Jedrska energija izvira iz energije, shranjene v jedru (jedru) atoma. Ta energija se sprosti s cepitvijo (delitev atomov) ali fuzijo (združevanjem atomov, da nastane večji atom). Sproščena energija se lahko uporabi za proizvodnjo električne energije.
Fosilna goriva - ki v glavnem vključujejo premog, nafto in zemeljski plin - zapolnjujejo večino potreb po energiji po vsem svetu. Proizvodnja električne energije je ena od prevladujočih vrst uporabe fosilnih goriv. Toda ta vir je omejen.
Proizvodnja električne energije
Jedrska energija se lahko sprosti z razdelitvijo atoma urana. Jedro atoma je sestavljeno iz protonov in nevtronov. Ko se jedro razcepi, sprosti energijo v obliki toplote. V razcepu se sprosti tudi nekaj nevtronov. Ti nevtroni lahko razcepijo druga jedra in sprostijo več toplote in nevtronov. Ta verižna reakcija se imenuje jedrska cepitev.
Fosilna goriva so nastajala iz organskih ostankov prazgodovinskih rastlin in živali. Te ostanke, stare milijone let, so toplota in tlak v zemeljski skorji pretvorili v goriva, ki vsebujejo ogljik.
Jedrske elektrarne in elektrarne na fosilna goriva proizvajajo električno energijo na enak način. Toplota, proizvedena v teh napravah, se uporablja za proizvodnjo pare. Ta para poganja turbino, ki napaja generator, ki mehansko energijo pretvarja v električno.
Emisije: jedrska energija v primerjavi s premogovnikom
Jedrska energija je med proizvodnjo električne energije čistejša. Jedrska fisija zagotavlja energijo brez sproščanja toplogrednih plinov, kot je ogljikov dioksid. Vendar pa jedrske elektrarne ustvarjajo radioaktivne odpadke, kar je kritičen dejavnik pri primerjavi fosilnih goriv in onesnaževanju jedrske energije.
Pri primerjavi jedrske energije in premoga pa upoštevajte, da zgorevanje fosilnih goriv sprošča ogljikov dioksid v ozračje. Dejansko 90 odstotkov emisij ogljika pri proizvodnji električne energije v ZDA prihaja iz elektrarn na premog. Izpuščajo onesnaževala, kot so žveplov dioksid, strupene kovine, arzen, kadmij in živo srebro.
Učinkovitost in zanesljivost
Pelet jedrskega goriva tehta približno 6 gramov. Vendar ta en sam pelet daje količino energije, ki je enakovredna tisti, ki jo ustvari tona premoga, 120 litrov nafte ali 17.000 kubičnih metrov zemeljskega plina, zaradi česar je jedrsko gorivo veliko bolj učinkovito kot fosilno gorivo goriv.
Poleg tega jedrske elektrarne delujejo bolj zanesljivo kot druge elektrarne. Leta 2017 so jedrske elektrarne delale s polno zmogljivostjo 92% časa. Za primerjavo upoštevajte obratovalni čas za druge vire, ki proizvajajo energijo: premogovnice (54%), obrate za zemeljski plin (55%), vetrne elektrarne (37%) in sončne elektrarne (27%).
Razpoložljivost virov
Uran je eden najpogostejših virov energije na Zemlji. Uran je mogoče predelati in ponovno uporabiti, kar je ena od prednosti jedrske energije pred fosilnimi gorivi. Fosilna goriva pa niso obnovljiva. Zaradi odvisnosti ljudi od fosilnih goriv so se zaloge energije strmo zmanjšale.
Stroški: Jedrska energija v primerjavi s fosilnimi gorivi
Stroški so pomembni, če upoštevamo prednosti in slabosti jedrske energije v primerjavi s fosilnimi gorivi. Medtem ko obratovalni stroški jedrskih elektrarn presegajo stroške drugih virov električne energije, ki proizvajajo električno energijo, so skupni stroški manjši od večine. Povprečni skupni stroški proizvodnje električne energije vključujejo delovanje, vzdrževanje in goriva. Stroški se poročajo v mlinih na kilovatno uro, pri čemer en mlin znaša 0,001 USD ali desetino ameriškega centa.
Povprečni skupni stroški v mlinih na kilovatno uro, poročani za leto 2017, so za naraščajoče stroške 10,29 za hidroelektrarno (vključno s konvencionalno hidroelektrarno in črpališčem). hidroelektrarne), 24,38 za jedrsko elektrarno, 31,76 za plinsko turbino in manjši obseg (opredeljeno kot plinska turbina z notranjim zgorevanjem, fotovoltaične ali sončne in vetrne elektrarne) in 35,41 za fosilno paro rastlin.
Prihodnost proizvodnje energije
Viri fosilnih goriv postopoma upadajo, kar vodi v potencialno globalno pomanjkanje energije. Jedrske elektrarne že zagotavljajo energijo v tridesetih zveznih državah. Z odobritvijo dveh novih obratov in približno 18 prošnjami za gradnjo novih obratov, ki jih obravnavajo ZDA. Jedrska regulativna komisija leta 2018 lahko jedrske elektrarne zadovoljijo to energijsko potrebo v ZDA.