الطاقة النووية مقابل. الوقود الاحفوري

تأتي الطاقة النووية من الطاقة المخزنة في نواة (لب) الذرة. يتم إطلاق هذه الطاقة من خلال الانشطار (انقسام الذرات) أو الاندماج (دمج الذرات لتكوين ذرة أكبر). يمكن استخدام الطاقة المنبعثة لتوليد الكهرباء.

الوقود الأحفوري - الذي يشمل بشكل أساسي الفحم والنفط والغاز الطبيعي - يملأ غالبية احتياجات الطاقة حول العالم. يعد توليد الكهرباء أحد الاستخدامات السائدة للوقود الأحفوري. لكن هذا المورد محدود.

يمكن إطلاق الطاقة النووية عن طريق شطر ذرة اليورانيوم. تتكون نواة الذرة من البروتونات والنيوترونات. عندما تنقسم النواة ، فإنها تطلق طاقة على شكل حرارة. يتم إطلاق بعض النيوترونات أيضًا في الانقسام. قد تقسم هذه النيوترونات نوى أخرى ، وتطلق المزيد من الحرارة والنيوترونات. هذا التفاعل المتسلسل يسمى الانشطار النووي.

تم تشكيل الوقود الأحفوري من البقايا العضوية لنباتات وحيوانات ما قبل التاريخ. تم تحويل هذه البقايا ، التي يبلغ عمرها ملايين السنين ، عن طريق الحرارة والضغط في قشرة الأرض إلى وقود يحتوي على الكربون.

تنتج كل من محطات الطاقة النووية والوقود الأحفوري الكهرباء بنفس الطريقة. يتم استخدام الحرارة المتولدة في هذه المحطات لتوليد البخار. يعمل هذا البخار على تشغيل التوربينات ، والتي تعمل على تشغيل مولد يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

الطاقة النووية أنظف أثناء توليد الكهرباء. يوفر الانشطار النووي الطاقة دون إطلاق غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون. ومع ذلك ، فإن محطات الطاقة النووية تولد نفايات مشعة ، وهو عامل حاسم عند إجراء مقارنة بين الوقود الأحفوري وتلوث الطاقة النووية.

ومع ذلك ، في مقارنة بين الطاقة النووية وطاقة الفحم ، ضع في اعتبارك أن احتراق الوقود الأحفوري يطلق ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. في الواقع ، 90 في المائة من انبعاثات الكربون من توليد الكهرباء في الولايات المتحدة تأتي من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم. تنبعث منها ملوثات مثل ثاني أكسيد الكبريت والمعادن السامة والزرنيخ والكادميوم والزئبق.

تزن حبة الوقود النووي حوالي 0.1 أونصة (6 جرامات). ومع ذلك ، فإن هذه الحبيبة المفردة تنتج كمية من الطاقة تعادل تلك الناتجة عن طن من الفحم ، 120 جالون من النفط أو 17000 قدم مكعب من الغاز الطبيعي ، مما يجعل الوقود النووي أكثر كفاءة من الوقود الأحفوري الوقود.

بالإضافة إلى ذلك ، تعمل محطات الطاقة النووية بشكل أكثر موثوقية من منشآت توليد الطاقة الأخرى. في عام 2017 ، عملت المحطات النووية بكامل طاقتها 92٪ من الوقت. للمقارنة ، ضع في اعتبارك أوقات التشغيل لمصادر توليد الطاقة الأخرى: محطات الفحم (54٪) ، محطات الغاز الطبيعي (55٪) ، مولدات الرياح (37٪) ومحطات الطاقة الشمسية (27٪).

يعتبر اليورانيوم أحد أكثر مصادر الطاقة وفرة على وجه الأرض. يمكن إعادة معالجة اليورانيوم واستخدامه مرة أخرى ، وهي إحدى مزايا الطاقة النووية على الوقود الأحفوري. من ناحية أخرى ، فإن الوقود الأحفوري غير متجدد. كان هناك انخفاض حاد في احتياطيات الطاقة بسبب اعتماد الناس على الوقود الأحفوري.

التكلفة مهمة عند النظر في إيجابيات وسلبيات الطاقة النووية مقابل الوقود الأحفوري. بينما تتجاوز تكاليف تشغيل محطات الطاقة النووية تكلفة مصادر الطاقة الأخرى المولدة للكهرباء ، فإن التكلفة الإجمالية أقل من معظمها. يشمل متوسط ​​التكلفة الإجمالية لتوليد الكهرباء العمليات والصيانة والوقود. يتم الإبلاغ عن التكاليف في المطاحن لكل كيلوواط / ساعة حيث تساوي المطحنة 0.001 دولار أمريكي أو عُشر سنت أمريكي.

متوسط ​​إجمالي التكاليف في المطاحن لكل كيلوواط / ساعة المبلغ عنها لعام 2017 ، من أجل زيادة التكلفة ، 10.29 للطاقة الكهرومائية (بما في ذلك كل من الطاقة الكهرومائية التقليدية والتخزين بالضخ محطات توليد الطاقة الكهرومائية) ، 24.38 للطاقة النووية ، 31.76 لتوربينات الغاز والصغيرة الحجم (تُعرّف بأنها توربينات الغاز ، الاحتراق الداخلي ، محطات الطاقة الكهروضوئية أو الشمسية وطاقة الرياح) و 35.41 للبخار الأحفوري النباتات.

تتناقص مصادر الوقود الأحفوري تدريجياً ، مما يؤدي إلى ندرة عالمية محتملة للطاقة. توفر محطات الطاقة النووية بالفعل الطاقة في ثلاثين دولة. مع اعتماد مصنعين جديدين وحوالي 18 طلبًا لبناء مصانع جديدة قيد الدراسة من قبل الولايات المتحدة. لجنة التنظيم النووي في عام 2018 ، قد تسد محطات الطاقة النووية تلك الحاجة إلى الطاقة في الولايات المتحدة.