Kerneenergi kommer fra den energi, der er lagret i kernen i et atom. Denne energi frigives gennem fission (splittende atomer) eller fusion (sammensmeltning af atomer for at danne et større atom). Den frigjorte energi kan bruges til at generere elektricitet.
Fossile brændstoffer - som hovedsageligt inkluderer kul, olie og naturgas - fylder størstedelen af energibehovet over hele kloden. Produktion af elektricitet er en af de dominerende anvendelser af fossile brændstoffer. Men denne ressource er begrænset.
Genererer elektricitet
Atomenergi kan frigives ved at opdele et uranatom. Atomens kerne er lavet af protoner og neutroner. Når kernen deler sig frigiver den energi i form af varme. Nogle neutroner frigives også i splittelsen. Disse neutroner kan splitte andre kerner og frigive mere varme og neutroner. Denne kædereaktion kaldes nuklear fission.
Fossile brændstoffer blev dannet af de organiske rester af forhistoriske planter og dyr. Disse rester, der er millioner af år, blev omdannet af varme og tryk i jordskorpen til kulstofholdige brændstoffer.
Både atomkraftværker og fossile brændsel producerer elektricitet på samme måde. Varmen, der genereres i disse anlæg, bruges til at generere damp. Denne damp driver en turbine, der driver en generator, der omdanner mekanisk energi til elektrisk energi.
Emissioner: Atomkraft vs kulkraft
Atomenergi er renere, mens den genererer elektricitet. Nuklear fission giver energi uden at frigive drivhusgasser såsom kuldioxid. Imidlertid genererer atomkraftværker radioaktivt affald, en kritisk faktor, når man foretager en sammenligning af fossilt brændstof til atomforurening.
I en sammenligning af atomkraft vs kulkraft skal du dog overveje, at forbrænding af fossile brændstoffer frigiver kuldioxid i atmosfæren. Faktisk kommer 90 procent af kulstofemissionerne fra elproduktion i USA fra kulfyrede kraftværker. De udsender forurenende stoffer som svovldioxid, giftige metaller, arsen, cadmium og kviksølv.
Effektivitet og pålidelighed
En pille med nukleart brændsel vejer ca. 0,1 ounce (6 gram). Imidlertid giver den enkelte pille den mængde energi, der svarer til den, der genereres af et ton kul, 120 liter olie eller 17.000 kubikmeter naturgas, hvilket gør nukleart brændstof meget mere effektivt end fossilt brændstoffer.
Derudover fungerer kernekraftværker mere pålideligt end andre elproduktionsanlæg. I 2017 arbejdede kernekraftværker med fuld kapacitet 92% af tiden. Til sammenligning overvej driftstiderne for andre energiproducerende kilder: kulanlæg (54%), naturgasanlæg (55%), vindgeneratorer (37%) og solcelleanlæg (27%).
Tilgængelighed af ressourcer
Uran er en af de mest rigelige energikilder på jorden. Uran kan genbehandles og bruges igen, en af fordelene ved atomenergi i forhold til fossile brændstoffer. Fossile brændstoffer kan derimod ikke fornyes. Der har været et kraftigt fald i energireserverne på grund af folks afhængighed af fossile brændstoffer.
Omkostninger: Atomenergi vs fossile brændstoffer
Omkostninger er vigtige, når man overvejer fordele og ulemper ved nuklear energi versus fossile brændstoffer. Mens driftsomkostningerne for atomkraftværker overstiger omkostningerne ved andre elproducerende energikilder, er de samlede omkostninger mindre end de fleste. De gennemsnitlige samlede omkostninger til elproduktion inkluderer drift, vedligeholdelse og brændstof. Omkostninger rapporteres i møller pr. Kilowatt-time, hvor en møller svarer til $ 0,001 eller en tiendedel af en amerikansk cent.
De gennemsnitlige samlede omkostninger i møller pr. Rapporteret kilowattime for 2017 er i rækkefølge efter stigende omkostninger 10,29 for vandkraft (inklusive både konventionel vandkraft og pumpelagring vandkraftværker), 24,38 for kernekraft, 31,76 for gasturbine og lille skala (defineret som gasturbine, forbrænding, solcelleanlæg eller sol- og vindanlæg) og 35.41 for fossil damp planter.
Fremtiden for energiproduktion
Fossile brændstofkilder er gradvist faldende, hvilket fører til en potentiel global knaphed på energi. Atomkraftværker leverer allerede energi i tredive stater. Med to nye anlæg godkendt og ca. 18 ansøgninger om at bygge nye anlæg under overvejelse af USA Nuclear Regulatory Commission i 2018 kan kernekraftværker muligvis udfylde dette energibehov i USA.