Các nhà máy điện hạt nhân đã có từ năm 1951 khi lò phản ứng giống thực nghiệm I (EBR-I) ở Idaho sản xuất đủ điện để chiếu sáng bốn bóng đèn 200 watt. Các nhà máy điện hạt nhân quy mô thương mại lớn hơn đã sớm được xây dựng trên khắp nước Mỹ, Canada, Liên Xô và Anh.
Một lò phản ứng hạt nhân điển hình sử dụng uranium làm giàu - thường là uranium 235 hoặc plutonium 239 - để tạo ra năng lượng.
Urani phóng xạ được tạo thành các thanh dài bị ngập trong nước; các que urani làm nóng nước, tạo ra hơi nước, sau đó điều khiển một tuabin hơi. Sự chuyển động của tuabin hơi là những gì tạo ra điện. Những đám hơi nước bốc lên từ những tháp làm mát lớn của các nhà máy điện hạt nhân chỉ là hơi nước vô hại.
Hiện tại, có hơn 430 nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động trên khắp thế giới, và hơn 100 ở Hoa Kỳ. Vì các nhà máy trực tuyến hoặc ngoại tuyến thường xuyên, số lượng chính xác thay đổi hàng năm. Điện hạt nhân cung cấp khoảng 15% điện năng của thế giới và khoảng 20% điện năng ở Hoa Kỳ. Pháp, Nhật Bản và Hoa Kỳ là những người sử dụng điện hạt nhân lớn nhất, tạo ra hơn một nửa tổng số điện hạt nhân có sẵn trên toàn thế giới.
Ưu điểm của điện hạt nhân
Năng lượng hạt nhân tạo ra điện rất hiệu quả khi so sánh với các nhà máy điện do than tạo ra.
Ví dụ, phải mất hàng triệu tấn than hoặc dầu để sao chép sản lượng năng lượng chỉ bằng một tấn urani. Vì than và dầu đốt là một đóng góp chính cho khí nhà kính, các nhà máy điện hạt nhân không đóng góp vào sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu nhiều như than đá hoặc dầu mỏ.
Một số nhà phân tích đã chỉ ra rằng một lợi thế khác đối với năng lượng hạt nhân là sự phân bố uranium trên Trái đất. Không có một trung tâm khai thác uranium toàn cầu - không có "Midanium of uranium" tồn tại. Nhiều quốc gia khai thác uranium của tôi, như Úc, Canada và Hoa Kỳ, tương đối ổn định, do đó nguồn cung urani không dễ bị tổn thương bởi bất ổn chính trị hay kinh tế như dầu mỏ.
Trong trường hợp tai nạn hạt nhân
Khi mọi thứ hoạt động chính xác như chúng được cho là, năng lượng hạt nhân là một nguồn năng lượng rất an toàn. Rắc rối là, mọi thứ không phải lúc nào cũng diễn ra theo cách đó trong thế giới thực. Một cuộc khủng hoảng một phần tại Đảo Three Mile ở Pennsylvania năm 1979 đã phóng bức xạ vào bầu khí quyển; chi phí dọn dẹp đạt 900 triệu đô la.
Năm 1986, một thiết kế lò phản ứng không hoàn thiện tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl ở Liên Xô đã gây ra một vụ nổ trong nhà máy. Bức xạ hạt nhân được phát hành trong vài ngày, dẫn đến một thảm họa lớn đã giết chết hàng trăm người trong khu vực. Năm 2011, lò phản ứng Fukushima ở Nhật Bản bị trúng một trận động đất và sóng thần, gây ra một thảm họa môi trường rất lớn.
Bất chấp sự đảm bảo của các kỹ sư hạt nhân và những người ủng hộ năng lượng hạt nhân, những thảm họa như thế này hoàn toàn không thể dự đoán được và tất cả đều quá phổ biến, và chắc chắn sẽ tiếp tục.
Giá cho những cuộc khủng hoảng này là cực kỳ cao. Sau Chernobyl, ví dụ, khoảng năm triệu người đã tiếp xúc với mức độ bức xạ cao; Tổ chức Y tế Thế giới ước tính rằng khoảng 4.000 trường hợp ung thư tuyến giáp đã dẫn đến kết quả, và một số trẻ em trong khu vực chưa được sinh ra đã bị dị tật nghiêm trọng.
Nếu một vụ tai nạn hạt nhân như Fukushima sẽ tấn công Hoa Kỳ, hậu quả sẽ là thảm họa. Bốn lò phản ứng hạt nhân ở California nằm gần các đường đứt gãy động đất. Nhà máy điện hạt nhân Point Ấn Độ, ví dụ, chỉ là 35 dặm về phía bắc của thành phố New York, và nên được xếp hạng bởi Nuclear Regulatory Commission như nhà máy hạt nhân rủi ro nhất trong cả nước.
Một từ về chất thải hạt nhân
Một vấn đề không thể phủ nhận là việc xử lý an toàn các thanh nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.
Chất thải hạt nhân vẫn còn phóng xạ trong hàng chục ngàn năm, vượt xa khả năng lập kế hoạch của bất kỳ cơ quan chính phủ nào. Mỗi năm, một nhà máy điện hạt nhân hoạt động sản xuất khoảng 20 đến 30 tấn chất thải phóng xạ. Ngay cả ở một nước tiên tiến như Hoa Kỳ, chất thải hạt nhân hiện đang được lưu trữ tại các địa điểm tạm thời trên khắp đất nước trong khi các chính trị gia và các nhà khoa học tranh luận về hành động tốt nhất.
Phát biểu của chất thải, một số nhà phê bình chỉ ra rằng chính phủ rất lớn trợ cấp ngành công nghiệp năng lượng hạt nhân nhận được là điều duy nhất mà làm cho điện hạt nhân khả thi. Khoảng 58 tỷ đô la trong các khoản bảo lãnh vay và trợ cấp từ chính phủ liên bang Hoa Kỳ đã củng cố ngành công nghiệp hạt nhân, theo Liên minh các nhà khoa học quan tâm. Nếu không có những khoản trợ cấp của người nộp thuế, họ cho rằng, toàn bộ ngành công nghiệp có thể sụp đổ vì các khoản trợ cấp lớn hơn giá thị trường trung bình của điện được tạo ra.
Năng lượng hạt nhân có thể tái tạo được không?
Trong một từ: không. Giống như dầu mỏ, khí thiên nhiên và các nhiên liệu hóa thạch khác, urani không thể tái tạo được, và có nguồn cung cấp urani hữu hạn có thể khai thác được cho năng lượng hạt nhân. Khai thác urani có những rủi ro riêng của nó, bao gồm việc thải khí radon chết người và xử lý chất thải khai thác phóng xạ.
Thực tế là năng lượng hạt nhân không thể tái tạo được, tất nhiên, một bất lợi đáng kể làm cho các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, địa nhiệt và năng lượng gió có vẻ hấp dẫn hơn nhiều. Với những phức tạp và thách thức của nhu cầu năng lượng của thế giới, những ưu và nhược điểm của năng lượng hạt nhân sẽ tiếp tục là một chủ đề nóng trong nhiều năm tới.