Tuumaenergia Vs. Fossiilkütus

Tuumaenergia pärineb aatomi tuumas (tuumas) salvestatud energiast. See energia vabaneb lõhustumise (aatomite lõhustamine) või sulandumise (aatomite liitmise teel suurema aatomi moodustamiseks) kaudu. Vabanenud energiat saab kasutada elektri tootmiseks.

Fossiilkütused - mis sisaldavad peamiselt kivisütt, naftat ja maagaasi - täidavad suurema osa energiavajadusest kogu maailmas. Elektri tootmine on üks fossiilkütuste valdavaid kasutusviise. Kuid see ressurss on piiratud.

Tuumaenergiat saab vabastada uraani aatomi jagamisel. Aatomi tuum koosneb prootonitest ja neutronitest. Kui tuum lõheneb, eraldab see soojuse kujul energiat. Mõned neutronid eralduvad ka lõhenemisel. Need neutronid võivad lõhestada teisi tuuma, eraldades rohkem soojust ja neutroneid. Seda ahelreaktsiooni nimetatakse tuuma lõhustumiseks.

Fossiilkütused tekkisid eelajalooliste taimede ja loomade orgaanilistest jääkidest. Need miljoneid aastaid vanad jäänused muundati maapõues tekkiva kuumuse ja rõhu mõjul süsinikku sisaldavateks kütusteks.

Nii tuuma- kui ka fossiilkütusel töötavad elektrijaamad toodavad elektrit samal viisil. Nendes tehastes tekkivat soojust kasutatakse auru tootmiseks. See aur juhib turbiini, mis toidab generaatorit, mis muudab mehaanilise energia elektrienergiaks.

Tuumaenergia on elektri tootmise ajal puhtam. Tuuma lõhustumine annab energiat kasvuhoonegaase, näiteks süsinikdioksiidi, eraldamata. Tuumaelektrijaamad tekitavad siiski radioaktiivseid jäätmeid, mis on kriitiline tegur fossiilkütuste võrdlemisel tuumaenergia reostuse võrdlemiseks.

Tuumaenergia ja söe võimsuse võrdluses arvestage siiski, et fossiilkütuste põletamine eraldab atmosfääri süsinikdioksiidi. Tegelikult pärineb 90 protsenti Ameerika Ühendriikide elektritootmise süsinikdioksiidiheitest söeküttel töötavatest elektrijaamadest. Nad eraldavad selliseid saasteaineid nagu vääveldioksiid, mürgised metallid, arseen, kaadmium ja elavhõbe.

Tuumkütuse pellet kaalub umbes 0,1 untsi (6 grammi). Kuid selle ühe graanuliga saadakse energiakogus, mis on võrdne tonni söe (120) toodetud energiaga gallonit naftat või 17 000 kuupmeetrit maagaasi, mis muudab tuumakütuse fossiilsest palju tõhusamaks kütused.

Lisaks töötavad tuumajaamad usaldusväärsemalt kui muud elektritootmisrajatised. 2017. aastal töötasid tuumajaamad 92% ajast täisvõimsusel. Võrdluseks võtame arvesse teiste energiaallikate tööaega: söetehased (54%), maagaasijaamad (55%), tuulegeneraatorid (37%) ja päikesejaamad (27%).

Uraan on üks kõige rikkalikumaid energiaallikaid Maal. Uraani saab uuesti töödelda ja uuesti kasutada, mis on tuumaenergia üks eelis fossiilkütuste ees. Fossiilkütused seevastu pole taastuvad. Energiavarud on järsult vähenenud, kuna inimesed sõltuvad fossiilkütustest.

Kulud on olulised tuumaenergia plusside ja miinuste kaalumisel fossiilkütuste vahel. Kui tuumaelektrijaamade tegevuskulud ületavad teiste elektrit tootvate jõuallikate maksumuse, on kogukulud enamikust väiksemad. Keskmine elektritootmise kogukulu sisaldab tegevusi, hooldust ja kütuseid. Kulud kajastatakse millides kilovatt-tunni kohta, kus üks veski võrdub 0,001 dollarit ehk kümnendik USA sendist.

2017. aasta keskmised kogukulud millides ühe kilovatt-tunni kohta on hüdroelektrijaamade kasvavate kulude järjekorras 10,29 (sealhulgas nii tavapärane hüdroelektrijaam kui ka pump hüdroelektrijaamad), 24,38 tuumaenergia jaoks, 31,76 gaasiturbiini ja väikeste mõõtmetega (määratletud gaasiturbiinide, sisepõletus-, fotogalvaaniliste või päikese- ja tuuleenergiajaamade jaoks) ning 35,41 fossiilse auru jaoks taimed.

Fossiilkütuste allikad vähenevad järk-järgult, mis põhjustab potentsiaalset globaalset energiapuudust. Tuumaelektrijaamad annavad energiat juba kolmekümnes osariigis. Kui kaks uut tehast on heaks kiidetud ja umbes 18 taotlust uute tehaste ehitamiseks, mida USA kaalub Tuumaenergeetika reguleeriva komisjoni 2018. aastal võivad tuumaelektrijaamad täita selle energiavajaduse Ameerika Ühendriikides.