Atom hòa bình: hình ảnh, biểu tượng. Liệu một nguyên tử có thể được hòa bình? Có tương lai cho một nguyên tử hòa bình?

Vào cuối Thế chiến thứ hai, hai quả bom hạt nhân đã được thả qua các thành phố của Nhật Bản Hiroshima và Nagasaki. Vũ khí mới này đã chứng tỏ là chết người nhất trong lịch sử nhân loại. Cuộc chạy đua hạt nhân tiếp theo giữa Liên Xô và Hoa Kỳ làm trầm trọng thêm những lo ngại của cộng đồng thế giới về nhân tố hạt nhân. Tuy nhiên, ngoài các đầu đạn hạt nhân, một nguyên tử hòa bình xuất hiện. Cụm từ này đề cập đến điện hạt nhân.

Nguyên tắc hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân

Hoạt động của bất kỳ nhà máy điện hạt nhân nào dựa trên phản ứng phân hạch của nguyên tử. Để gây ra nó, nó là cần thiết để tiến hành một cuộc bắn phá nơron hạt nhân uranium-235. Các hạt nhỏ nhất được chia thành các mảnh, trong khi tạo ra một lượng lớn các tia gamma và năng lượng nhiệt.

Nguyên tử yên bình chỉ có thể giữ được bình yên dưới sự kiểm soát chặt chẽ, bắt buộc đối với các nhà máy điện hạt nhân. Thực tế là khi sự phân hạch xảy ra, các neutron tạo ra những phản ứng dây chuyền mới. Vòng bao quanh không kiểm soát được của hạt nhân dẫn tới một vụ nổ. Chính nguyên tắc này là nền tảng cho hoạt động của bom nguyên tử. Trong các nhà máy điện, quá trình được kiểm soát, và năng lượng dư thừa được chuyển đến một kênh hữu ích cho người dân.

Uranium-235

Trước khi sử dụng, nhiên liệu hạt nhân được đặt trong thanh đặc biệt. Nó được lưu giữ ở dạng viên nén làm từ urani oxit. Nên hiểu rằng chất này không đồng nhất. 3% các viên thuốc như vậy chứa urani-235 (phản ứng được phân chia chính xác bởi nó), phần còn lại là do urani-238 (đồng vị này không chia hết).

Tại sao chúng ta lại cần một tỷ lệ như vậy? Để giữ quá trình kiểm soát. Lò phản ứng vận hành kích hoạt phản ứng phân hạch. Trong quá trình phát triển, lượng uranium-235 giảm. Đồng thời, khối lượng sản phẩm phân hạch tăng lên. Đây là chất thải hạt nhân. Chúng gây nguy hiểm nghiêm trọng cho môi trường, vì vậy chúng phải được xử lý đúng cách. Liệu một nguyên tử có thể được hòa bình? Như có thể nhìn thấy từ công nghệ mô tả, chỉ với việc tuân thủ nghiêm ngặt các hướng dẫn và quy tắc của quá trình sản xuất.

Điều kiện tiên quyết để xuất hiện

Năng lượng hạt nhân (hạt nhân) được sinh ra vào giữa thế kỷ XX. Kể từ đó, hàng trăm nhà máy điện hạt nhân đã được xây dựng trên thế giới (442 công trình hiện nay). Nguyên tử an lạc cung cấp hơn một nửa năng lượng cần thiết của Pháp, Ba Lan, Lithuania, Slovakia, Thụy Điển và Hàn Quốc. Tại Tây Âu, các nhà máy điện hạt nhân tạo ra khoảng một phần ba điện năng.

Tất cả bắt đầu vào năm 1939, khi sự phân hạch nhân urani được phát hiện ở Đức. Các cuộc điều tra của người Đức rất quan tâm đến Liên Xô. Các nhà khoa học ngay lập tức nhận ra rằng quá trình mới được phát hiện này cho phép tạo ra khối lượng lớn năng lượng. Nếu các chuyên gia có thể học để kiểm soát các phản ứng phức tạp, điều này sẽ giải quyết nhiều vấn đề kinh tế. Các nghiên cứu Liên Xô đầu tiên liên quan đến nguyên tử hòa bình đã được tổ chức tại Rian (Viện Radium của Học viện Khoa học) dưới sự lãnh đạo của nhà vật lý nổi bật Igor Kurchatov.

Cuộc chạy đua hạt nhân

Công việc của các nhà khoa học Liên Xô bị cản trở bởi việc Liên Xô thiếu trữ lượng urani của riêng mình. Thêm vào đó, năm 1941 Chiến tranh ái quốc vĩ đại bắt đầu và cần phải quên đi những khám phá cách mạng trong một thời gian. Trong bối cảnh này, chương trình nghị sự đã bị chặn ở Anh, Mỹ và Đức. Nghịch lý là năng lượng hạt nhân nổi lên như một nhánh của dự án quân sự. Tất nhiên, các quốc gia chiến tranh trước hết đã cố gắng để có được vũ khí mạnh nhất, và chỉ sau đó họ nghĩ về cách hòa bình của việc sử dụng các phát minh của họ.

Lò phản ứng hạt nhân thử nghiệm đầu tiên được đưa ra tại Hoa Kỳ vào tháng 12 năm 1942. Người đứng đầu dự án là nhà khoa học người Ý Enrico Fermi. Tại Liên Xô, lò phản ứng đầu tiên xuất hiện vào cuối năm 1946 tại Viện Năng lượng nguyên tử. Vào thời điểm đó, những vụ đánh bom của Hiroshima và Nagasaki ở Mỹ đã diễn ra . Tại Liên Xô, một quả bom nguyên tử được tạo ra vào năm 1949, và một quả bom hydro vào năm 1953. Chiến tranh đã kết thúc, và các nhà khoa học bắt đầu chuẩn bị một lò phản ứng hạt nhân để làm việc cho nền kinh tế quốc gia của Liên Xô.

Xây dựng nhà máy điện hạt nhân

Nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới đã được đưa ra vào mùa hè năm 1954. Đó là Nhà máy điện hạt nhân Obninsk, nằm trong khu vực Kaluga. Ở Mỹ, với sự chậm trễ một chút, họ cũng bắt đầu thực hiện một dự án hạt nhân năng lượng. Năm 1956, người Mỹ lần đầu tiên có thể lấy điện qua lò phản ứng. Dần dần, trong hai siêu cường, tất cả các nhà máy điện hạt nhân mới đều dựa. Mỗi người trong số họ đánh bại một kỷ lục quyền lực khác.

Đỉnh phát triển năng lượng hạt nhân đã giảm vào nửa cuối những năm 1960. Sau đó, số lượng xây dựng nhà máy điện hạt nhân bắt đầu giảm. Tại Hoa Kỳ, Quốc hội và cộng đồng khoa học bắt đầu thảo luận về các vấn đề liên quan đến an toàn năng lượng hạt nhân vì hòa bình. Tuy nhiên, đến năm 1986, việc sản xuất điện ở các nhà máy điện hạt nhân đã đạt đến 15% khối lượng sản xuất bởi các nhà máy điện thông thường.

Biểu tượng năng lượng hạt nhân

Năm 1958, tại Brussels, nơi Triển lãm Thế giới tiếp theo được tổ chức, Atomium đã được mở ra. Trên khái niệm thiết kế đã làm việc kiến trúc sư Andre Vaterkeyner. Atomium trông giống như một mạng lưới sắt tinh thể mở rộng: chín nguyên tử kết hợp với nhau. Trọng lượng của cấu trúc là 2400 tấn, và chiều cao 102 mét. Khách có thể đi vào sáu trong số chín quả cầu. Những mô hình nguyên tử này, phóng to hàng trăm tỷ lần, được kết nối với nhau bằng ống hai mươi hai mươi hai mươi mét. Bên trong họ có hành lang và thang cuốn.

Atomium đã trở thành một biểu tượng của toàn bộ năng lượng hạt nhân và ý tưởng khám phá khoa học mang tính cách mạng nên được sử dụng vì lợi ích của nhân loại, chứ không phải vì chiến tranh và sự tàn phá. Dấu ấn của Bỉ được nhắc tới trong cuốn tiểu thuyết những nhà văn khoa học viễn tưởng nổi tiếng của Liên Xô của anh em nhà Strugatsky "Thứ Hai bắt đầu vào thứ Bảy". Biểu tượng của một nguyên tử hòa bình xuất hiện trên nhiều hình vẽ, cũng như biểu tượng dành cho điện hạt nhân.

Yếu tố sinh thái

Vấn đề ô nhiễm môi trường với chất thải phóng xạ ngày càng trở nên quan trọng hàng năm. Ví dụ, ở nước Nga hiện đại, 10 nhà máy điện hạt nhân đang tham gia vào các nguyên tử hòa bình. Tất cả các doanh nghiệp này cần sự quan tâm đặc biệt từ các nhà môi trường và các cơ quan chính phủ.

Mỗi năm, 50 ngàn mét khối chất thải phóng xạ tích tụ trong Liên minh châu Âu. Vấn đề chính là rác thải đó vẫn còn nguy hiểm trong hàng ngàn năm (ví dụ, thời kỳ thối rữa của plutoni-239 là 24 ngàn năm).

Quản lý chất thải

Ngày nay, có một số khái niệm về cách để loại bỏ chất thải phóng xạ. Ý tưởng đầu tiên là tạo các kho ở cuối Đại dương Thế giới. Đây là một phương pháp khá khó thực hiện. Thùng chứa phải ở một độ sâu đáng kể, ngoài ra, chúng có thể làm hỏng dòng biển.

Ý tưởng thứ hai được xem xét trong NASA, nơi mà họ đề nghị đưa chất thải hạt nhân vào không gian bên ngoài. Phương pháp như vậy là an toàn cho trái đất, nhưng đầy đủ với chi tiêu. Có những ý tưởng khác: vận chuyển rác thải đến các hòn đảo không có người ở hoặc chôn chúng trong băng đá ở Nam Cực. Điều được chấp nhận nhiều nhất ngày nay được coi là một biến thể của việc xây dựng nghĩa trang trong các tảng đá ngầm. Các nghiên cứu liên quan đến ý tưởng này tiếp tục được tiến hành ở Đức và Thụy Sĩ.

Bài học của Chernobyl

Trong một thời gian dài, điện hạt nhân được coi là không thay thế. Trong nhiều thập niên, nguyên tử hòa bình ở Liên Xô và các nước khác tiếp tục mở rộng kinh tế. Tuy nhiên, vào năm 1986, một thảm kịch xảy ra ở Chernobyl, buộc nhân loại phải suy nghĩ lại thái độ của họ đối với các nhà máy điện hạt nhân. Tại ga gần Pripyat, một vụ nổ đã xảy ra, dẫn tới việc phá hủy lò phản ứng và phóng thích vào môi trường của một số lượng đáng kể các chất phóng xạ nguy hiểm tới sức khoẻ.

Khẩu hiệu nổi tiếng của Liên Xô "Nguyên tử Hòa bình trong mỗi ngôi nhà" đã bị tổn hại. Trong những tháng đầu tiên sau tai nạn, 30 người đã thiệt mạng. Tuy nhiên, hiệu quả thực sự của chiếu xạ bị ảnh hưởng sau đó. Trong những năm tiếp theo hàng chục người đã chết trong cơn đau đớn khủng khiếp. Hàng ngàn công dân của Liên bang Xô viết nằm trong khu vực bị nhiễm trùng. Các lãnh thổ quan trọng của Belarus, Ukraine và Nga đã trở nên không thích hợp cho nông nghiệp. Vụ tai nạn Chernobyl đã dẫn tới một sự bùng phát ám ảnh công cộng liên quan đến năng lượng hạt nhân. Sau thảm hoạ đó, nhiều đài trên khắp thế giới đã đóng cửa.

Mặc dù trong 30 năm qua, các biện pháp an ninh tại các doanh nghiệp này đã được cải thiện đáng kể, về mặt lý thuyết một thảm hoạ tương tự như Chernobyl có thể được lặp lại lần nữa. Đã xảy ra tai nạn trước và sau khi Nhà máy điện hạt nhân Chernobyl: năm 1957 - ở Anh (Windskale), năm 1979 - ở Mỹ (đảo Three Mile), năm 2011 - ở Nhật Bản (Fukushima). Hôm nay, IAEA đã thu thập thông tin về hơn 1.000 sự kiện phi thường tại các trạm. Nguyên nhân gây tai nạn: nhân tố con người (80% trường hợp), ít thường - thiếu hụt thiết kế. Tại Fukushima, Nhật Bản, tình huống khẩn cấp xảy ra do trận động đất mạnh và sóng thần xảy ra sau đó.

Triển vọng cho Năng lượng hạt nhân

Vấn đề liệu có tương lai cho một nguyên tử hòa bình, theo quan điểm kinh tế, là phức tạp và gây ra nhiều tranh chấp về chuyên môn. Do một số lượng lớn các yếu tố xung đột, tương lai của nó là không rõ ràng và mơ hồ. Các dự báo gần đây nhất của Cơ quan Năng lượng Quốc tế cho thấy, nếu xu hướng hiện nay tiếp tục, tỷ lệ điện sản xuất tại các nhà máy điện hạt nhân sẽ giảm từ 15% xuống còn 9% vào năm 2030.

Cho đến gần đây, điện hạt nhân là nhu cầu, trong số những thứ khác, vì giá dầu cao. Tuy nhiên, vào năm 2014 họ đã giảm mạnh. Vì vậy, có một thay thế rẻ hơn cho NPP. Điều quan trọng là nguyên tử hòa bình chỉ cung cấp cho người dân điện (nghĩa là, ngay cả với ứng dụng rộng rãi nó không thể hoàn toàn thoát khỏi xã hội của sự phụ thuộc năng lượng).

Dầu hoặc điện?

Dầu, bất chấp mọi thứ, rất quan trọng cho ngành công nghiệp và vận tải. Khoảng 40% năng lượng tiêu thụ của Mỹ được cung cấp bởi nguồn này. Từ sự phụ thuộc vào dầu mỏ, Nhật Bản và Pháp không thể thoát khỏi (mặc dù họ chủ động sử dụng các nhà máy điện hạt nhân). Vậy có tương lai cho một nguyên tử hòa bình hay là nó sẽ phải ở trong bóng tối của "vàng đen"? Những xu hướng đã đề cập cho thấy các nhà máy điện hạt nhân có thể là trong quá khứ. Tuy nhiên, một số phát triển gần đây đã cho năng lượng hạt nhân một cơ hội mới.

Đó là về sự xuất hiện của những chiếc xe hơi không hoạt động trên xăng, nhưng về điện. Ngày nay, những chiếc xe như vậy đang ngày càng trở thành thị trường tiêu thụ ở Mỹ và châu Âu. Trong vài thập kỷ, xe điện sẽ trở thành tiêu chuẩn. Chính tại thời điểm này nền kinh tế thế giới có thể tái cứu một năng lượng hạt nhân ôn hòa. Các nhà máy điện hạt nhân (NPP) có thể giải quyết vấn đề nhu cầu ngày càng tăng của các nước khác nhau về điện.

Kỹ thuật điện nhiệt hạch

Có một quan điểm khác trong đó một nguyên tử hòa bình có thể tạo ra một thắng lợi kinh tế. Một trong những vấn đề quan trọng nhất liên quan đến hoạt động của các nhà máy điện hạt nhân là an toàn môi trường. Vấn đề phức tạp của việc chôn lấp chất thải bức xạ và nhiên liệu đã qua sử dụng đã làm tăng ý tưởng định dạng lại các lò phản ứng hạt nhân thành các hạt nhân nhiệt hạch hạt nhân mới. Các doanh nghiệp như vậy sẽ hoàn toàn an toàn cho môi trường. Nhưng trước khi công nghệ này của nguyên tử hòa bình sẽ được đưa vào sản xuất, các chuyên gia sẽ phải làm một cách quan trọng.

Ngày nay, các đội từ 33 quốc gia đã và đang làm việc cho một dự án nhiệt hạch. Bản chất toàn cầu của ý tưởng về nhiên liệu nhiệt đới được xác định bởi nhiều lợi thế của nó. Nó không chỉ an toàn từ quan điểm của sinh thái, mà còn không giới hạn. Tài nguyên cần thiết cho các nhà khoa học là deuterium, được lấy từ Đại dương Thế giới. Sự chênh lệch công nghệ chính giữa trạm nhiệt điện và nhà máy điện hạt nhân là sự hợp nhất hạt nhân sẽ diễn ra tại các nhà máy mới (điện hạt nhân bị phân chia tại các nhà máy điện hạt nhân cũ). Có lẽ, trong công nghệ này, tương lai của một nguyên tử hòa bình nằm.