Ang US Nuclear Power ba ang Sagot sa Pagbabago sa Klima?
(Mga numero ng hindi US ay mula 2014. Hindi available ang mga pinakabagong numero.)
Ang pamumuno ng Estados Unidos ay nagmula sa makasaysayang papel nito bilang isang tagapanguna ng pagbuo ng nuclear power. Ang unang commercial pressurized water reactor, Yankee Rowe, ay nagsimula noong 1960 at pinatatakbo hanggang 1992. (Source: "Nuclear Power sa USA," World Nuclear Association, Abril 2017.)
Mga Nuclear Power Stations
Mayroong 99 na operating nuclear power plants sa tatlumpung estado. Karamihan ay matatagpuan sa silangan ng Mississippi River (tingnan ang mapa). Bumubuo sila ng humigit-kumulang na $ 40 - $ 50 bilyon bawat isa sa mga benta ng kuryente at lumikha ng higit sa 100,000 mga trabaho. Ang bawat dolyar na ginugol ng average na reactor ay bumubuo ng $ 1.87 sa ekonomiya ng US. (Pinagmulan: "Mga Benepisyo sa Ekonomiya ng Nuclear Energy," Nuclear Energy Institute, Abril 2014.)
Ang US nuclear power plants ay nakabuo ng 19.7 porsyento ng 4.079 trilyon kWh ng kabuuang produksiyon ng kuryente ng US sa 2016. Ito ay pangalawa sa karbon (30 porsiyento) at natural gas (34 porsiyento).
Mas malaki ito kaysa sa hydroelectricity (6.5 porsiyento) at iba pang alternatibong mapagkukunan kabilang ang lakas ng hangin (8.4 porsiyento).
Mayroon ding 36 test reactors sa mga unibersidad sa pananaliksik (tingnan ang mapa). Ginagamit ang mga ito upang lumikha ng maliit na halaga ng radiation para sa mga eksperimento. Ito ay kung saan napag-aralan ng mga siyentipiko ang neutrons at iba pang mga subatomic na particle, suriin ang mga bahagi ng automotive at medikal at matutunan kung paano mas mahusay na gamutin ang kanser.
(Pinagmulan: "Backgrounder sa Research and Test Reactors," NRC, Agosto 18, 2011.)
Paano Gumagana ang Nuclear Power?
Ang lahat ng mga planta ng kuryente ay nagpainit ng tubig upang makagawa ng singaw, na nagiging isang generator upang lumikha ng kuryente. Sa mga istasyon ng nuclear power, ang singaw na ito ay ginawa ng init na nabuo mula sa nuclear fission. Ito ay kapag ang isang atom ay nahati, na naglalabas ng napakalaking halaga ng enerhiya sa anyo ng init.
Ang uranium 235 ay ginagamit bilang gasolina sapagkat ito ay madaling masira kapag nagkakasama ito ng isang neutron. Kapag nangyari iyon, ang mga neutron mula sa uranium mismo ay nagsisimulang sumasalungat sa iba pang mga atomo nito. Nagsisimula ito ng isang kadena reaksyon. Iyon ang dahilan kung bakit ang mga nuclear bomb ay napakalakas.
Sa isang nuclear generator, ang kadena reaksyon ay kinokontrol ng mga espesyal na rod na sumipsip ng labis na neutrons nang hindi nakakapinsala. Ang mga control rod na ito ay inilalagay sa tabi ng mga gasolina ng gasolina, na naglalaman ng mga ellipino na gasolina. Higit sa 200 ng mga rod na ito ay naka-grupo sa kung ano ang kilala bilang fuel assembly. Kapag gusto ng mga inhinyero na pabagalin ang proseso, mas mababa ang mga kontrol ng mga ito sa assembly. Kapag gusto nila ng higit na init, pinalaki nila ang mga tungkod. (Pinagmulan: "Paano Gumagana ang Nuclear Plants?" Duke Energy.)
Ang Estados Unidos ay may dalawang uri ng mga nuclear power plant. Mayroong 65 na pressurized water reactors at 34 reactor na tubig na kumukulo.
Nag-iiba sila kung paano inilipat ang init mula sa reaktor sa generator.
Ang mga may presyon ng tubig reactors ay gumagamit ng mataas na presyon upang panatilihin ang tubig sa reaktor mula sa kumukulo. Ito ay nagbibigay-daan ito sa init sa sobrang mataas na antas. Ang init ay ililipat sa pamamagitan ng mga tubo sa isang hiwalay na lalagyan ng tubig sa generator. Lumilikha ang steam na nag-mamaneho ng turbine ng koryente. Ang tubig mula sa reactor pagkatapos ay bumalik upang muling reheated. Ang steam mula sa turbina ay cooled sa isang pampalapot. Ang nagresultang tubig ay ipinadala pabalik sa steam generator. Narito ang isang animated na bersyon ng isang may presyon ng tubig reaktor.
Ang mga reactor ng tubig na kumukulo sa kabilang banda, gumamit ng tubig na kumukulo upang direktang likhain ang steam upang himukin ang generator. Narito ang isang animated na bersyon ng reaktor ng tubig na kumukulo.
Ang pinakamahalaga ay ang buong proseso ay nangyayari sa isang nakapaloob na kapaligiran upang maprotektahan ang labas ng mundo mula sa anumang kontaminasyon.
Ang mga halaman kapangyarihan ay maaaring cooled down at kahit na tumigil mabilis. (Pinagmulan: "Paano Gumagana ang Nuclear Energy Work?", UNAE.)
Mga Bentahe
Ang mga nuclear power plant ay hindi naglalabas ng anumang greenhouse gasses, hindi katulad ng karbon at natural gas.
Lumilikha sila ng 0.5 trabaho para sa bawat megawatt hour (mWh) ng kuryente na ginawa. Ito ay sa paghahambing sa 0.19 trabaho sa karbon, 0.05 trabaho sa gas-fired halaman at 0.05 sa hangin kapangyarihan. Ang tanging ibang mapagkukunan ng kapangyarihan na lumilikha ng mas maraming trabaho / mWh ay solar photovoltaic, sa 1.06 na trabaho / mWh. (Pinagmulan: "Mga Benepisyo sa Ekonomiya ng Nuclear Energy," Nuclear Energy Institute, Abril 2014. )
Para sa mga dekada, ang nuclear power ay may pinakamababang gastos sa pagpapatakbo. Sa 1.87 cent / kWh (2008 figure), 68 porsiyento ng halaga ng karbon. At hanggang kamakailan lamang, ito ay 25 porsiyento lamang ng halaga ng natural na gas.
Ang mga takot tungkol sa pag -init ng mundo ay nagbabawal sa bagong konstruksiyon ng mga halaman ng elektrisidad ng karbon. Bilang resulta, mula 1992 hanggang 2005, ang mga 270,000 megawatts ng enerfy ng mga bagong gas-fired power plant ay itinayo. Noong panahong iyon, ang mga halaman ay tila may pinakamababang panganib sa pamumuhunan. Bilang resulta, ang 14,000 MWe ng bagong kapasidad na nukleyar at karbon ay online. Nakatulong ito sa pagtaas ng mga presyo ng natural gas, pagpilit ng malalaking pang-industriyang mga gumagamit ng malayo sa pampang at pagtulak ng mga gastos sa kuryente ng gas na umaabot sa 10 cents / kWh.
Mga disadvantages
Mayroong dalawang malalaking disadvantages sa nuclear power, salamat sa radioactive likas na katangian ng fuel source nito.
1. Ang isang aksidente sa planta ay maaaring mag-release ng radioactive materyal sa kapaligiran bilang isang plume (tulad ng ulap na porma) ng mga radioactive gas at mga particle. Ang mga particle ay pagkatapos ay inhaled o ingested sa pamamagitan ng mga tao at mga hayop o idineposito sa lupa. Ang mga particle ay binubuo ng di-matatag na mga atomo na nagpapalabas ng labis na enerhiya, tinatawag na radiation, hanggang sa maging matatag ito. Sa mababang dosis, ang radiation ay hindi nakakapinsala. Pagkatapos ng isang nuclear meltdown bagaman, ang malaking dosis sirain ang buhay na mga cell at maaaring maging sanhi ng mutations, sakit at kamatayan.
Ang potensyal na epekto ng isang nuclear meltdown ay maaaring maging sakuna, tulad ng nakikita sa Chernobyl at Fukushima , kahit na ang mga pagkakataon ng ganoong insidente ay nangyayari ay bihirang. Ang tanging sakuna ng nuclear sa US ay nasa Tatlong Mile Island noong 1979 nang bahagyang natunaw ang radioactive fuel rods. Lamang ng isang maliit na halaga ng radioactive gas ay inilabas. Walang masusukat na epekto sa kalusugan. Gayunpaman, walang bagong mga nuclear power plant ang itinayo sa loob ng 30 taon.
Halos tatlong milyong Amerikano ang nakatira sa loob ng 10 milya ng isang operating plant. Ang panganib ng direktang radiation exposure sa kaso ng isang aksidente. Kung isa ka sa mga taong iyon, narito kung paano maghanda para sa isang aksidente.
2. Ang pagtapon ng nuclear waste ay isang malaking kawalan. Ang mababang antas ng basura ay mula sa kontak sa nuclear fuel sa pang-araw-araw na operasyon. Inilatag ito ng on-site o ipinadala sa isang mababang antas na pasilidad sa basura sa isa sa 37 na estado. (Pinagmulan: "Mababang-Antas ng Basura," US Nuclear Regulatory Commission.)
Ang mataas na antas ng basura ay binubuo ng ginugol na gasolina. Ito ay tumatagal ng daan-daang libong taon upang i-deactivate. Sa ngayon, 70,000 tonelada ng gasolina na ito ay nakaimbak sa mga halaman ng kapangyarihan mismo. (Pinagmulan: "Faff and Fallout," Ang Economist, Agosto 29, 2015.)
Sa Nuclear Policy Act ng 1982, sinabi ng Kongreso sa US Nuclear Regulatory Commission na mag-disenyo, magtayo, magpatakbo at sa pagtatapos ng pagbabawas ng permanenteng reporma sa geologic para sa pagtatapon ng mataas na antas ng basura sa Yucca Mountain, Nevada.
Ang mga lokal na opisyal ay hindi gusto ang panganib sa kanilang estado. Naantala nila ang pag-unlad nito hanggang 2013 nang manalo ang kaso ng NRC sa US Court of Appeals. Noong 2015, nakumpleto ng NRC ang isang pagtatasa ng kaligtasan at nagsimulang magtrabaho sa isang Environmental Impact Statement. (Pinagmulan: "Pagtapon ng Mataas na Antas ng Waste," Komisyon sa Pagkontrol ng Nuclear ng US.)
Ang Hinaharap ng US Nuclear Power
Taunang pangangailangan ng koryente ng US ay inaasahang tumaas ng 28 porsiyento ng 2040. Sa pagsikat ng mga presyo ng langis at gas at pag-aalala tungkol sa global warming, ang nuclear power ay nagsimula upang tumingin kaakit-akit muli. Sa huling bahagi ng dekada ng 1990, ang kapangyarihan ng nuklear ay nakita bilang isang paraan upang mabawasan ang dependency sa langis at gas na na-import. Binago ng patakaran na ito ang daan para sa makabuluhang paglago sa kapasidad ng nuclear.
Ang Batas sa Batas sa Enerhiya ng 2005 ay naglaan ng mga pinansiyal na insentibo para sa pagtatayo ng mga advanced na nuclear power plant. Mayroon ding tatlong mga hakbangin sa regulasyon na nagpapagaan sa paraan:
- Ang isang streamlined na proseso ng sertipikasyon ng disenyo.
- Ang probisyon para sa mga permiso ng maagang site.
- Ang pagsasama ng proseso ng pagtatayo at pagpapatakbo ng lisensya.
Mula noong 2007, nag-apply ang mga kumpanya para sa 24 na lisensya para sa mga bagong nuclear reactor. Mayroong apat na bagong mga halaman sa ilalim ng konstruksiyon. Ang Westinghouse ay nagtatayo ng dalawang sa Georgia at dalawa sa South Carolina. (Pinagmulan: "Westinghouse Buys CB & I's Nuclear Unit," Ang Wall Street Journal, Oktubre 29, 2015)
Sa kabilang panig, ang fracking ng domestic shale oil at natural gas ay gumawa ng gas na abot-kayang alternatibo sa pag-modernize ng mga lumang nuclear power plant. Bilang resulta, ang apat na mga halaman ay sarado sa huling dalawang taon. Ang pagpapanatili ng mga lumang nuclear power plant ay tumatakbo nang higit kaysa sa pagbuo ng mga bagong gas-fired plant. Ito ay mas mahal kaysa sa refurbishing lumang karbon-fired halaman kapangyarihan sa natural gas.
Samakatuwid, ang hinaharap ng pagpapalawak ng kapangyarihang nukleyar sa Amerika ay nakasalalay sa mga presyo ng natural na gas. Kung sila ay muling bumangon at manatiling mataas, asahan ang pansin upang makabalik sa paglikha ng nuclear power. (Pinagmulan: "Isa pang Reactor Closes, Punctuating Bagong Reality para sa US Nuclear Power," National Geographic, Enero 1, 2015.)