից։ ԽՍՀՄ հազարավոր քաղաքացիներ գտնվում էին վարակի գոտում։ Բելառուսի, Ուկրաինայի և Ռուսաստանի զգալի տարածքներ դարձան գյուղատնտեսության համար ոչ պիտանի։ Չեռնոբիլի ատոմակայանում տեղի ունեցած վթարը հանգեցրեց ատոմային էներգիայի հետ կապված հանրային ֆոբիայի բռնկման։ Այդ ողբերգությունից հետո աշխարհի բազմաթիվ կայաններ փակվեցին։
Չնայած նման ձեռնարկություններում անվտանգության միջոցները զգալիորեն բարելավվել են 30 տարվա ընթացքում, տեսականորեն Չեռնոբիլի նման ողբերգությունը կարող է նորից կրկնվել: Վթարներ են եղել ինչպես Չեռնոբիլի ատոմակայանից առաջ, այնպես էլ դրանից հետո՝ 1957 թվականին՝ Մեծ Բրիտանիայում (Windscale), 1979 թվականին՝ ԱՄՆ-ում (Three Mile Island), 2011 թվականին՝ Ճապոնիայում (Ֆուկուսիմա)։ Այսօր ՄԱԳԱՏԷ-ն տեղեկատվություն է հավաքել կայաններում ավելի քան 1000 արտակարգ իրավիճակների մասին: Դժբախտ պատահարների պատճառները՝ մարդկային գործոն (դեպքերի 80%), ավելի քիչ հաճախ՝ դիզայնի թերություններ։ Ճապոնիայի Ֆուկուսիմայում արտակարգ դեպք է տեղի ունեցել հզոր երկրաշարժի և դրան հաջորդած ցունամիի պատճառով։
Ատոմային էներգիայի հեռանկարներ
Խաղաղ ատոմի ապագա ունենալու հարցը տնտեսական տեսակետից բարդ է և բազմաթիվ հակասություններ է առաջացնում մասնագետների շրջանում։ Բազմաթիվ հակասական գործոնների պատճառով նրա ապագան անորոշ է և մառախլապատ։ Միջազգային էներգետիկ գործակալության կողմից հրապարակված վերջին կանխատեսումները հուշում են, որ եթե ներկայիս միտումները շարունակվեն, ապա ատոմակայանների կողմից արտադրվող էլեկտրաէներգիայի մասնաբաժինը մինչև 2030 թվականը կնվազի 15%-ից մինչև 9%::
Մինչ վերջերս ատոմային էներգիան պահանջարկ ուներ, այդ թվում՝ նավթի բարձր գների պատճառով։ Սակայն 2014 թվականին դրանք կտրուկ անկում ապրեցին։ Այսպիսով, հայտնվել է ատոմակայանների մեկ այլ ավելի էժան այլընտրանք։ Կարևոր է նաև, որ խաղաղ ատոմը մարդկանց տրամադրի միայն էլեկտրաէներգիա (այսինքն, նույնիսկ համատարած օգտագործման դեպքում այն չի կարող ամբողջությամբ ազատել հասարակությունը էներգետիկ կախվածությունից):
Նավթ, թե՞ էլեկտրականություն
Նավթը, չնայած ամեն ինչին, կարևոր է արդյունաբերության և տրանսպորտի համար։ ԱՄՆ-ի սպառած էներգիայի մոտ 40%-ն ապահովում է այս ռեսուրսը։ Ճապոնիան և Ֆրանսիան չկարողացան ազատվել նավթից կախվածությունից (թեև ակտիվորեն օգտագործում են ատոմակայանները)։ Այսպիսով, խաղաղ ատոմը ապագա ունի՞, թե՞ դատապարտված է մնալ «սև ոսկու» ստվերում։ Այս միտումները հուշում են, որ ատոմակայանները կարող են անցյալում մնալ: Այնուամենայնիվ, որոշ վերջին զարգացումներ միջուկային էներգիային նոր շունչ են տվել։
Խոսքը բենզինի փոխարեն հոսանքով աշխատող մեքենաների առաջացման մասին է։ Այսօր նման տրանսպորտը գնալով գրավում է ԱՄՆ-ի և Եվրոպայի շուկաները։ Մի քանի տասնամյակից էլեկտրական մեքենաներկդառնա նորմ: Հենց այս պահին է, որ խաղաղ ատոմը կրկին կարող է օգնության հասնել համաշխարհային տնտեսությանը։ Ատոմակայանները կարողանում են լուծել տարբեր երկրների էլեկտրաէներգիայի անընդհատ աճող պահանջարկի խնդիրը։
Ֆյուզիոն էներգիա
Կա մեկ այլ հեռանկար, որտեղ խաղաղ ատոմը կարող է տնտեսական հաղթանակ տանել: Ատոմակայանների շահագործման հետ կապված կարևորագույն խնդիրներից է բնապահպանական անվտանգությունը։ Ռադիոակտիվ թափոնների և օգտագործված վառելիքի հեռացման բարդության հարցը ծնեց միջուկային ռեակտորները նոր միջուկային միաձուլման ռեակտորների վերաֆորմատավորման գաղափարը: Նման ձեռնարկությունները լիովին անվտանգ կլինեն շրջակա միջավայրի համար։ Բայց մինչ այս խաղաղ ատոմային տեխնոլոգիան արտադրություն կներդրվի, մասնագետները պետք է երկար ճանապարհ անցնեն։
Աշխարհի 33 երկրների թիմերն արդեն աշխատում են ջերմամիջուկային նախագծի վրա։ Ջերմամիջուկային վառելիքի գաղափարի գլոբալ բնույթը պայմանավորված է նրա բազմաթիվ առավելություններով։ Այն ոչ միայն անվտանգ է էկոլոգիայի տեսանկյունից, այլեւ անսպառ։ Գիտնականների համար անհրաժեշտ ռեսուրսը դեյտերիումն է, որը ստացվում է օվկիանոսներից։ Ջերմամիջուկային կայանի և ատոմակայանի հիմնական տեխնոլոգիական տարբերությունն այն է, որ միջուկային միաձուլումը տեղի կունենա նոր ձեռնարկություններում (միջուկի տրոհումն իրականացվում է նախկին ատոմակայաններում): Թերևս այս տեխնոլոգիան խաղաղ ատոմի ապագան է:
