Yadro energetikasi va uning afzallik va kamchiliklari

Yadro energetikasi — energetikaning atom energiyasi (yadro energiyasi) dan elektr va issiqlik energiyasi olish maqsadida foydalanish boʻlimi hamda fan va texnikaning yadro energiyasini elektr va issiklik energiyasiga aylantirish usullari va vositalarini nazariy jihatdan ishlab chiqish hamda ularni amalda tatbiq qilish masalalari bilan shugʻullanuvchi sohasi. Yadro energetikasining texnik asosini atom elektr stansiyasi (AES) tashkil qiladi. Energiya manbai esa atom reaktori (yadro reaktori) hisoblanadi. Parchalanish yadro reaksiyalarida uran va plutoniy yadrolarining boʻlinishi natijasida issiqlik energiyasi ajraladi, keyin bu energiya xuddi oddiy issiqlik elektr stansiyalaridagidek elektr energiyasiga aylantiriladi. Organik yoqilgʻi (koʻmir, gaz, neft, torf) zahiralari kamayib qolgan taqdirda insoniyatni energiya bilan taʼminlashda yadro yoqilgʻisidan foydalanish hozircha eng ishonchli yoʻl hisoblanadi. Shuning uchun koʻpchilik rivojlangan mamlakatlarda (AQSH, Buyuk Britaniya, Fransiya, Kanada, Yaponiya, Germaniya, Shvetsiya, Rossiya, Hindiston, Pokiston va boshqalar)da issiqlik va gidroenergetika manbalaridan boshqa energiya manbalaridan, shu jumladan, birinchi navbatda, yadro energiyasidan foydalanishning yuqori samarali usullarini oʻzlashtirishga doir ishlar jadal ravishda olib borilmoqda. Oʻzbekistonda Yadro energetikasiga doir ilmiy tekshirish ishlari Oʻzbekiston Fanlar akademiyasi Yadro fizikasi institutish olib boriladi.

Yadro energiyasi proton va neytronlardan tashkil topgan atomlarning yadrosi boʻlgan yadrodan ajralib chiqadigan energiya shaklidir. Bu energiya manbai ikki yoʻl bilan ishlab chiqarilishi mumkin: boʻlinish — atomlarning yadrolari bir necha qismlarga boʻlinganida — yoki termoyadroviy — yadrolar birlashganda. Bugungi kunda butun dunyo boʻylab elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun foydalaniladigan yadroviy energiya yadroviy parchalanish orqali amalga oshiriladi, termoyadroviydan elektr energiyasini ishlab chiqarish texnologiyasi esa ilmiy-tadqiqot bosqichida. Ushbu maqola yadro parchalanishini oʻrganadi. Xoʻsh, yadroviy sintez qanday ishlaydi? Oddiy qilib aytganda, yadro sintezi — bu ikkita engil atom yadrolarining birlashishi natijasida bitta ogʻirroq yadro hosil qilish va katta miqdordagi energiyani ajratish jarayoni. Termoyadroviy reaktsiyalar plazma deb ataladigan materiya holatida sodir boʻladi — musbat ionlar va erkin harakatlanuvchi elektronlardan tashkil topgan issiq, zaryadlangan gaz, qattiq, suyuqlik va gazlardan ajralib turadigan noyob xususiyatlarga ega. Quyoshimizda birlashishi uchun yadrolar oʻzaro elektr itarishlarini engib oʻtishlari uchun oʻn million darajadan oshib ketadigan juda yuqori haroratlarda bir-biri bilan toʻqnashishi kerak. Yadrolar bu itarilishni yengib, bir-biriga juda yaqin masofaga kirganda, ular orasidagi jozibador yadro kuchi elektr itarilishidan ustun turadi va ularning birlashishiga imkon beradi. Buning sodir boʻlishi uchun yadrolar toʻqnashuv ehtimolini oshirish uchun kichik boʻshliqda cheklanishi kerak. Quyoshda uning ulkan tortishish kuchi natijasida hosil boʻlgan haddan tashqari bosim sintez sodir boʻlishi uchun sharoit yaratadi. Birlashma natijasida hosil boʻladigan energiya miqdori juda katta — yadroviy boʻlinish reaktsiyalaridan toʻrt baravar koʻp — va termoyadroviy reaktsiyalar kelajakdagi termoyadroviy quvvat reaktorlarining asosi boʻlishi mumkin. Rejalar birinchi avlod termoyadroviy reaktorlarini deyteriy va tritiy aralashmasidan — vodorodning ogʻir turlaridan foydalanishni talab qiladi. Nazariy jihatdan, bu reaktivlarning atigi bir necha grammi bilan bir necha terajul energiya ishlab chiqarish mumkin, bu rivojlangan mamlakatda oltmish yildan ortiq vaqt davomida bir kishiga kerak boʻlgan energiyadir.

Yadroning boʻlinishi — bu atom yadrosining energiya chiqarish bilan birga ikki yoki undan ortiq kichik yadrolarga boʻlinishi reaktsiyasi. Masalan, neytron bilan urilganda uran-235 atomining yadrosi ikkita kichikroq yadroga, masalan, bariy yadrosi va kripton yadrosi va ikki yoki uchta neytronga boʻlinadi. Ushbu qoʻshimcha neytronlar atrofdagi boshqa uran-235 atomlariga uriladi, ular ham boʻlinadi va koʻpayish effektida qoʻshimcha neytronlarni hosil qiladi va shu bilan soniyaning bir qismida zanjirli reaktsiya hosil qiladi. Har safar reaktsiya sodir boʻlganda, issiqlik va nurlanish koʻrinishida energiya ajralib chiqadi. Issiqlik elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun koʻmir, gaz va neft kabi qazib olinadigan yoqilgʻidan olingan issiqlik kabi atom elektr stantsiyasida elektr energiyasiga aylantirilishi mumkin. Atom elektr stantsiyalari ichida yadro reaktorlari va ularning jihozlari boʻlinish orqali issiqlik hosil qilish uchun koʻpincha uran-235 tomonidan yoqilgʻi bilan taʼminlangan zanjirli reaktsiyalarni oʻz ichiga oladi va boshqaradi. Issiqlik bug 'ishlab chiqarish uchun reaktorning sovutish agentini, odatda suvni isitadi. Keyin bug 'turbinalarini aylantirish uchun yoʻnaltiriladi va past uglerodli elektr energiyasini yaratish uchun elektr generatorini faollashtiradi.

Yadro energiyasi

Afzalliklari— ekologik toza-yaʼni bunda is gazi atmosferaga ajralib chiqmaydi, arzon-birnecha kg uran orqali davlatni bir yillab elektr bilan taʼminlash mumkin, katta quvvatliligi

Kamchiliklari— muqobil suv manbai talab etiladi, katta miqdordagi radiatsiya xavfi va shuning uchun kuchli diqqat talab qilinishi

Atom energetikasi kam uglerodli energiya manbai hisoblanadi, chunki koʻmir, neft yoki gaz elektr stansiyalaridan farqli oʻlaroq, atom elektr stansiyalari oʻz faoliyati davomida amalda CO2 hosil qilmaydi. Yadro reaktorlari dunyodagi uglerodsiz elektr energiyasining deyarli uchdan bir qismini ishlab chiqaradi va iqlim oʻzgarishi maqsadlariga erishishda juda muhimdir. Radioaktiv chiqindilar barcha chiqindilarning kichik qismini tashkil qiladi. Bu har yili millionlab tibbiy muolajalar, radiatsiya va yadroviy reaktorlardan foydalanadigan sanoat va qishloq xoʻjaligida qoʻllaniladigan qoʻshimcha mahsulot boʻlib, global elektr energiyasining taxminan 10 foizini ishlab chiqaradi.

Yadro energiyasi va odamlar

Yadro energiyasi uylar, maktablar, korxonalar va kasalxonalarni elektr energiyasi bilan taʼminlash uchun ishlatilishi mumkin boʻlgan elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Elektr energiyasi ishlab chiqaradigan birinchi yadro reaktori Aydaxo shtatining Arko shahri yaqinida joylashgan edi. Eksperimental Breeder reaktori 1951 yilda oʻzini quvvatlay boshladi. Jamiyatni energiya bilan taʼminlash uchun moʻljallangan birinchi atom elektr stantsiyasi 1954 yilda Rossiyaning Obninsk shahrida tashkil etilgan. Yadro reaktorlarini qurish yuqori darajadagi texnologiyani talab qiladi va faqat Yadro qurolini tarqatmaslik toʻgʻrisidagi shartnomani imzolagan davlatlar zarur boʻlgan uran yoki plutoniyni olishlari mumkin. Shu sabablarga koʻra koʻpchilik atom elektr stansiyalari rivojlangan mamlakatlarda joylashgan. Atom elektr stantsiyalari qayta tiklanadigan, toza energiya ishlab chiqaradi. Ular havoni ifloslantirmaydi va issiqxona gazlarini chiqarmaydi. Ular shahar yoki qishloq joylarida qurilishi mumkin va ular atrofidagi muhitni tubdan oʻzgartirmaydi. Turbinalar va generatorlarni quvvat bilan taʼminlaydigan bugʻ oxir-oqibat qayta ishlanadi. U sovutish minorasi deb ataladigan alohida tuzilmada sovutiladi. Bugʻ yana suvga aylanadi va yana koʻproq elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Haddan tashqari bugʻ oddiygina atmosferaga qayta ishlanadi, u erda toza suv bugʻi kabi ozgina zarar keltiradi. Biroq, yadroviy energiyaning qoʻshimcha mahsuloti radioaktiv materialdir. Radioaktiv material — bu beqaror atom yadrolarining toʻplami. Ushbu yadrolar oʻz energiyasini yoʻqotadi va ular atrofidagi koʻplab materiallarga, shu jumladan organizmlar va atrof-muhitga taʼsir qilishi mumkin. Radioaktiv moddalar oʻta zaharli boʻlib, kuyishga olib keladi va saraton, qon kasalliklari va suyaklarning parchalanish xavfini oshiradi.

Radioaktiv chiqindilar — bu yadro reaktorining ishlashidan qolgan narsa. Radioaktiv chiqindilar asosan ishchilar, asboblar va radioaktiv chang bilan aloqa qilgan har qanday boshqa materiallar kiyadigan himoya kiyimidir. Radioaktiv chiqindilar uzoq umr koʻradi. Kiyim va asboblar kabi materiallar ming yillar davomida radioaktiv boʻlib qolishi mumkin. Hukumat bu materiallar boshqa narsalarni ifloslantirmaslik uchun qanday yoʻq qilinishini tartibga soladi. Ishlatilgan yoqilgʻi va yadro zaharining tayoqlari juda radioaktivdir. Ishlatilgan uran granulalari katta suzish havzalariga oʻxshash maxsus idishlarda saqlanishi kerak. Suv yoqilgʻini sovutadi va tashqi qismini radioaktivlik bilan aloqa qilishdan izolyatsiya qiladi. Baʼzi atom zavodlari ishlatilgan yoqilgʻini yer ustidagi quruq saqlash tanklarida saqlaydi. Qoʻshma Shtatlarda radioaktiv chiqindilarni saqlash joylari juda bahsli boʻlib qoldi. Koʻp yillar davomida hukumat, masalan, Nevada shtatidagi Yukka togʻi yaqinida ulkan yadroviy chiqindilar inshootini qurishni rejalashtirgan. Ekologik guruhlar va mahalliy fuqarolar rejaga norozilik bildirishdi. Ular Nevada shtati Las-Vegasning yirik shahar hududidan taxminan 130 kilometr (80 milya) uzoqlikda joylashgan suv taʼminoti va Yukka togʻi muhitiga radioaktiv chiqindilarning sizib chiqishidan xavotirda edilar. Hukumat 1978 yilda ushbu joyni tekshirishni boshlagan boʻlsa-da, 2009 yilda Yucca togʻida yadroviy chiqindilarni saqlash inshootini rejalashtirishni toʻxtatdi.

Adabiyotlar

Rahim Bekjonov „Yadro fizikasi“T. M. Moʻminov A. B. Xoliqulov Sh. X. Xushmurodov „Atom yadrosi va zarralar fizikasi“