وقد تم إنشاء محطات الطاقة النووية منذ عام 1951 عندما أنتج مفاعل التوليد التجريبي الأول (EBR-I) في ولاية ايداهو ما يكفي من الكهرباء لإضاءة أربعة مصابيح إضاءة 200 وات. وسرعان ما شيدت محطات نووية أكبر حجما وذات نطاق تجاري في جميع أنحاء الولايات المتحدة وكندا والاتحاد السوفيتي وإنجلترا.
يستخدم مفاعل نووي نموذجي اليورانيوم المخصب - عادة اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم 239 - لتوليد الطاقة.
يتم تشكيل اليورانيوم المشع في قضبان طويلة تغمرها المياه. تقوم قضبان اليورانيوم بتسخين الماء ، مما يخلق بخارًا ، والذي بدوره يقود التوربين البخاري. حركة التوربينات البخارية هي ما يولد الكهرباء. إن أعمدة بخار الماء المرئية من أبراج التبريد الكبيرة لمحطات الطاقة النووية هي مجرد بخار ضار.
حاليا ، هناك أكثر من 430 محطة للطاقة النووية في الخدمة في جميع أنحاء العالم ، وأكثر من 100 محطة في الولايات المتحدة. نظرًا لأن النباتات تنتقل عبر الإنترنت أو بلا اتصال بشكل منتظم ، يتغير الرقم الدقيق سنويًا. توفر الطاقة النووية حوالي 15٪ من كهرباء العالم وحوالي 20٪ من الكهرباء في الولايات المتحدة. تعد فرنسا واليابان والولايات المتحدة أكبر مستخدمي الطاقة النووية ، حيث تولد أكثر من نصف الطاقة النووية الكلية المتاحة في جميع أنحاء العالم.
مزايا الطاقة النووية
الطاقة النووية تولد الكهرباء بكفاءة عالية عند مقارنتها بمحطات توليد الطاقة التي يتم توليدها بالفحم.
يتطلب الأمر ملايين الأطنان من الفحم أو النفط ، على سبيل المثال ، لتكرار إنتاج الطاقة من طن واحد فقط من اليورانيوم ، وفقًا لبعض التقديرات. وبما أن احتراق الفحم والنفط هو أحد العوامل الرئيسية التي تسهم في انبعاث الغازات المسببة للاحتباس الحراري ، فإن محطات الطاقة النووية لا تسهم في الاحترار العالمي وتغير المناخ بقدر ما تسهم في الفحم أو النفط.
وقد أشار بعض المحللين إلى أن ميزة أخرى للطاقة النووية هي توزيع اليورانيوم عبر الأرض. لا يوجد مركز عالمي واحد لتعدين اليورانيوم - لا يوجد "الشرق الأوسط لليورانيوم". إن العديد من الدول التي تقوم بتخصيب اليورانيوم ، مثل أستراليا وكندا والولايات المتحدة ، مستقرة نسبياً ، لذا فإن إمدادات اليورانيوم ليست معرضة لخطر عدم الاستقرار السياسي أو الاقتصادي مثل النفط.
في حالة وقوع حادث نووي
عندما تعمل الأشياء تمامًا كما يفترض بها ، فإن الطاقة النووية هي مصدر للطاقة آمن جدًا. المشكلة هي أن الأمور لا تعمل دائمًا بهذه الطريقة في العالم الحقيقي. وأدى الانهيار الجزئي في جزيرة ثري مايل في بنسلفانيا عام 1979 إلى إطلاق إشعاعات في الغلاف الجوي. وتجاوزت تكاليف التنظيف 900 مليون دولار.
في عام 1986 ، تسبب تصميم مفاعل معيّن في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في الاتحاد السوفييتي في حدوث انفجار في المصنع. تم إطلاق الإشعاع النووي لعدة أيام ، مما أدى إلى كارثة كبيرة قتلت مئات الأشخاص في جميع أنحاء المنطقة. في عام 2011 ، ضرب مفاعل فوكوشيما في اليابان بزلزال وتسونامي ، مما تسبب في كارثة بيئية هائلة أخرى.
على الرغم من تأكيدات المهندسين النوويين ومؤيدي الطاقة النووية ، فإن كوارث كهذه لا يمكن التنبؤ بها بالكامل وكلها شائعة جدا ، وستستمر بلا شك.
ثمن هذه الأزمات مرتفع بشكل غير عادي. بعد تشرنوبيل ، على سبيل المثال ، تعرض حوالي خمسة ملايين شخص لمستويات عالية من الإشعاع ؛ وتشير تقديرات منظمة الصحة العالمية إلى أن حوالي 4000 حالة من حالات سرطان الغدة الدرقية نتجت ، وقد ولد عدد لا يحصى من الأطفال في المنطقة يعانون من تشوهات شديدة.
إذا وقع حادث نووي مثل فوكوشيما على الولايات المتحدة ، فإن التداعيات ستكون كارثية. توجد أربعة مفاعلات نووية في كاليفورنيا بالقرب من خطوط الصدع النشط. فمحطة إنديان بوينت للطاقة النووية ، على سبيل المثال ، تقع على بعد 35 ميلا شمال مدينة نيويورك ، وتصنفها اللجنة التنظيمية النووية باعتبارها أكثر محطات الطاقة النووية خطورة في البلاد.
كلمة عن النفايات النووية
مشكلة أخرى لا يمكن إنكارها هي التخلص الآمن من قضبان الوقود النووي المستهلك.
تظل النفايات النووية مشعة لعشرات الآلاف من السنين ، وهي أبعد بكثير من القدرة التخطيطية لأي وكالة حكومية. في كل عام ، تنتج محطة طاقة نووية نشطة حوالي 20 إلى 30 طنا من النفايات المشعة. حتى في بلد متقدم مثل الولايات المتحدة ، يتم تخزين النفايات النووية حالياً في مواقع مؤقتة في جميع أنحاء البلاد بينما يناقش السياسيون والعلماء أفضل مسار للعمل.
وفي معرض حديثه عن النفايات ، يشير بعض المنتقدين إلى أن الإعانات الحكومية الهائلة التي تحصل عليها صناعة الطاقة النووية هي الشيء الوحيد الذي يجعل الطاقة النووية مجدية. وقال اتحاد العلماء المعنيين إن ما يقرب من 58 مليار دولار من ضمانات القروض والإعانات من الحكومة الفيدرالية الأمريكية تدعم الصناعة النووية. وهم يقولون ، بدون هذه الإعانات التي يقدمها دافعو الضرائب ، إن الصناعة بأكملها يمكن أن تنهار لأن الإعانات أكبر من متوسط سعر السوق للكهرباء المنتجة.
هل الطاقة النووية قابلة للتجديد؟
في كلمة واحدة: لا. مثل النفط والغاز الطبيعي وأنواع الوقود الأحفوري الأخرى ، فإن اليورانيوم غير قابل للتجديد ، وهناك إمدادات محدودة من اليورانيوم يمكن استخراجه من أجل الطاقة النووية. وينطوي تعدين اليورانيوم على مخاطره الخاصة ، بما في ذلك إطلاق غاز الرادون المميت والتخلص من نفايات التعدين المشعة.
حقيقة أن الطاقة النووية غير قابلة للتجديد هي ، بطبيعة الحال ، عائق كبير يجعل مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والطاقة الحرارية الأرضية وطاقة الرياح تبدو أكثر جاذبية. بالنظر إلى التعقيدات والتحديات الخاصة باحتياجات العالم من الطاقة ، فإن محاسن وسلبيات الطاقة النووية ستظل موضوعًا ساخنًا لسنوات عديدة قادمة.