Áldás, vagy átok? az ATOMENERGIA

Az előadások a következő témára: "Áldás, vagy átok? az ATOMENERGIA"— Előadás másolata:

1 Áldás, vagy átok? az ATOMENERGIA
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áldás, vagy átok? az ATOMENERGIA Dr. Sükösd Csaba Nukleáris Technika Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 2004. március 16. Toldy Gimnázium, Budapest

2 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Energia: A társadalmi fejlődés előfeltétele! (ÁLDÁS) Ősember: saját kétkezi munka: „emberi energia” Ókor és középkor: háziállatok munkavégzése: „állati energia” Ipari forradalom: „energiaforrások” (szén, olaj,gáz) gőzgép, robbanómotor Energia: Szennyezi a környezetet ! (ÁTOK) Szén elégetése: C+O CO2 + füstgázok + salak Égéshő: 1.0 …3.0 (x107 J/kg) ~2,0…6,0 x J/reakció 1 kg (tiszta) szén elégetése ~ 2,7 kg (~1890 liter) oxigént fogyaszt! Szénhidrogének elégetése: CH4+3O CO2+2H2O Égéshő: 3,98 x107 J/kg ~10,0 x J/reakció 1 kg metán elégetése ~ 6,0 kg (~4200 liter) oxigént fogyaszt!

3 Miért „szennyező” a CO2? (Hiszen „természetes” anyag…)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Miért „szennyező” a CO2? (Hiszen „természetes” anyag…) Üvegházhatás: A Földi atmoszféra egy finoman hangolt „klímaberendezés”. Nap (6000 fokos hősugárzás) Légkör (szűrő): 6000 fokos hősugárzást átengedi, fokos sugárzást részben visszaveri (CO2) Föld (20 fokos hőmérséklet) Növekvő CO2 tartalom növekvő visszaverődés növekvő hőmérséklet

4 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
A föld átlaghőmérsékletének változása

5 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
A Föld hőmérséklet-növekedésének hatásai : Jéghegyek olvadnak tengervíz szintje emelkedik (Hollandia?) Nem egyenletesen növekszik a hőmérséklet Egyenlítőn jobban, mint a sarkokon hőm. különbség nő Nő az áramlások ereje tornádók, viharok, árvizek

6 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Ha átok: Szüntessük meg az energiatermelést! Térjünk vissza az „idilli” XVIII századba! (Tiszta levegő, erdők, folyók…) Csakhogy: a XVIII. században az emberiség létszáma kb. 0,5 milliárd, a XXI. században már 6 milliárd fölött! Ahhoz, hogy ennyi ember megéljen a Földön, energiára és fejlett technikára van szükség ! Van megoldás? Olyan energiaforrás kell, amely nem bocsát ki CO2-t! „Megújuló” energiaforrások (napenergia, víz, szél) Atomenergia

7 Megújuló energiaforrások problémái:
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Megújuló energiaforrások problémái: Napenergia: híg (nagy teljesítményhez nagy felületet kell lefedni klíma?) nem akkor áll rendelkezésre, amikor kell (pl. télen, éjjel…) nem ott áll rendelkezésre, ahol kell (északi országok…) Vízenergia: nem ott áll rendelkezésre, ahol kell (földrajzi adottságok…) nem sok tartalék van (ahol érdemes, már kihasználták) esetenként káros ökológiai hatások (Bős-Nagymaros) Szélenergia: híg (sok szélkerék kell káros hatás az állatvilágra) nem akkor áll rendelkezésre, amikor kell (nem mindig fúj a szél) nem ott áll rendelkezésre, ahol kell (földrajzi adottságok…) Konklúzió: 2050-ig az összes megújuló részaránya max 25% lesz !

8 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Az atomenergia Alapfolyamat: maghasadás: n + 235U hasadványok + 2,4 n + energia Felszabaduló energia: x10-19 J/reakció kémiai: ~ x10-19 J/reakció Ugyanakkora energia megtermeléséhez 32 milliószor kevesebb anyag szükséges! Sokmilliószor kevesebb hulladék is marad.

9 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Megvalósítás: neutronos láncreakció: Ni+1 Neutronok sokszorozása: keff= Ni > 1 akkor növekvő teljesítmény Ha keff = 1 akkor állandó teljesítmény < 1 akkor csökkenő teljesítmény

10 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Kiszökés arányának csökkentése: méret növelése kritikus tömeg (kiszökés a felülettel arányos ~ R2 , hasadás és elnyelés a térfogattal: ~R3 Tehát: (kiszökés/egyéb) ~ 1/R , azaz a méret növelésével csökken.) Hasadás arányának növelése: 235U arányának növelése (dúsítás) neutronok lelassítása (moderálás) Természetes uránban csak 0,71% Pakson ~ 3% Víz, grafit, nehézvíz Paks: víz, Csernovoda(Románia): nehézvíz Csernobil: grafit Szabályozás: neutron-elnyelő anyagokkal (B /bór/, Cd /kadmium/): szabályozó rudak vízben oldott neutronelnyelő anyag (bórsav)

11 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Atomerőmű elvi felépítése (ilyen a paksi is):

12 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Az atomerőmű hátrányai: „Veszélyes üzem -I”: radioaktív anyagokat bocsát ki Összehasonlítás: a lakosság sugárterhelése a természetes eredetű háttérsugárzásból: ~2,4 mSv/év az atomerőművektől: ~0,002 mSv/év (Ez sok?) „Veszélyes üzem -II”: súlyos balesetek lehetségesek Az eddigi legsúlyosabb baleset (Csernobil) várhatóan 3000 életet követel 30 év alatt (az egész világon) Összehasonlítás: szénbányákban 30 év alatt ennél jóval több áldozat volt (az elmúlt 30 év alatt kb ) Műszaki gátak! FOLYAMATOS BIZTONSÁGNÖVELÉS! „Radioaktív hulladékok”: A radioaktív anyagok bomlanak (felezési idő). A kis aktivitású hulladékok biztonságos tárolása megoldott. Hosszú felezési idejű (kis mennyiség!) anyagok átalakításának (transzmutáció) kutatása folyik. Összehasonlítás: a nehézfémek (vegyipar) nem bomlanak.

13 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Az atomerőmű előnyei: „Sűrű”: kis anyagmennyiségből nagy energia (bányászat, üzemanyag, hulladékok mennyisége kisebb, szállítás olcsóbb) Bárhol telepíthető (földrajzilag): nem igényel különleges földrajzi adottságokat, mint a nap- víz- vagy szélenergia Bármilyen évszakban és napszakban működik: nem függ külső tényezőktől, mint a nap- vagy szélenergia Nem termel CO2-t: segít megőrizni a Föld klímáját (az autók úgyis sok CO2-t bocsátanak ki). Több éves üzemanyag-tartalék halmozható fel: kis tömeg miatt akár 3-4 éves tartalék képzése energiaellátás függetlensége Olcsó: Magyarországon (is) a paksi áram a legolcsóbb (kb. harmada, mint a szénerőműveké)

14 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Tehát: áldás, vagy átok az atomenergia? Akármelyik is, biztosan szükségünk lesz rá, még legalább 50 évig! Okos fegyelemmel: áldás Felelőtlen hanyagsággal : átok. Rajtunk áll. Vajon mi magyarok melyik kategóriába tartozunk?

15 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Köszönöm megtisztelő figyelmüket !