NASA: Πυρηνικό ολοκαύτωμα, η λύση στην υπερθέρμανση του πλανήτη!

• Στα τέλη του 1938 δυο γερμανοί επιστήμονες, οι O.Hahn και F.Strassman, κατέληξαν στο συμπέρασμα πως ο βομβαρδισμός ουρανίου με νετρόνια απελευθερώνει -μεταξύ άλλων- και μεγάλες ποσότητες θερμικής ενέργειας. Στο πλαίσιο στρατιωτικών προγραμμάτων ανάλογα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε διάφορες χώρες εκ των οποίων προέκυψε μια κοινή θεωρία, αυτή της αλυσιδωτής αντίδρασης. Κάθε πυρήνας του ουρανίου μετά την διάσπαση του παρήγαγε κατά μέσο όρο δύο ή περισσότερα νετρόνια τα οποία θεωρητικά ήταν σε θέση να διασπάσουν άλλους πυρήνες ουρανίου και ούτω κάθε εξής. Οι επιστήμονες είχαν ήδη διαβεί το πρώτο σκαλί στον τομέα της ατομικής ενέργειας. Ωστόσο, υπήρχε ένα σημαντικό πρόβλημα σχετικά με την σχάση του ουρανίου. Η αλυσιδωτή αντίδραση διακόπτεται εκτός και αν αυτή επιβραδυνθεί ελέγχοντας την ταχύτητα των νετρονίων βομβαρδισμού.

• Ο ιταλός φυσικός Ε.Fermi αντιλήφθηκε το παραπάνω φαινόμενο και τον οδήγησε στην χρησιμοποίηση διάφορων υλικών (όπως ο γραφίτης υψηλής καθαρότητας) σαν επιβραδυντές. Ανάλογα πειράματα σχετικά με την επιβράδυνση της αλυσιδωτής αντίδρασης έγιναν κυρίως στις ΗΠΑ και στην Μεγάλη Βρετανία στον αγώνα με τους γερμανούς στην ανάπτυξη της ατομικής βόμβας. Μέχρι το τέλος της δεκαετίας του ΄40 όλοι γνώριζαν πως η κατασκευή μιας βόμβας με τρομακτικά καταστροφικά αποτελέσματα ήταν εφικτή. Το θέμα ήταν ποια πλευρά θα έφτανε πρώτη στην κατασκευή. Κάτι που έγινε ευρέως γνωστό όταν στις 9 Αυγούστου 1945 έπεσε η πρώτη ατομική βόμβα στο Ναγκασάκι. Μετά το τέλος του πολέμου δημιουργήθηκε πενταμελής επιτροπή από τις ΗΠΑ και τους συμμάχους της η οποία έλεγχε οτιδήποτε σχετίζονταν με την ατομική ενέργεια. Μετά από μόλις δεκατρία χρόνια, το 1951, από την ανακάλυψη του βαρίου υπογράφτηκε πρωτόκολλο σχετικά με την ειρηνική εφαρμογή της ατομικής ενέργειας. Μέλη της επιστημονικής κοινότητας συνεργάσθηκαν στην κατασκευή του πρώτου πυρηνικού αντιδραστήρα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στα εργαστήρια του πανεπιστημίου Argonne στο Idaho των ΗΠΑ. To πείραμα στέφθηκε με απόλυτη επιτυχία καθώς ο αντιδραστήρας παρήγαγε ηλεκτρικό ρεύμα για να ανάψουν λιγότερο από μια… ντουζίνα λαμπτήρες.

• Μετά από συνεχείς εξελίξεις και προσπάθειες το 1955 παράγονταν ηλεκτρική ενέργεια που κάλυπτε όχι μόνο τις ανάγκες των εγκαταστάσεων αλλά ολόκληρης της πόλης. Η τεχνολογία της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από την πυρηνική είχε εξιτάρει την αμερικανική κυβέρνηση και τους σχετιζόμενους επιστήμονες οι οποίοι διατείνονταν πως οι αντιδραστήρες θα παρήγαγαν άφθονη και καθαρή ηλεκτρική ενέργεια σε χαμηλό κόστος και με υψηλά επίπεδα ασφάλειας. Όπως και με το σενάριο του υδρογόνου, οι ΗΠΑ είχαν τότε ξετρελαθεί με την πυρηνική ενέργεια που θα τους απεξάρτηζε από την Μέση Ανατολή αφού ήδη η στάθμη του πετρελαίου στις λεκάνες του Τέξας, και των άλλων περιοχών, ακολουθούσε την κατιούσα. Από οικολογικής πλευράς, οι πυρηνικοί αντιδραστήρες δεν εκλύουν βλαβερά αέρια όπως το C02 αφού η ενέργεια εκλύεται από την σχάση του ατόμου.

• Ωστόσο, η ηλεκτρική ενέργεια που προέρχεται από πυρηνικά εργοστάσια κοστίζει 4-5 φορές περισσότερο σε σχέση την ενέργεια που παράγεται από εργοστάσια που λειτουργούν με άνθρακα ή φυσικό αέριο. Η εξόρυξη του ουρανίου αποτελεί μια ιδιαίτερα δύσκολη υπόθεση ενώ τα αποθέματα και αυτού του ορυκτού σταδιακά εξαντλούνται. Επίσης, καμία χώρα δεν επιθυμεί τοξικά σκουπίδια στην αυλή» της. Επί χρόνια, διάφορες κυβερνήσεις όπως η αμερικανική και η γαλλική  αναζητούσαν χαβούζες -κάτω από το έδαφος, στην θάλασσα, ακόμα και στο διάστημα- για να πετάξουν τις άχρηστες πλέον ποσότητες των πυρηνικών σκουπιδιών που διατηρούν τις θανατηφόρες ραδιενεργές ιδιότητες τους για χιλιάδες χρόνια. Αν τώρα συνυπολογιστούν οι συνέπειες ενός ατυχήματος, όπως αυτό στο Τσερνομπίλ, τότε προστίθεται ένας ακόμα λόγος στην σταδιακή εγκατάλειψη της βιομηχανίας πυρηνικής ενέργειας.

• Από την άλλη όψη του νομίσματος, το υψηλό κόστος συντήρησης και των μέτρων ασφαλείας οδήγησαν στην σταδιακή διακοπή της λειτουργίας αρκετών πυρηνικών εργοστασίων. Το 1974 στις ΗΠΑ λειτουργούσαν υπό κανονικές ή υπό δοκιμαστικές συνθήκες, περίπου 200 πυρηνικοί αντιδραστήρες. Μέχρι τον Ιούλιο του 2001 το 16% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προέρχονταν από 437 πυρηνικούς αντιδραστήρες που λειτουργούσαν σε 37 χώρες. Περισσότεροι από τους μισούς βρίσκονται στις ανατολικές ΗΠΑ καλύπτοντας σχεδόν το 1/5 της ηλεκτρικής ενέργειας καθώς παράγουν περίπου 600 δισεκατομμύρια kwatts, στην Γαλλία (το 75% της ηλεκτρικής ενέργειας της τελευταίας προέρχεται από αντιδραστήρες), στην κεντρική Ευρώπη, στην Ιαπωνία και στην Κορέα. Στις ΗΠΑ τα περισσότερα εργοστάσια έχουν άδεια λειτουργίας 40 ετών σύμφωνα με το πρωτόκολλο ατομικής ενέργειας που υπογράφτηκε στο Κογκρέσο το 1954. Μέχρι το 2014 πρόκειται να λήξουν οι άδειες λειτουργίας 44 εργοστασίων στις ΗΠΑ δημιουργώντας ένα αρκετά μεγάλο πρόβλημα στην αμερικανική κυβέρνηση. Εκτός και αν επεκταθούν οι άδειες τους* οι οποίες εγκρίνονται από την NRC η οποία διαθέτει τμήμα επιθεώρησης σχετικά με τις προδιαγραφές για τις πυρηνικές εγκαταστάσεις σε όλο τον πλανήτη. Στην περίπτωση παροπλισμού ενός πυρηνικού εργοστασίου χρησιμοποιούνται διάφοροι τρόποι όπως ο εγκιβωτισμός, η αποσυναρμολόγηση και ο ενταφιασμός. Οι οικολογικές οργανώσεις επισημάνουν συνεχώς πως οι κυβερνήσεις δεν δίνουν την ανάλογη βαρύτητα στην φάση παροπλισμού λόγω του μεγάλου κόστους της εν λόγω διαδικασίας καθώς και την αναποτελεσματικότητα των παραπάνω μεθόδων, ειδικά του ενταφιασμού όπου εγκυμονεί κίνδυνος διαρροής ραδιενέργειας.

*Το άρθρο είχε δημοσιευθεί τον Ιούνιο του 2004 στο περιοδικό RAM (ενότητα Ψηφιακοί Καιροί) και ορισμένα απο τα δεδομένα χρίζουν αναθεώρησης

• Από τα άτομα πολύ μικρών ποσοτήτων ουρανίου μπορεί να παραχθεί τρομακτική ποσότητα θερμικής ενέργειας, σύμφωνα με την θεωρία της σχετικότητας (Ε=mc²)  που ανέπτυξε ο A.Einstein. Με απλά λόγια, σε ένα πυρηνικό εργοστάσιο η μάζα μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια παράγοντας εκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτς (MeV), μονάδα μέτρησης στην πυρηνική φυσική η οποία ισούται με την ενέργεια που αποκτά ένα ηλεκτρόνιο που κινείται μεταξύ δύο σημείων διαφοράς δυναμικού (τάσης). Ενδεικτικά αναφέρουμε πως δέκα κιλά ουρανίου παράγουν 2.000Mev και κάθε Mev αντιστοιχεί με 0,32nanojoule ενέργειας σε δεδομένη χρονική στιγμή χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αλυσιδωτή αντίδραση. H ενέργεια απελευθερώνεται από τα άτομα του ουρανίου με δύο μεθόδους, την σχάση και την σύντηξη.

• Σήμερα* όλα τα πυρηνική εργοστάσια λειτουργούν με την μέθοδο της σχάσης καθώς η σύντηξη πυρήνων απαιτεί για την διεργασία της εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες (εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου) μετατοπίζοντας την συγκεκριμένη τεχνολογία αρκετές δεκαετίες αργότερα. Η σχάση βασίζεται στην διάσπαση του πυρήνα. Το ουράνιο και το πλουτώνιο χρησιμοποιείται ως πυρηνικά καύσιμα επειδή είναι από τα ελάχιστα γνωστά σχάσιμα στοιχεία που προκαλούν αυτοδιατηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση η οποία παράγει περισσότερη ενέργεια από αυτή που καταναλώνεται. Η διαδικασία της σχάσης διαρκεί λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου και η ταχύτητα των νετρονίων αποκτά ταχύτητα που αγγίζει τα 16.000km/sec. Οι επιβραδυντές έχουν την μορφή ράβδων, αποτελούνται από κάδμιο ή άργυρο και κράματα του βαρίου και χρησιμοποιούνται για την επιβράδυνση της ταχύτητας των νετρονίων για να υπάρχει συνέχεια στην αλυσιδωτή αντίδραση.

• Στα εργοστάσια υπάρχουν διαφόρων τύπων πυρηνικοί αντιδραστήρες οι οποίοι διαφοροποιούνται κυρίως στον έλεγχο της αλυσιδωτής αντίδρασης και στο τρόπο ψύξης των αντιδραστήρων, όπως είναι οι βραζόμενου (BWR) και  συμπιεζόμενου νερού (PWR). Αξίζει να σημειωθεί πως το ψυκτικό κύκλωμα ενός αντιδραστήρα είναι υψίστης σημασίας. Η παραμικρή απώλεια ψυκτικού μέσου οδηγεί στην τήξη του πυρήνα του αντιδραστήρα με πιθανότητα διαρροής ραδιενέργειας με τις γνωστές επιπτώσεις. Το ατύχημα του Τσερνομπίλ στην Ουκρανία το 1986 προκλήθηκε λόγω κακής κατασκευής και ανθρώπινων λαθών με αποτέλεσμα να λιώσει ο πυρήνας και να απελευθερωθεί ραδιενέργεια. Οι ιδιότητες των καυσίμων σε ένα πυρηνικό αντιδραστήρα με την πάροδο του χρόνου μειώνονται με αποτέλεσμα να επηρεάζουν αρνητικά την απόδοση της αλυσιδωτής αντίδρασης. Τα άχρηστα και ραδιενεργά πλέον τμήματα π.χ. του ουρανίου αντικαθίσταται με νέα κάθε περίπου 18 μήνες. Τα μεγαλύτερα αποθέματα ουρανίου βρίσκονται* στις περιοχές της πρώην Σοβιετικής Ένωσης και της Κίνας.

Σύμφωνα με μελέτες* της επιτροπής ατομικής ενέργειας του OHE έχουν εντοπισθεί σοβαρά προβλήματα σε πυρηνικά εργοστάσια της Ανατολικής Ευρώπης. Μετά το ατύχημα του Τσερνομπίλ οι ανησυχίες της διεθνούς κοινότητας αφορούν σε έναν ακόμη σοβιετικής σχεδίασης αντιδραστήρα που βρίσκεται στο εργοστάσιο Kozloduy στην γειτονική Βουλγαρία. Αξίζει να σημειωθεί πως περίπου το 1/3 της ηλεκτρικής ενέργειας στην Σλοβακία και στις Δημοκρατίες της Τσεχίας, της Λιθουανίας και της Ουκρανίας προέρχεται από πυρηνικά εργοστάσια στα οποία οι τοπικές κυβερνήσεις ούτε καν συζητούν για το κλείσιμο τους, κάτι το οποίο θα έχει άμεσες επιπτώσεις στην οικονομία της κάθε χώρας. Οι ΗΠΑ προσφέρουν τεχνική βοήθεια σε θέματα ασφάλειας.

*Το άρθρο είχε δημοσιευθεί τον Ιούνιο του 2004 στο περιοδικό RAM (ενότητα Ψηφιακοί Καιροί) και ορισμένα απο τα δεδομένα χρίζουν αναθεώρησης