A nukleáris energia az atom magjában (magjában) tárolt energiából származik. Ez az energia hasadással (atomok hasítása) vagy fúzióval (atomok összeolvadásával nagyobb atom képződésével) szabadul fel. A felszabadult energia felhasználható villamos energia előállítására.
A fosszilis tüzelőanyagok - amelyek főleg szenet, kőolajat és földgázt tartalmaznak - az egész világon kielégítik az energiaigény nagy részét. A villamos energia előállítása a fosszilis tüzelőanyagok egyik legfontosabb felhasználása. De ez az erőforrás korlátozott.
Villamos energia előállítása
A nukleáris energia felszabadulhat egy uránatom felosztásával. Az atom magja protonokból és neutronokból áll. Amikor a mag hasad, hő formájában szabadítja fel az energiát. Néhány neutron is felszabadul a hasadás során. Ezek a neutronok más magokat hasíthatnak, több hőt és neutront szabadíthatnak fel. Ezt a láncreakciót maghasadásnak nevezzük.
Az őskori növények és állatok szerves maradványaiból fosszilis üzemanyagok képződtek. Ezeket a több millió éves maradványokat a földkéreg hője és nyomása szén-tartalmú üzemanyagokká alakította át.
Mind az atomerőművek, mind a fosszilis tüzelőanyagok erőművei ugyanúgy termelik az áramot. Az ezekben az üzemekben keletkező hőt gőz előállítására használják fel. Ez a gőz hajtja a turbinát, amely egy olyan generátort működtet, amely a mechanikai energiát elektromos energiává alakítja.
Kibocsátás: Atomerőmű vs szénerő
Az atomenergia tisztább, miközben áramot termel. A maghasadás energiát biztosít anélkül, hogy üvegházhatású gázokat, például szén-dioxidot szabadítana fel. Az atomerőművek azonban radioaktív hulladékot képeznek, ami kritikus tényező a fosszilis tüzelőanyagok összehasonlításakor az atomenergia szennyezésének összehasonlításakor.
Az atomerőmű és a szénerő összehasonlításakor azonban vegye figyelembe, hogy a fosszilis tüzelőanyagok elégetése szén-dioxidot bocsát ki a légkörbe. Valójában az Egyesült Államokban a villamosenergia-termelésből származó szén-dioxid-kibocsátás 90 százaléka széntüzelésű erőművekből származik. Szennyező anyagokat bocsátanak ki, mint például kén-dioxid, mérgező fémek, arzén, kadmium és higany.
Hatékonyság és megbízhatóság
A nukleáris üzemanyag-pellet súlya körülbelül 6 uncia. Ugyanakkor ez az egyetlen pellet megadja az energiamennyiséget, amely megegyezik a tonna szén által termelt energiával (120) liter olaj vagy 17 000 köbméter földgáz, ezáltal a nukleáris üzemanyag sokkal hatékonyabb, mint a fosszilis üzemanyagok.
Ezenkívül az atomerőművek megbízhatóbban működnek, mint más energiatermelő létesítmények. 2017-ben az atomerőművek teljes kapacitással működtek az idő 92% -ában. Összehasonlításképpen vegyük figyelembe az egyéb energiatermelő források működési idejét: szénerőművek (54%), földgázüzemek (55%), szélerőművek (37%) és naperőművek (27%).
Az erőforrások elérhetősége
Az urán az egyik legelterjedtebb energiaforrás a Földön. Az urán újrafeldolgozható és újra felhasználható, ez az atomenergia egyik előnye a fosszilis tüzelőanyagokhoz képest. A fosszilis tüzelőanyagok viszont nem megújulók. Az energiakészletek meredeken csökkentek az emberek fosszilis tüzelőanyagoktól való függése miatt.
Költségek: Nukleáris energia vs fosszilis tüzelőanyagok
A költségek fontosak, ha figyelembe vesszük az atomenergia és a fosszilis tüzelőanyagok előnyeit és hátrányait. Míg az atomerőművek üzemeltetési költségei meghaladják az egyéb villamosenergia-termelő áramforrások költségeit, az összes költség kevesebb, mint a legtöbb. A villamosenergia-termelés átlagos teljes költsége magában foglalja az üzemeltetést, a karbantartást és az üzemanyagokat. A költségeket malomokban / kilowattórában jelentik, ahol egy malom 0,001 dollárnak vagy az amerikai cent egytizedének felel meg.
A 2017-ben jelentett átlagos malom / kilowattóránkénti költség a növekvő költségek sorrendjében 10,29 a vízerőmű esetében (ideértve mind a hagyományos hidroelektromos, mind a szivattyús tárolókat) hidroelektromos erőművek), 24,38 az atomenergia esetében, 31,76 a gázturbina és kisüzemi (gázturbina, belső égésű, fotovillamos, napelemes és szélerőművekként definiált) és 35,41 fosszilis gőz növények.
Az energiatermelés jövője
A fosszilis tüzelőanyagok forrása fokozatosan csökken, ami globális energiahiányhoz vezethet. Az atomerőművek már harminc államban szolgáltatnak energiát. Két új üzem jóváhagyásával és mintegy 18 kérelemmel új üzemek építésére, amelyet az Egyesült Államok mérlegel. Nukleáris Szabályozási Bizottság 2018-ban az atomerőművek képesek kielégíteni ezt az energiaigényt az Egyesült Államokban.