Kodolenerģija rodas no enerģijas, kas uzkrāta atoma kodolā (kodolā). Šī enerģija tiek atbrīvota, sadaloties (atomus sadalot) vai saplūstot (atomu apvienošana, veidojot lielāku atomu). Atbrīvo enerģiju var izmantot elektroenerģijas ražošanai.
Fosilais kurināmais, kas galvenokārt ietver ogles, naftu un dabasgāzi, aizpilda lielāko daļu enerģijas vajadzību visā pasaulē. Elektroenerģijas ražošana ir viens no galvenajiem fosilā kurināmā izmantošanas veidiem. Bet šis resurss ir ierobežots.
Elektroenerģijas ražošana
Kodolenerģiju var atbrīvot, sadalot urāna atomu. Atoma kodolu veido protoni un neitroni. Kad kodols sadalās, tas atbrīvo enerģiju siltuma formā. Daži neitroni tiek izdalīti arī sadalījumā. Šie neitroni var sadalīt citus kodolus, atbrīvojot vairāk siltuma un neitronu. Šo ķēdes reakciju sauc par kodola skaldīšanu.
Fosilā kurināmā veidojās no aizvēsturisko augu un dzīvnieku organiskajām atliekām. Šīs paliekas, kas ir miljoniem gadu vecas, siltuma un zemes garozas spiediena ietekmē tika pārveidotas par oglekli saturošām degvielām.
Gan atomelektrostacijas, gan fosilā kurināmā elektrostacijas elektrību ražo vienādi. Šajās iekārtās saražoto siltumu izmanto tvaika radīšanai. Šis tvaiks darbina turbīnu, kas darbina ģeneratoru, kas pārveido mehānisko enerģiju par elektrisko enerģiju.
Emisijas: Kodolenerģija pret ogļu enerģiju
Kodolenerģija ir tīrāka, vienlaikus ražojot elektrību. Kodoldalīšanās nodrošina enerģiju, neizdalot siltumnīcas gāzes, piemēram, oglekļa dioksīdu. Tomēr atomelektrostacijas rada radioaktīvos atkritumus, kas ir kritisks faktors, salīdzinot fosilo kurināmo ar kodolenerģijas piesārņojumu.
Tomēr salīdzinājumā ar kodolenerģiju un ogļu enerģiju ņemiet vērā, ka fosilā kurināmā sadedzināšana atmosfērā izdala oglekļa dioksīdu. Patiesībā 90 procenti no oglekļa emisijām, ko rada elektroenerģijas ražošana Amerikas Savienotajās Valstīs, rodas ogļu spēkstacijās. Tie izdala tādus piesārņotājus kā sēra dioksīds, toksiski metāli, arsēns, kadmijs un dzīvsudrabs.
Efektivitāte un uzticamība
Kodoldegvielas granula sver aptuveni 0,1 unci (6 gramus). Tomēr no šīs vienas granulas iegūst enerģijas daudzumu, kas ir ekvivalents tam, ko rada tonna ogļu 120 galonu naftas vai 17 000 kubikpēdu dabasgāzes, padarot kodoldegvielu daudz efektīvāku nekā fosilā degvielas.
Turklāt atomelektrostacijas darbojas ticamāk nekā citas enerģijas ražošanas iekārtas. 2017. gadā atomelektrostacijas strādāja ar pilnu jaudu 92% gadījumu. Salīdzinājumam ņemiet vērā citu enerģijas ražošanas avotu darbības laiku: ogļu stacijas (54%), dabasgāzes stacijas (55%), vēja ģeneratori (37%) un saules stacijas (27%).
Resursu pieejamība
Urāns ir viens no bagātīgākajiem enerģijas avotiem uz Zemes. Urānu var pārstrādāt un atkal izmantot, kas ir viena no kodolenerģijas priekšrocībām salīdzinājumā ar fosilo kurināmo. Savukārt fosilais kurināmais nav atjaunojams. Enerģijas rezerves ir strauji samazinājušās, jo cilvēki ir atkarīgi no fosilā kurināmā.
Izmaksas: Kodolenerģija pret fosilo kurināmo
Izmaksas ir svarīgas, apsverot kodolenerģijas un fosilā kurināmā plusus un mīnusus. Kamēr atomelektrostaciju ekspluatācijas izmaksas pārsniedz citu elektrību ražojošu enerģijas avotu izmaksas, kopējās izmaksas ir mazākas nekā lielākajai daļai. Vidējās kopējās elektroenerģijas ražošanas izmaksas ietver operācijas, uzturēšanu un degvielu. Izmaksas tiek uzrādītas dzirnavās par kilovatstundu, kur viena dzirnava ir vienāda ar 0,001 ASV dolāru jeb desmito daļu ASV centa.
Vidējās kopējās izmaksas dzirnavās par kilovatstundu 2017. gadā, pieaugošo izmaksu secībā, ir 10,29 hidroelektroenerģijai (ieskaitot gan parasto hidroelektrostaciju, gan sūknēto krātuvi) hidroelektrostacijas), 24,38 - kodolenerģijai, 31,76 - gāzturbīnām un mazām (definētas kā gāzturbīnām, iekšdedzes, fotoelementu vai saules un vēja iekārtām) un 35,41 - fosilajam tvaikam augi.
Enerģijas ražošanas nākotne
Fosilā kurināmā avoti pakāpeniski samazinās, kā rezultātā visā pasaulē var pietrūkt enerģijas. Atomelektrostacijas jau trīsdesmit valstīs nodrošina enerģiju. Apstiprinot divas jaunas rūpnīcas un aptuveni 18 pieteikumus jaunu rūpnīcu celtniecībai, ko izskata ASV. Kodolenerģijas regulēšanas komisijas 2018. gadā kodolspēkstacijas var aizpildīt šo enerģijas vajadzību Amerikas Savienotajās Valstīs.