Branduolinė energija gaunama iš energijos, sukauptos atomo branduolyje (šerdyje). Ši energija išsiskiria per dalijimąsi (atomų skaidymą) arba susiliejimą (atomų sujungimą, kad susidarytų didesnis atomas). Išleista energija gali būti naudojama elektros energijai gaminti.
Iškastinis kuras - daugiausia anglis, nafta ir gamtinės dujos - patenkina didžiąją dalį energijos poreikių visame pasaulyje. Elektros gamyba yra vienas iš pagrindinių iškastinio kuro panaudojimo būdų. Tačiau šis išteklius yra ribotas.
Elektros gamyba
Branduolinė energija gali būti išlaisvinta suskaidžius urano atomą. Atomo branduolį sudaro protonai ir neutronai. Kai branduolys skyla, jis išskiria energiją šilumos pavidalu. Kai kurie neutronai taip pat išsiskiria skilime. Šie neutronai gali suskaidyti kitus branduolius, išskirdami daugiau šilumos ir neutronų. Ši grandininė reakcija vadinama branduolio dalijimusi.
Iškastinis kuras buvo formuojamas iš organinių priešistorinių augalų ir gyvūnų liekanų. Šiuos milijonus metų senumo likučius šiluma ir slėgis žemės plutoje pavertė anglies turinčiu kuru.
Tiek atominės, tiek iškastinio kuro elektrinės elektrą gamina vienodai. Šiuose augaluose sukurta šiluma naudojama garams gaminti. Šis garas varo turbiną, kuri maitina generatorių, kuris paverčia mechaninę energiją elektros energija.
Emisijos: Branduolinė energija ir anglies energija
Branduolinė energija yra švaresnė gaminant elektrą. Branduolio dalijimasis suteikia energijos neišleidžiant šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tokių kaip anglies dioksidas. Tačiau atominėse elektrinėse susidaro radioaktyviųjų atliekų, o tai yra lemiamas veiksnys, lyginant iškastinį kurą, palyginti su branduolinės energijos tarša.
Tačiau palygindami atominės energijos ir anglies energijos palyginimą, apsvarstykite, kad deginant iškastinį kurą į atmosferą išsiskiria anglies dioksidas. Tiesą sakant, 90 procentų anglies dvideginio išmetama gaminant elektrą JAV gaunama iš anglimis kūrenamų elektrinių. Jie išskiria tokius teršalus kaip sieros dioksidas, toksiški metalai, arsenas, kadmis ir gyvsidabris.
Veiksmingumas ir patikimumas
Branduolinio kuro granulės svoris yra maždaug 0,1 uncijos (6 gramai). Tačiau iš šios vienintelės granulės gaunamas energijos kiekis, lygus energijai, gaunamai tonai anglies, 120 galonų naftos arba 17 000 kubinių pėdų gamtinių dujų, todėl branduolinis kuras yra daug efektyvesnis nei iškastinis kuras.
Be to, atominės elektrinės veikia patikimiau nei kiti energijos gamybos įrenginiai. 2017 m. Atominės elektrinės visu pajėgumu dirbo 92% laiko. Palyginimui, apsvarstykite kitų energijos gamybos šaltinių: anglies jėgainių (54%), gamtinių dujų (55%), vėjo generatorių (37%) ir saulės elektrinių (27%) veikimo laiką.
Išteklių prieinamumas
Uranas yra vienas iš gausiausių energijos šaltinių Žemėje. Uranas gali būti perdirbamas ir vėl naudojamas - vienas iš branduolinės energijos privalumų, palyginti su iškastiniu kuru. Kita vertus, iškastinis kuras nėra atsinaujinantis. Energijos atsargos smarkiai sumažėjo dėl žmonių priklausomybės nuo iškastinio kuro.
Išlaidos: Branduolinė energija ir iškastinis kuras
Sąnaudos yra svarbios svarstant branduolinės energijos ir iškastinio kuro privalumus ir trūkumus. Nors atominių elektrinių eksploatavimo išlaidos viršija kitų elektros energiją gaminančių energijos šaltinių kainą, bendros išlaidos yra mažesnės nei daugumos. Vidutinės bendros elektros energijos sąnaudos apima operacijas, techninę priežiūrą ir kurą. Sąnaudos nurodomos malūnais už kilovatvalandę, kai vienas malūnas sudaro 0,001 USD arba dešimtadalį JAV cento.
Vidutinės bendros išlaidos malūnais už kilovatvalandę 2017 m., Atsižvelgiant į didėjančias sąnaudas, yra 10,29 hidroelektrinei (įskaitant tiek įprastą hidroelektrinę, tiek siurblinę) hidroelektrinės), 24,38 - atominei elektrai, 31,76 - dujų turbinoms ir nedidelėms įmonėms (apibrėžiamos kaip dujų turbinos, vidaus degimo, fotoelektrinės, saulės ir vėjo jėgainės) ir 35,41 iškastiniam garui augalų.
Energijos gamybos ateitis
Iškastinio kuro šaltiniai palaipsniui mažėja, o tai gali sukelti energijos trūkumą visame pasaulyje. Atominės elektrinės jau teikia energiją trisdešimt valstybių. Patvirtinus dvi naujas gamyklas ir apie 18 paraiškų statyti naujas gamyklas, svarstomas JAV. Branduolinės energijos reguliavimo komisijos 2018 m. Atominės elektrinės gali patenkinti šį energijos poreikį Jungtinėse Valstijose.