โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์แห่งแรกของโลกอยู่ที่ไหน ?
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นครั้งแรกในวันที่ 3 กันยายน 1948 ด้วย'เครื่องปฏิกรณ์แกรไฟท์ X-10' ใน Oak Ridge รัฐเทนเนสซี ประเทศสหรัฐอเมริกาและเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เครื่องแรกที่จะให้กำลังไฟกับหลอดไฟดวงหนึ่ง[4][5][6]. การทดลองครั้งที่สองมีขนาดใหญ่กว่าเกิดขึ้นในวันที่ 20 ธันวาคม 1951 ที่สถานีทดลอง EBR-I ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮสหรัฐอเมริกา และเมื่อวันที่ 27 มิถุนายน 1954 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกที่ผลิตไฟฟ้าสำหรับกริด (ไฟฟ้า) เริ่มดำเนินการที่เมือง Obninsk สหภาพโซเวียต[7]. สถานีไฟฟ้าเต็มรูปแบบแห่งแรกของโลกคือที่คาลเดอฮอลล์ในอังกฤษเปิดเมื่อวันที่ 17 ตุลาคม 1956[8].
ประเทศไทย
ในปี 2554 ประเทศไทยมีสมรรถภาพติดตั้งผลิตไฟฟ้าประมาณ 32.4 กิกะวัตต์ โดยผลิตจากแก๊สธรรมชาติมากที่สุด (71%) ประเทศไทยคิดสนับสนุนพลังงานนิวเคลียร์เพื่อลดการพึ่งพาแก๊สธรรมชาติ แต่หลังภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิในปีนั้น ทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกที่เสนอถูกเลื่อนไปหลังปี 2569[120] พลังงานนิวเคลียร์
หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima ที่ญี่ปุ่นในปี 2011 เจ้าหน้าที่ปิด 54 โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ของประเทศ แต่ก็มีการคาดการณ์ว่าหากญี่ปุ่นไม่เคยนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้, อุบัติเหตุและมลพิษจากโรงไฟฟ้าถ่านหินหรือก๊าซอาจจะทำให้เกิดการเสียชีวิตมากกว่านี้[169]. เมื่อปี 2013 โรงไฟฟ้าที่ Fukushima ยังคงมีกัมมันตรังสีที่สูง, ประมาณ 160,000 คนที่ถูกอพยพยังคงอาศัยอยู่ในที่อยู่อาศัยชั่วคราว, และที่ดินบางส่วนจะไม่สามารถทำฟาร์มได้นานหลายศตวรรษ. การทำความสะอาดอาจต้องใช้เวลาถึง 40 ปีหรือมากกว่านั้นและต้องใช้ค่าใช้จ่ายนับพันล้านดอลลาร์[80][81]. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ในควันหลง เยอรมนีได้เร่งแผนการที่จะปิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของประเทศและตัดสินใจที่จะเลิกส่วนที่เหลือภายในปี 2022 อิตาลีได้จัดทำประชามติระดับชาติ ซึ่งร้อยละ 94 โหวตค้านกับแผนของรัฐบาลที่จะสร้างโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งใหม่ ในฝรั่งเศส ประธานาธิบดี Hollande ได้ประกาศความตั้งใจของรัฐบาลที่จะลดการใช้พลังงานนิวเคลียร์ลงหนึ่งในสาม อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้รัฐบาลได้จัดสรรโรงไฟฟ้าเพียงหนึ่งโรงเท่านั้นให้มีการปิด - โรงไฟฟ้าชายแดนเยอรมันที่ Fessenheim ซึ่งใช้งานมานาน - ซึ่งทำให้บางคนตั้งคำถามถึงความมุ่งมั่นของรัฐบาลที่มีต่อสัญญาของประธานาธิบดี Hollande รัฐมนตรีว่าการกระทรวงอุตสาหกรรม Arnaud Montebourg มีบันทึกว่าได้พูดว่า Fessenheim จะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์เพียงแห่งเดียวที่จะถูกปิด พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุเกี่ยวกับการแผ่รังสีและพลังงานนิวเคลียร์รวมถึงโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่เชอร์โนบิล (1986), ที่ Fukushima Daiichi (2011) และที่เกาะทรีไมล์ (1979).[50] นอกจากนี้ยังมีอุบัติเหตุที่เกิดในเรือดำน้ำนิวเคลียร์.[50][48][49]. ในแง่ของการสูญเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น, นักวิเคราะห์ได้รายงานว่าพลังงานนิวเคลียร์ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานน้อยกว่าหน่วยพลังงานที่สร้างขึ้นจากแหล่งที่สำคัญของการผลิตพลังงานอื่นๆ. การผลิตพลังงานจากถ่านหิน, ปิโตรเลียม, ก๊าซธรรมชาติและไฟฟ้าพลังน้ำได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้นมีจำนวนมากกว่าอันเนื่องมาจากมลพิษทางอากาศและผลกระทบที่เกิดอุบัติเหตุ.[75][76][77][78][79] อย่างไรก็ตาม ค่าใช้จ่ายทางเศรษฐกิจของอุบัติเหตุโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์จะสูงและการลอมละลาย (English: meltdowns) อาจต้องใช้เวลาหลายทศวรรษในการทำความสะอาด. ค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายมนุษย์ในพึ้นที่ที่ได้รับผลกระทบและการดำรงชีวิตที่สูญเสียไปยังมีค่ามหาศาลอย่างมีนัยสำคัญ.[80][81] เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
สองในสี่ของเครื่องปฏิกรณ์ยุโรปแบบแรงดัน () ที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง (ได้แก่ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Olkiluoto ในฟินแลนด์และในฝรั่งเศส) อยู่หลังตารางเวลาอย่างมีนัยสำคัญและมีค่าใช้จ่ายเกินงบประมาณอย่างมาก หลังจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ที่ฟุกุชิมะไดอิจิ ปี 2011 ค่าใช้จ่ายต่างๆมีแนวโน้มที่จะสูงขึ้นสำหรับการดำเนินงานโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์ในปัจจุบันและโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่สร้างขึ้นใหม่ เนื่องจากกฏระเบียบที่เพิ่มขึ้นสำหรับการจัดการกับเชื้อเพลิงในสถานที่ใช้งาน () และภัยคุกคามที่มีต่อพื้นฐานการออกแบบที่มีสูงขึ้น พลังงานนิวเคลียร์
Environmentalists for Nuclear Energy (ระหว่างประเทศ) Nuclear Industry Association (สหราชอาณาจักร) World Nuclear Association, พันธมิตรของกลุ่มบริษัทที่เชื่อมโยงกับการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ (ระหว่างประเทศ) International Atomic Energy Agency (IAEA) Nuclear Energy Institute (สหรัฐ) American Nuclear Society (สหรัฐ) United Kingdom Atomic Energy Authority (สหราชอาณาจักร) EURATOM (ยุโรป) European Nuclear Education Network (ยุโรป) Atomic Energy of Canada Limited (คานาดา) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
แม้ว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นมักจะถุกคิดว่าเป็นผลิตภัณฑ์ของเทคโนโลยีที่ทันสมัยแต่เพียงอย่างเดียว, เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นเครื่องแรกในความเป็นจริงมันเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชั่นธรรมชาติสามารถเกิดขึ้นได้ในบางกรณีที่เลียนแบบเงื่อนไขในเครื่องปฏิกรณ์ที่มนุษย์สร้าง[43]. สิบห้าเครื่องปฏิกรณ์ธรรมชาติถูกค้นพบนับจนถึงวันนี้ในสามแหล่งสะสมแร่ที่อยู่ห่างกันที่เหมือง Oklo ในกาบอง, แอฟริกาตะวันตก. ค้นพบครั้งแรกในปี 1972 โดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส ฟรานซิส เพอร์ริน, พวกมันจะถูกเรียกรวมกันว่าเครื่องปฏิกรณ์ธรรมชาติฟอสซิล Oklo. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นยั่งยืนด้วยตนเองได้เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ประมาณ 1.5 พันล้านปีที่ผ่านมา, และทำงานไปได้ไม่กี่แสนปี, เฉลี่ย 100 กิโลวัตต์ของกำลังไฟฟ้าในช่วงเวลานั้น[44]. แนวคิดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ธรรมชาติถูกสร้างเป็นทฤษฎีในช่วงต้นของปี 1956 โดยพอล คูโรดะที่มหาวิทยาลัยอาร์คันซอ[45][46]. พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 1932 เจมส์ แชดวิกค้นพบนิวตรอน[26] ซึ่งได้รับการยอมรับในทันทีว่าเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพสำหรับการทดลองนิวเคลียร์เพราะมันไม่มีประจุไฟฟ้า. การทดลองด้วยการระดมยิงวัสดุด้วยนิวตรอนทำให้ Frédéric และ Irène Joliot-Curie ได้ค้นพบกัมมันตภาพรังสีที่ถูกสร้างขึ้นในปี 1934, ซึ่งยอมให้ทำการสร้างองค์ประกอบที่เหมือนเรเดียมด้วยราคาน้อยกว่าเรเดียมธรรมชาติ[27]. งานต่อไปโดย Enrico Fermi ในปี 1930s เน้นการใช้นิวตรอนช้าในการเพิ่มประสิทธิภาพของกัมมันตภาพรังสีที่เกิด. การทดลองที่ระดมยิงยูเรเนียมด้วยนิวตรอนทำให้ Fermi เชื่อว่าเขาได้สร้างองค์ประกอบ transuranic ขึ้นใหม่ซึ่งได้รับการขนานนามว่า hesperium. [28]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล (, ) เป็นสถานีไฟฟ้านิวเคลียร์ปลดประจำการแล้วใกล้กับนครปริปยัต (Pripyat) ยูเครน ห่างจากนครเชียร์โนบีลไปทางตะวันตกเฉียงเหนือ 18 กิโลเมตร ห่างจากชายแดนยูเครน-เบลารุส 16 กิโลเมตร และห่างจากกรุงเคียฟไปทางเหนือราว 110 กิโลเมตร เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 เป็นจุดเกิดภัยพิบัติเชียร์โนบีลเมื่อ พ.ศ. 2529  นิวตรอน
นิวตรอนถูกค้นพบโดย เซอร์ เจมส์ แชดวิก (Sir James Chadwick) ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ในปี ค.ศ. 1932 โดยแชดวิกได้ทำการทดลองโดยการยิงอนุภาคแอลฟาจากพอโลเนียมใส่แผ่นโบรอนบาง ๆ และรองรับอนุภาคด้วยเครื่องตรวจจับที่บรรจุแก๊สไนโตรเจนไว้ภายใน พบว่ามีอนุภาคหนึ่งหลุดมาและเป็นกลางทางไฟฟ้า จึงตั้งชื่อให้ว่า "นิวตรอน" [9] โดยการทดลองของทอมสันและโกลด์สตีนที่ใช้หลอดรังสีแคโทดไม่สามารถตรวจพบนิวตรอนได้ เพราะนิวตรอนไม่มีปฏิกิริยากับขั้วแม่เหล็กไฟฟ้าที่ใช้ในการทดลอง พลังงานนิวเคลียร์
การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์จะเกี่ยวข้องกับความขัดแย้ง[12][13][188]. ซึ่งได้ล้อมรอบการใช้งานและการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันในการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับวัตถุประสงค์ทางพลเรือน. การอภิปรายเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นสู่จุดสูงสุดระหว่างปี 1970 และ 1980 เมื่อมัน "เข้าถึงความรุนแรงที่ไม่เคยเกิดมาก่อนในประวัติศาสตร์ของการขัดแย้งทางเทคโนโลยี", ในบางประเทศ[189][190]. พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
ตามแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 7 (พ.ศ. 2535 - 2539) ได้มีการระบุไว้ในแผนพัฒนาพลังงานฯว่า "…ให้มีการพิจารณาศึกษาความเหมาะสมในการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าทั้งทางเศรษฐศาสตร์ เทคโนโลยี และความปลอดภัย…" ดังนั้น จังมีการพิจารณาที่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ในประเทศไทย โดยพิจารณาจากความจำเป็น 2 ประการ คือ
ดังนั้น จากเหตุผลที่กล่าวมา ประกอบกับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จำเป็นต้องใช้เวลาดำเนินการล่วงหน้าเป็นเวลานานประมาณ 12 ปี จึงจะสามารถก่อสร้างเสร็จเดินเครื่องจ่ายไฟฟ้าให้ทันความต้องการได้ ในปัจจุบันจึงได้มีการพิจารณาที่จะนำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ภายในประเทศเป็นอีกทางเลือกหนึ่ง และเพื่อให้เกิดความมั่นใจและภาคภูมิใจยิ่งขึ้นว่า หากเลือกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาใช้ในการแก้ปัญหาด้านพลังงานของชาติจะเป็นการตัดสินใจที่ถูกต้อง จึงควรที่จะได้พิจารณาถึงปัจจัยด้านเศรษฐกิจ ความปลอดภัย และสิ่งแวดล้อมด้วย ผลที่ตามมาจากเหตุแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิในโทโฮกุ พ.ศ. 2554
หลังเกิดแผ่นดินไหว คลื่นสึนามิและการล้มเหลวของระบบหล่อเย็นที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง และปัญหาซึ่งเกิดขึ้นกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งอื่นในญี่ปุ่นเมื่อวันที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2554 มีการประกาศภาวะฉุกเฉินนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีการประกาศภาวะฉุกเฉินนิวเคลียร์ในญี่ปุ่น และราษฎร 140,000 คนที่อาศัยอยู่โดยรอบรัศมี 20 กิโลเมตรจากโรงไฟฟ้าถูกอพยพ เหตุระเบิดและเพลิงไหม้ส่งผลให้กัมมันตภาพรังสีระดับที่เป็นอันตราย ทำให้ตลาดหลักทรัพย์ปิดตัวลดลงอย่างรุนแรงและการแห่ซื้อของ (panic buying) ในซูเปอร์มาร์เก็ต สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศสและประเทศอื่นอีกบางประเทศแนะนำให้ประชาชนของตนพิจารณาออกจากกรุงโตเกียว จากความกลัวว่าจะมีการปนเปื้อนนิวเคลียร์ที่ขยายลุกลามออกไป อุบัติเหตุดังกล่าวทำให้ความสนใจมึ่งไปยังปัญหามาตรฐานการออกแบบโครงสร้างแผ่นดินไหวนิวเคลียร์ญี่ปุ่น และส่งผลให้รัฐบาลประเทศอื่นประเมินโครงการนิวเคลียร์ของตนเช่นกัน จนถึงเดือนเมษายน พ.ศ. 2554 น้ำยังคงถูกเทเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ที่ได้รับความเสียหายเพื่อหล่อเย็นแท่งเชื้อเพลิงที่กำลังหลอมละลายนั้น จอห์น ไพรซ์ อดีตสมาชิกฝ่ายนโยบายด้านความปลอดภัยที่บรรษัทนิวเคลียร์แห่งชาติของสหราชอาณาจักร กล่าวว่า "อาจใช้เวลา 100 ปี ก่อนที่แท่งเชื้อเพลิงที่กำลังหลอมละลายนั้นจะสามารถถูกนำออกจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะของญี่ปุ่นได้อย่างปลอดภัย" โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บูเชห์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บูเชห์ () เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในประเทศอิหร่าน ตั้งอยู่ห่างจากนครบูเชห์ (Bushehr) ไปทางตะวันออกเฉียงใต้ 17 กิโลเมตร บริเวณริมอ่าวเปอร์เซีย โรงไฟฟ้าดังกล่าวตั้งอยู่ที่รอยต่อของแผ่นธรณีภาคสามแผ่น พลังงานนิวเคลียร์
กองทัพสหรัฐยังมีโครงการพลังงานนิวเคลียร์, เริ่มต้นในปี 1954. โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ SM-1 ที่ป้อม Belvoir รัฐเวอร์จิเนีย, เป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานเครื่องแรกในสหรัฐอเมริกาเพื่อจัดหาพลังงานไฟฟ้าให้กับกริดไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ (VEPCO), ในเดือนเมษายน ปี 1957, ก่อน Shippingport. เครื่อง SL-1 เป็นเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์เพื่อการทดลองของกองทัพสหรัฐที่สถานีทดสอบปฏิกรณ์แห่งชาติในภาคตะวันออกของไอดาโฮ. มันผ่านประสบการณ์ที่เลวร้ายเมื่อไอน้ำระเบิดและการหลอมละลายของนิวเคลียร์ในเดือนมกราคม 1961, ซึ่งฆ่าผู้ใช้งานไปสามราย[51]. ในสหภาพโซเวียตใน'สมาคมการผลิต Mayak' มีอุบัติเหตุเกิดขี้นหลายครั้ง รวมทั้งการระเบิดที่ปล่อยกากกัมมันตรังสีระดับสูงออกมา 50-100 ตัน, ได้ปนเปื้อนดินแดนขนาดใหญ่ในเทือกเขาอูราลตะวันออกและก่อให้เกิดการเสียชีวิตและได้รับบาดเจ็บจำนวนมาก. ระบอบการปกครองของสหภาพโซเวียตเก็บอุบัติเหตุครั้งนี้เป็นความลับไว้ประมาณ 30 ปี. ในที่สุด เหตุการณ์นี้ถูกจัดอยู่ในอันดับ 6 ในเจ็ดอันดับบนสเกล INES (เพียงแค่อันดับที่สามของความรุนแรงเท่านั้นเมื่อเทียบกับภัยพิบัติเชอร์โนบิลและ ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ). พลังงานนิวเคลียร์
หนึ่งในองค์กรแรกที่พัฒนาพลังงานนิวเคลียร์คือกองทัพเรือสหรัฐ, เพื่อวัตถุประสงค์ในการขับเคลื่อนเรือดำน้ำและเรือบรรทุกเครื่องบิน. เรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรก, USS Nautilus (SSN-571), ได้ออกสู่ทะเลในเดือนธันวาคม 1954[47]. เรือดำน้ำนิวเคลียร์ของสหรัฐสองลำ, USS แมงป่องและ USS Thresher ได้หายไปในทะเล. เรือดำน้ำนิวเคลียร์โซเวียตและรัสเซียแปดลำได้หายไปในทะเลเช่นกัน. นี่รวมทั้งอุบัติเหตุของเครื่องปฏิกรณ์ในเรือดำน้ำโซเวียต K-19 ในปี 1961 ซึ่งส่งผลให้มีการเสียชีวิต 8 รายและมากกว่า 30 รายสัมผ้สกับรังสีเกินขนาด[48]. อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-27 ในปี 1968 ส่งผลให้บาดเจ็บสาหัส 9 รายและ 83 รายได้รับบาดเจ็บอื่นๆ[49]. นอกจากนี้เรือดำน้ำโซเวียต K-429 จมสองครั้ง แต่ถูกกู้ขึ้นมาได้ทั้งสองครั้ง. อุบัติเหตุนิวเคลียร์และรังสีหลายครั้งมีความเกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุเรือดำน้ำนิวเคลียร์[50][49]. แคสเซิลบราโว
แคสเซิลบราโว (Castle Bravo) เป็นชื่อรหัสที่กำหนดให้สำหรับการทดสอบระเบิดไฮโดรเจนเทอร์โมนิวเคลียร์นิวเคลียร์ ที่ใช้เชื้อเพลิงแห้งเป็นครั้งแรก การทดสอบได้ดำเนินการในวันที่ 1 มีนาคม 1954 ที่เกาะปะการังบิกินี หมู่เกาะมาร์แชลล์ เมื่ออาวุธถูกจุดระเบิดและการระเบิดเกิดขึ้น ทำให้เกิดเป็นปากปล่องภูเขาไฟ เส้นผ่าศูนย์กลาง 6,500 ฟุต (2,000 เมตร) ลึก 250 ฟุต (75 เมตร) แคสเซิลบราโวเป็นอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด กว่าที่เคยถูกจุดระเบิดมาโดยสหรัฐอเมริกา โดยมีพลังงานได้ออกมาถึง 15 เมกะตัน ซึ่งมากเกินกว่าระดับพลังงานที่คาดหวังไว้คือ 4-6 เมกะตัน ในส่วนนี้เป็นผลมาจากการคำนวณที่ผิดพลาด อันนำไปสู่การเกิดอุบัติเหตุอันรุนแรงทางด้านการปนเปื้อนทางรังสี ยิ่งกว่าครั้งใดที่สหรัฐอเมริกาเคยทำให้เกิดขึ้น โดยถ้าคิดในแง่ของความเทียบเท่ากับลูกระเบิดทีเอ็นทีเป็นตันแล้ว แคสเซิลบราโวมีพลังงานที่มากกว่าประมาณ 1,200 เท่าของลูกระเบิดอะตอมที่ทิ้งในฮิโรชิมาและนางาซากิ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ยิ่งไปกว่านั้น เมฆของรังสีทำให้เกิดการปนเปื้อนปกคลุมพื้นที่มากกว่า 7พันตารางไมล์รอบ ๆ มหาสมุทรแปซิฟิก รวมทั้งหมู่เกาะเล็ก ๆ เช่น Rongerik และ Rongelap และ Utirik ผู้คนบนเกาะต้องถูกอพยพออก แต่ในลูกหลานในรุ่นต่อมาได้รับผลกระทบ ชาวบ้านท้องถิ่นได้รับความทรมานจากความไม่สมบูรณ์ทางร่างกายตั้งแต่เกิด เรือประมงของญี่ปุ่นชื่อ Daigo Fukuryu Maru ได้รับการสัมผัสปนเปื้อนฝุ่นกัมมันตรังสี เป็นสาเหตุให้ลูกเรือทั้งหมดเกิดการเจ็บป่วยมีผู้เสียชีวิตไปหนึ่งราย ปลา น้ำ พื้นดิน เกิดการปนเปื้อนทางกัมมันตรังสีอย่างรุนแรง ทำให้แคสเซิลบราโวเป็นหนึ่งในอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ที่เลวร้ายที่สุด โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ร หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐอเมริกา ไฟฟ้า
พลังงานไฟฟ้ามักจะถูกผลิตขึ้นโดยเครื่องกำเนิดแบบที่ใช้ไฟฟ้า-เครื่องกลที่ขับโดยไอน้ำที่ผลิตจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล หรือโดยความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ หรือจากแหล่งอื่น ๆ เช่นพลังงานจลน์สกัดจากลมหรือการไหลของน้ำ กังหันไอน้ำทันสมัยที่​​คิดค้นโดยท่านเซอร์ชาร์ลส์ พาร์ซันส์ในปี 1884 ในวันนี้มีการผลิตประมาณร้อยละ 80 ของพลังงานไฟฟ้าในโลกโดยการใช้ความหลากหลายของแหล่งความร้อน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวไม่มีความคล้ายคลึงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบจานขั้วเหมือนของฟาราเดย์ที่สร้างในปี 1831 แต่พวกมันยังคงพึ่งพาหลักการแม่เหล็กไฟฟ้าของเขาที่ว่าตัวนำที่เชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กจะเหนี่ยวนำให้เกิดความต่างศักย์ตกคร่อมปลายทั้งสองของมัน[49] การประดิษฐ์หม้อแปลงในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้ามีความหมายว่าพลังงานไฟฟ้าจะสามารถถูกส่งออกไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นแต่กระแสลดลง การส่งกำลังไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพจึงหมายความว่าไฟฟ้าอาจจะผลิตขึ้นที่โรงไฟฟ้าที่ส่วนกลาง ในสถานที่ที่จะได้รับประโยชน์จากการประหยัดจากขนาดและจากนั้นพลังงานไฟฟ้าจะถูกจัดส่งไปในระยะทางค่อนข้างไกลไปยังตำแหน่งที่ต้องการใช้มัน[50][51] พลังงานนิวเคลียร์
วิกฤตการณ์น้ำมันในปี 1973 มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในประเทศฝรั่งเศสและญี่ปุ่น, ซึ่งได้พึ่งพาน้ำมันมากขึ้นในการผลิตไฟฟ้าตลอดมา (39%[54] และ 73% ตามลำดับ) จึงตัดสินใจที่จะลงทุนในพลังงานนิวเคลียร์[55]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล
วันที่ 26 เมษายน พ.ศ. 2529 เกิดภัยพิบัติขึ้นที่เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 ซึ่งถูกขนานนามอย่างกว้างขวางว่าเป็นอุบัติเหตุครั้งเลวร้ายที่สุดในประวัติศาสตร์พลังงานนิวเคลียร์ ผลคือ เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 ถูกทำลายลงสิ้นเชิง และนับแต่นั้นได้ถูกปิดผนึกในโลงหินและคอนกรีตเพื่อป้องกันการรั่วไหลของกัมมันตรังสีเพิ่มเติม พื้นที่ขนาดใหญ่ในยุโรปได้รับผลกระทบจากอุบัติเหตุ เมฆรังสีแผ่ไปไกลถึงนอร์เวย์ในสแกนดิเนเวีย สหรัฐ
พลังงานนิวเคลียร์มีบทบาทจำกัดเมื่อเทียบกับหลายประเทศพัฒนาแล้วอื่นเป็นเวลาหลายทศวรรษ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะการรับรู้ของประชาชนเนื่องจากอุบัติเหตุในปี 1979 ในปี 2007 มีการยื่นคำร้องขอเปิดโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งใหม่[484] วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า
ในปี 1881 สองช่างไฟฟ้​​าได้สร้างโรงไฟฟ้​​าแห่งแรกของโลกที่เมือง Godalming ในประเทศอังกฤษ โรงไฟฟ้าได้ติดตั้งวงล้อน้ำสองชุดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าสลับเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าให้กับตะเกียงโค้งของซีเมนส์เจ็ดตัวที่ 250 โวลต์และหลอดไส้สามสิบสี่ตัวที่ 40 โวลต์ อย่างไรก็ตามการป้อนกระแสเป็นไปอย่างไม่ต่อเนื่อง และในปี 1882 โทมัส เอดิสัน และบริษัทของเขา, บริษัทเอดิสันไฟฟ้าแสงสว่าง, ได้พัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานไอน้ำเป็นครั้งแรกบนถนน Pearl ในนิวยอร์กซิตี้ โรงไฟฟ้าถนนเพิร์ลประกอบด้วยหลายเครื่องปั่นไฟและเบื้องต้นป้อนให้โคมไฟประมาณ 3,000 โคมสำหรับลูกค้า 59 ราย โรงไฟฟ้าใช้ กระแสตรง และดำเนินการที่แรงดันไฟฟ้าเดียว เนื่องจากไฟฟ้ากระแสตรงไม่สามารถแปลงได้อย่างง่ายดายให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า ที่จำเป็นเพื่อลดการสูญเสียพลังงานให้ต่ำสุดในระหว่างการส่ง ระยะทางที่เป็นไปได้ระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและโหลดถูกจำกัดเป็นประมาณครึ่งไมล์ (800 ม.) เท่านั้น ประเทศเกาหลีเหนือกับอาวุธอานุภาพทำลายล้างสูง
วันที่ 9 ตุลาคม 2549 ประเทศเกาหลีเหนือประกาศว่าทดลองนิวเคลียร์ครั้งแรกสำเร็จ มีการตรวจพบการระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน มีการประมาณว่าแรงระเบิด (yield) น้อยกว่าหนึ่งกิโลตัน และตรวจพบปริมาณกัมมันตรังสีบางส่วน[3][4][5] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์เร็วแบบองค์รวม (English: Integral Fast Reactor (IFR)) ถูกสร้างขึ้น, ผ่านการทดสอบและประเมินผลในระหว่างปี 1980s และจากนั้นก็ปลดระวางภายใต้การบริหารงานของคลินตันในปี 1990s อันเนื่องมาจากนโยบายที่ไม่แพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ของรัฐบาล. การรีไซเคิลเชื้อเพลิงใช้แล้ว(English: spent nuclear fuel (SNF))เป็นหลักในการออกแบบและเพราะฉะนั้นมันจึงผลิตเพียงเศษเสี้ยวของเสียของเครื่องปฏิกรณ์ปัจจุบัน[31] เครื่องปฏิกรณ์ถังกรวดเป็นเครื่องปฏิกรณ์อุณหภูมิสูงระบายความร้อนด้วยแก๊ส (English: high-temperature gas-cooled reactor (HTGCR))} ได้รับการออกแบบเพื่อให้อุณหภูมิสูงไปลดการส่งออกของพลังงานโดยการขยาย Doppler (English: Doppler broadening)ของหน้าตัดนิวตรอนของเชื้อเพลิง. มันใช้เชื้อเพลิงเซรามิกเพื่อให้อุณหภูมิของการดำเนินงานที่ปลอดภัยเกินช่วงอุณหภูมิที่ใช้ลดพลังงาน. การออกแบบส่วนใหญ่จะหล่อเย็นด้วยก๊าซฮีเลียมเฉื่อย. ฮีเลียมไม่ขึ้นอยู่กับการระเบิดไอน้ำแต่ต่อต้านการดูดซึมนิวตรอนจึงนำไปสู่​​กัมมันตภาพรังสี, และไม่ละลายสารปนเปื้อนที่สามารถกลายเป็นกัมมันตรังสี. การออกแบบโดยทั่วไปมีหลายชั้น(มากถึง 7 ชั้น)ของภาชนะบรรจุพาสซีฟมากกว่าเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเบา (ปกติมี 3 ชั้น). คุณลักษณะเฉพาะที่ไม่เหมือนใครที่อาจช่วยด้านความปลอดภัยคือลูกกลมเชื้อเพลิงที่สร้างรูปแบบจริงของกลไกของแกน, และจะถูกแทนที่ทีละลูกเมื่อพวกมันมีอายุมากขึ้น. การออกแบบของเชื้อเพลิงทำให้การนำกลับไปเข้ากระบวนการใหม่ของเชื้อเพลิงมีราคาแพง. เครื่องปฏิกรณ์อิสระขนาดเล็กปิดผนึกขนส่งได้ (English: Small, sealed, transportable, autonomous reactor (SSTAR)) กำลังถูกวิจัยและพัฒนาขั้นต้นในสหรัฐอเมริกา, ตั้งใจจะให้เป็นเครื่องปฏิกรณ์ fast breeder ที่มีความปลอดภัยแบบพาสซีฟและสามารถถูกทำให้ปิดตัวลงจากระยะไกลในกรณีที่ความสงสัยที่เกิดขึ้นว่ามันจะถูกดัดแปลงเพื่อทำลาย. เครื่องปฏิกรณ์ขั้นสูงที่สะอาดและปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม (English: Clean And Environmentally Safe Advanced Reactor (CAESAR)) เป็นแนวคิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ใช้ไอน้ำเป็นตัวหน่วง - การออกแบบนี้ยังอยู่ในระหว่างการพัฒนา เครื่องปฏิกรณ์ลดการหน่วงของน้ำ(English: Reduced moderation water reactor) สร้างบนเครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดขั้นสูง (English: Advanced boiling water reactor (ABWR)) ที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน, มันไม่ได้เป็นเครื่องปฏิกรณ์เร็วที่สมบูรณ์แต่ใช้นิวตรอน epithermal ส่วนใหญ่แทน, ซึ่งอยู่ระหว่างนิวตรอนร้อนและนิวตรอนเร็ว. โมดูลพลังงานนิวเคลียร์ใช้ไฮโดรเจนเป็นตัวหน่วงควบคุมตนเอง (English: hydrogen-moderated self-regulating nuclear power module (HPM)) คือการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์เล็ดลอดออกมาจาก'ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส'ที่ใช้ยูเรเนียมไฮไดรด์เป็นเชื้อเพลิง เครื่องปฏิกรณ์ subcritical ถูกออกแบบมาให้มีความปลอดภัยและมีเสถียรภาพมากขึ้น, แต่ก่อให้เกิดปัญหาทางวิศวกรรมและทางเศรษฐกิจจำนวนมาก. ตัวอย่างหนึ่งตัวขยายพลังงาน เครื่องปฏิกรณ์แบบทอเรียม. มันเป็นไปได้ที่จะแปลงทอเรียม-232 ให้เป็น U-233 ในเครื่องปฏิกรณ์ที่ได้รับการออกแบบเป็นพิเศษเพื่อวัตถุประสงค์นั้น. ด้วยวิธีนี้ ทอเรียมซึ่งมีจำนวนมากมายกว่ายูเรเนียมสามารถใช้ในการ breed เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ U-233. ยังมีความเชื่อกันว่า U-233 มีคุณสมบัตินิวเคลียร์ที่ดีเมื่อเทียบกับการใช้ U-235 แบบดั้งเดิม, รวมทั้งเศรษฐกิจของนิวตรอนที่ดีกว่าและการผลิตของเสีย transuranic อายุยืนที่ต่ำกว่า เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักขั้นสูง (English: Advanced heavy-water reactor (AHWR)) - น้ำหนักจะถูกนำเสนอเพื่อเป็นตัวหน่วงของเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้านิวเคลียร์ที่จะถูกออกแบบเป็นรุ่นต่อไปของประเภท PHWR, ปัจจุบันอยู่ระหว่างการพัฒนาในศูนย์วิจัยปรมาณู Bhabha (BARC), ประเทศอินเดีย Kamini - เครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่ซ้ำแบบใครใช้ไอโซโทปของยูเรเนียม-233 เป็นเชื้อเพลิง, ถูกสร้างขึ้นในประเทศอินเดียโดย BARC และ ศูนย์วิจัยปรมาณู Indira Gandhi (IGCAR) อินเดียก็กำลังวางแผนที่จะสร้างเครื่องปฏิกรณ์ fast breeder โดยใช้วัฏจักรเชื้อเพลิงทอเรียม-ยูเรเนียม-233. FBTR (Fast Breeder Test Reactor) ในการดำเนินงานที่ Kalpakkam (อินเดีย) ใช้พลูโตเนียมเป็นเชื้อเพลิงและใช้โซเดียมเหลวเป็นตัวหล่อเย็น เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ไม่นานหลังจากเยอรมนีของฮิตเลอร์บุกโปแลนด์ในปี 1939, เริ่มต้นสงครามโลกครั้งที่สองในยุโรป. สหรัฐอเมริกาก็ยังไม่อยู่ในภาวะสงครามอย่างเป็นทางการ, แต่ในเดือนตุลาคม, เมื่อจดหมาย Einstein-Szilárd ถูกส่งไปยังโรสเวล, เขาให้ความเห็นว่าวัตถุประสงค์ของการทำวิจัยคือเพื่อให้แน่ใจว่า "พวกนาซีจะไม่ระเบิดเราทิ้ง". โครงการนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาก็ตามมา, แม้ว่าจะมีความล่าช้าบางอย่างที่ยังถูกมองในแง่ร้าย (บางส่วนจาก Fermi) และยังมีการดำเนินการเพียงเล็กน้อยจากเจ้าหน้าที่ในรัฐบาลบางคนที่ถูกกล่าวหาในตอนแรกว่ามีการเลื่อนโครงการไปข้างหน้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล
สถานีไฟฟ้าวี.ไอ. เลนิน () ตามที่รู้จักกันในสมัยโซเวียต ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์ประเภท อาร์บีเอ็มเค-1000 สี่เครื่อง แต่ละเครื่องผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 1,000 เมกะวัตต์ (พลังงานความร้อน 3.2 จิกะวัตต์) และเครื่องปฏิกรณ์ทั้งสี่เครื่องรวมกันผลิตกระแสไฟฟ้า 10% ของยูเครน ในช่วงที่เกิดอุบัติเหตุขึ้น ก่อสร้างขึ้นครั้งแรกใน พ.ศ. 2513 เป็นสถานีไฟฟ้านิวเคลียร์ประเภทอาร์เอ็มบีเคแห่งที่สามในสหภาพโซเวียต (หลังเลนินกราดและเคิสก์) และเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกบนแผ่นดินยูเครน พลังงานนิวเคลียร์
การแสวงหาพลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าได้เริ่มทันทีหลังจากการค้นพบในต้นศตวรรษที่ 20 ที่ธาตุกัมมันตรังสี, เช่นเรเดียม, ปล่อยพลังงานออกมาจำนวนมหาศาลตามหลักการของความเท่าเทียมกันของมวลกับพลังงาน(English: mass–energy equivalence). อย่างไรก็ตาม วิธีการใช้ประโยชน์จากพลังงานดังกล่าวก็ยังทำไม่ได้ในทางปฏิบัติ, เพราะธาตุที่มีกัมมันตรังสีอย่างเข้มข้น, โดยธรรมชาติของพวกมัน, มีอายุสั้น (การปลดปล่อยพลังงานสูงมีความสัมพันธ์กับครึ่งชีวิตสั้น). อย่างไรก็ตาม ความฝันของการใช้ประโยชน์ "พลังงานปรมาณู" ค่อนข้างเข้มแข็ง, แม้ว่าจะถูกเมินเฉยจากบิดาของฟิสิกส์นิวเคลียร์เช่น Ernest Rutherford ว่าเป็นแค่ "แสงจันทร์" [25]. อย่างไรก็ตาม สถานการณ์นี้เปลี่ยนแปลงไปในปลายปี 1930s เมื่อมีการค้นพบนิวเคลียร์ฟิชชัน. พลังงานนิวเคลียร์
Friends of the Earth International, เครือข่ายของหลายองค์กรสิ่งแวดล้อม]][284] Greenpeace International, องค์กร NGO[285] Nuclear Information and Resource Service (ระหว่างประเทศ) World Information Service on Energy (ระหว่างประเทศ) Sortir du nucléaire (ฝรั่งเศส) Pembina Institute (คานาดา) Institute for Energy and Environmental Research (สหรัฐ) Sayonara Nuclear Power Plants (ญี่ปุ่น) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์แบบแรงดันของยุโรปรุ่น 1600 MWe กำลังถูกสร้างขึ้นใน Olkiluoto, ฟินแลนด์. ความพยายามร่วมกันของเ AREVA ของฝรั่งเศสและซีเมนส์เอจีของยอรมัน, มันจะเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก. ในเดือนธันวาคมปี 2006 การก่อสร้างช้าไปประมาณ 18 เดือนจากที่กำหนดไว้และตาดว่าจะเสร็จราวปี 2010-2011[92][93]. พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 2011 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ผลิต 10% ของกระแสไฟฟ้าของโลก[84] ในปี 2007, IAEA รายงานว่า มีเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ 439 เครื่องกำลังปฏิบัติงานในโลก[85] ใน 31 ประเทศ[5]. แต่อย่างไรก็ตาม หลายประเทศในขณะนี้ได้หยุดการดำเนินงานอันเนื่องมาจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ที่ฟูกูชิม่า ในขณะที่พวกเขามีการประเมินในด้านความปลอดภัย. ในปี 2011 การผลิตพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลกลดลง 4.3 % เป็นการลดลง ที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์, ตามหลังการลดลงอย่างรวดเร็วในญี่ปุ่น(-44.3%) และ เยอรมนี (-23.2%)[86]. พลังงานนิวเคลียร์
ดังที่ได้ระบุไว้แล้ว, ในอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์ในประเทศตะวันตกมีประวัติของการก่อสร้างล่าช้า, ค่าใช้จ่ายสูงเกินงบ, การยกเลิกการก่อสร้างโรงงาน, และปัญหาด้านความปลอดภัยนิวเคลียร์แม้จะมีเงินอุดหนุนและการสนับสนุนจากรัฐอย่างมีนัยสำคัญ[240][241][242][243]. ในเดือนธันวาคม 2013, นิตยสารฟอร์บรายงานว่าในประเทศที่พัฒนาแล้ว "เครื่องปฏิกรณ์ไม่ได้เป็นแหล่งที่มีศักยภาพของพลังงานใหม่"[244]. แม้ในประเทศที่พัฒนาแล้วที่พวกเขาตัดสินใจด้านเศรษฐกิจได้ดี, มันก็ยังเป็นไปไม่ได้เพราะ "ค่าใช้จ่ายมหาศาลของนิวเคลียร์, การเมืองและเป็นที่นิยมฝ่ายค้าน และความไม่แน่นอนของกฎระเบียบ"[244]. มุมมองนี้ะสะท้อนกับคำพูดของอดีตซีอีโอของ Exelon จอห์น โรว์ ที่บอกว่าในปี 2012 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ "ไม่ make sense แต่อย่างใดในตอนนี้"และจะไม่เป็นไปได้ในเชิงเศรษฐกิจในอนาคตอันใกล้[244]. จอห์น Quiggin อาจารย์เศรษฐศาสตร์ยังกล่าวว่าปัญหาหลักของทางเลือกนิวเคลียร์ก็คือว่ามันเป็นไปไม่ได้ทางเศรษฐศาสตร์. Quiggin กล่าวอีกว่าเราจำเป็นต้องมีการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและการค้าพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น[152]. อดีตสมาชิก NRC ปีเตอร์ แบรดฟอร์ดและศาสตราจารย์เอียน โลว์ได้กล่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้คล้ายกัน[245][246]. อย่างไรก็ตาม "เชียร์ลีดเดอร์นิวเคลียร์" และ lobbyists ในประเทศตะวันตกบางคนยังคงสนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์, มักจะด้วยการนำเสนอการออกแบบใหม่ แต่ยังไม่เคยถูกทดลองอย่างกว้างขวางเพื่อเป็นแหล่งที่มาของพลังงานใหม่ [244][245][247][248][249][250][251]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อย่างสุดขั้วที่สุด, โครงการแมนฮัตตันได้ผลิตอาวุธนิวเคลียร์ที่ขึ้นอยู่กับแต่ละองค์ประกอบเหล่านี้. พวกเขาจุดระเบิดอาวุธนิวเคลียร์เป็นครั้งแรกในการทดสอบที่มีชื่อรหัสว่า "ทรินิตี้", ใกล้ Alamogordo, รัฐนิวเม็กซิโก, เมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1945. การทดสอบได้ดำเนินการเพื่อให้แน่ใจว่าวิธีการจุดระเบิดของระเบิดจะทำงาน, ซึ่งมันก็ทำงาน. ระเบิดยูเรเนียม, "Little Boy", ถูกทิ้งที่เมืองฮิโรชิมาของญี่ปุ่นเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม ค.ศ. 1945, ตามด้วย "Fat Man" ที่ทำด้วยพลูโตเนียมในอีกสามวันต่อมาที่เมืองนางาซากิ. ในการปลุกให้ตื่นของการทำลายล้างและการบาดเจ็บล้มตายเป็นประวัติการณ์จากอาวุธเดียว, รัฐบาลญี่ปุ่นในไม่ช้าก็ยอมจำนน, เป็นการสิ้นสุดสงครามโลกครั้งที่สอง. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในหนังสือของเขา "อุบัติเหตุปกติ" นายชาร์ลส์ Perrow กล่าวว่าความล้มเหลวหลายครั้งและที่ไม่ได้คาดคิดถูกสร้างขึ้นเข้ามาในความซับซ้อนของสังคมและระบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มัดกันแน่น อุบัติเหตุดังกล่าวไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้และไม่ได้ถูกออกแบบเอาไว้[17] ทีมสหวิทยาการจากเอ็มไอทีได้มีการประมาณการว่าถ้าให้การเจริญเติบโตที่คาดไว้ของพลังงานนิวเคลียร์จากปี 2005 - 2055 อย่างน้อยสี่อุบัติเหตุนิวเคลียร์ร้ายแรงคาดว่าจะเกิดขึ้นในช่วงนั้น[18][19] อย่างไรก็ตามการศึกษาของเอ็มไอทีไม่ได้คำนึงถึงการปรับปรุงหลายอย่างในด้านความปลอดภัยตั้งแต่ปี 1970[20][21] นับถึงวันนี้ ได้มีอุบัติเหตุร้ายแรง (แกนเสียหาย)เกิดขึ้น 5 ครั้งในโลกตั้งแต่ปี 1970 (หนึ่งที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ในปี 1979 สองที่เชอร์โนบิลในปี 1986 และสามที่ฟูกูชิม่า-Daiichi ในปี 2011) สอดคล้องกับจุดเริ่มต้นของการดำเนินงานของเครื่องปฏิกรณ์ generation II สิ่งนี้นำไปสู่​​ค่าเฉลี่ยของอุบัติเหตุร้ายแรงที่เกิดขึ้นหนึ่งครั้งทุกๆแปดปีทั่วโลก[22] พลังงานนิวเคลียร์
ในปีที่ผ่านมา ได้มีการชะลอตัวของการเติบโตของความต้องการไฟฟ้าและการจัดหาเงินทุนได้กลายเป็นเรื่องยากมากขึ้นซึ่งมีผลกระทบต่อโครงการขนาดใหญ่เช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่มีค่าใช้จ่ายล่วงหน้ามีขนาดใหญ่มากและรอบโครงการระยะยาวที่แบกรับความเสี่ยงที่หลากหลาย[153]. ในยุโรปตะวันออก หลายโครงการที่ก่อตั้งมานานกำลังดิ้นรนเพื่อหาเงินลงทุน, ที่โดดเด่นคือที่ Belene ในบัลแกเรียและเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมที่ Cernavoda ในโรมาเนียและผู้อุดหนุนที่มีศักยภาพบางส่วนมีการถอนตัว[153]. ในกรณีที่ก๊าซราคาถูกยังมีให้ใช้ได้และในอนาคตอุปทานค่อนข้างมั่นคง, สิ่งเหล่านี้จึงแสดงให้เห็นถึงอุปสรรคสำคัญสำหรับโครงการนิวเคลียร์[153]. ปฏิกิริยานิวเคลียร์
ในปี 1917, เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดก็สามารถประสบความสำเร็จในการแปลงร่างของไนโตรเจนให้เป็นก๊าซออกซิเจนที่มหาวิทยาลัยแห่งแมนเชสเตอร์ โดยการใช้อนุภาคแอลฟายิงไปที่ไนโตรเจน N + α → O + p นี่เป็นการสังเกตครั้งแรกของปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้น, นั่นคือ, ปฏิกิริยาที่อนุภาคจากการสลายตัวหนึ่งถูกใช้ในการแปลงให้เป็นอีกนิวเคลียสหนึ่ง ในที่สุดในปี 1932 ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, ปฏิกิริยานิวเคลียร์และการแปลงพันธ์ทางนิวเคลียร์ที่ถูกประดิษฐ์ขึ้นอย่างสมบูรณ์ถูกทำได้สำเร็จโดยเพื่อนร่วมงานของรัทเธอร์ฟอร์ด นายจอห์น Cockcroft และนายเออร์เนส วอลตัน พวกเขาใช้โปรตอนที่ถูกเร่งความเร็วแบบประดิษฐ์ยิงเข้าใส่ลิเธียม-7 เพื่อแยกนิวเคลียสออกเป็นสองอนุภาคแอลฟา การทดลองนี้เป็นที่รู้จักกันแพร่หลายว่าเป็น "การแยกอะตอม" แม้ว่ามันจะไม่ใช่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่นแบบทันสมัยที่มีการค้นพบภายหลังในปี 1938 ในองค์ประกอบหนักโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน นายอ็อตโต ฮาห์นและนายฟริตซ์ Straßmann ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
สถานีสลับสายกระแสไฟฟ้าที่จ่ายพลังงานจากสามเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองที่ติดตั้งอยู่บนที่สูงบนเนินเขาก็ล้มเหลวเมื่ออาคารซึ่งเป็นที่ตั้งของพวกมันถูกน้ำท่วม ไฟฟ้าสำหรับระบบควบคุมได้ถูกสวิตช์ให้ไปใช้แทน ซึ่งแบตเตอรี่นี้ถูกออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานประมาณแปดชั่วโมง แบตเตอรี่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเคลื่อนที่เพิ่มเติมได้ถูกนำส่งไปยังสถานที่ พวกมันพบกับความล่าช้าจากสภาพถนนไม่ดีและเครื่องแรกเท่านั้นที่มาถึงเวลา 21:00 น. ของวันที่ 11 มีนาคม เกือบหกชั่วโมงหลังจากเกิดคลื่นสึนามิ ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
แม้ว่ากระบวนการเกิดขึ้นจากการประดิษฐ์เครื่องไซโคลตรอน โดยเออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์ ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 1930 ฟิสิกส์นิวเคลียร์ในช่วงหลังสงครามเข้าสู่ช่วงของสิ่งที่นักประวัติศาสตร์เรียกว่า "Big Science" ซึ่งต้องการเครื่องเร่งและเครื่องตรวจจับอนุภาคที่ราคาสูงลิ่ว กับห้องปฏิบัติการร่วมขนาดใหญ่เพื่อทดสอบและเปิดสู่ขอบเขตใหม่ ผู้อุปถัมภ์หลักของฟิสิกส์กลายเป็นรัฐบาลกลางผู้รู้ว่าการสนับสนุนงานวิจัย "พื้นฐาน" บางครั้งก็สามารถนำมาสู่เทคโนโลยีที่มีค่าทางทหารหรืออุตสาหกรรม กระทั่งช่วงท้ายคริสต์ศตวรรษที่ยี่สิบ ด้วยความร่วมมือของชาติยุโรปทั้ง 20 ชาติ CERN กลายเป็นห้องปฏิบัติการทางฟิสิกส์อนุภาคที่ใหญ่ที่สุดในโลก โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในเดือนกันยายนปี 1980 อิหร่านโจมตีด้วยระเบิดที่ศูนย์นิวเคลียร์ Al Tuwaitha ในอิรักในปฏิบัติการการ Operation Scorch Sword ในเดือนมิถุนายนปี 1981 การโจมตีทางอากาศของอิสราเอลได้ทำลายสถานที่วิจัยนิวเคลียร์ Osirak ของอิรักอย่างสมบูรณ์ ระหว่างปี 1984 และปี 1987 อิรักโจมตีด้วยระเบิดที่โรงงานนิวเคลียร์ Bushehr ของอิหร่านหกครั้ง วันที่ 8 มกราคม 1982 Umkhonto we Sizwe ปีกติดอาวุธของ ANC ได้โจมตีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Koeberg ของแอฟริกาใต้ในขณะที่มันยังคงอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ในปี 1991 สหรัฐฯทิ้งระเบิดสามเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และห้องนักบินตกแต่งในอิรัก ในปี 1991 อิรักยิงขีปนาวุธสกั๊ดเข้าที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Dimona ของอิสราเอล ในเดือนกันยายนปี 2007 อิสราเอลทิ้งระเบิดเข้าที่เครื่องปฏิกรณ์ของซีเรียที่อยู่ระหว่างการก่อสร้าง[31] พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนเมษายน 2012 มี 31 ประเทศที่มีโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์พลเรือน[178]. ในปี 2013, มาร์ค Diesendorf กล่าวว่ารัฐบาลของฝรั่งเศส, อินเดีย, เกาหลี, ปากีสถาน, สหราชอาณาจักรและแอฟริกาใต้มีการใช้พลังงานนิวเคลียร์และ/หรือเครื่องปฏิกรณ์เพื่องานวิจัยเพื่อช่วยในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์หรือเพื่อมีส่วนร่วมในการจัดหาระเบิดนิวเคลียร์จากเครื่องปฏิกรณ์ทางทหาร[179]. พลังงานนิวเคลียร์
ตั้งแต่พลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1950, ปี 2008 เป็นปีแรกที่ ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ที่ถูกเชื่อมต่อกับกริด แม้ว่าจะมีสองเครื่องได้รับการเชื่อมต่อในปี 2009[87][88]. พลังงานนิวเคลียร์
อ้างถึง คณะกรรมการวิทยาศาสตร์ด้านผลกระทบของการแผ่รังสีอะตอมแห่งสหประชาชาติ (English: United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR)), การดำเนินงานโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์สม่ำเสมอที่รวมถึงวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะมีผลทำให้เรดิโอไอโซโทปถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมเป็นจำนวนถึง 0.0002 mSv (มิลลิ Sievert) ต่อปีของการเสี่ยงสาธารณะเฉลี่ยทั่วโลก[184]. (นั่นเป็นขนาดเล็กเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงในรังสีพื้นหลังธรรมชาติซึ่งมีค่าเฉลี่ยทั่วโลกที่ 2.4 mSv/a แต่บ่อยครั้งที่แปรเปลี่ยนระหว่าง 1 mSv/a และ 13 mSv/a ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้งของบุคคลตามที่กำหนดโดย UNSCEAR)[184]. ตามรายงานปี 2008, มรดกที่เหลืออยู่ของอุบัติเหตุโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่เลวร้ายที่สุด (ภัยพิบัติเชอร์โนบิล) เป็น 0.002 mSv/a ในความเสี่ยงเฉลี่ยทั่วโลก (ตัวเลขที่เป็น 0.04 mSv ต่อคนเฉลี่ยกับประชาชนทั้งหมดในซีกโลกเหนือในปีที่เกิดอุบัติเหตุในปี 1986, ถึงแม้จะสูงกว่าอย่างมากในหมู่ประชากรท้องถิ่นและคนงานกู้คืนที่ได้รับผลกระทบมากที่สุด)[184]. พลังงานนิวเคลียร์
สหรัฐอเมริกาผลิตพลังงานนิวเคลียร์มากที่สุดด้วยพลังงานนิวเคลียร์สูงถึง 19%[90] ของกระแสไฟฟ้าที่ใช้. ในขณะที่ฝรั่งเศสผลิตเป็นเปอร์เซ็นต์สูงสุดของพลังงานไฟฟ้าจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ถึง 80% ณ ปี 2006[91]. ในสหภาพยุโรปโดยรวม, พลังงานนิวเคลียร์ผลิตได้ 30% ของไฟฟ้า[92]. นโยบายพลังงานนิวเคลียร์มีความแตกต่างในระหว่างประเทศของสหภาพยุโรป และบางส่วนเช่น ออสเตรีย, เอสโตเนีย, ไอร์แลนด์ และอิตาลี ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้งานอยู่. ในการเปรียบเทียบ ฝรั่งเศสมีโรงไฟฟ้าประเภทนี้จำนวนมาก, ที่มี 16 สถานีที่มีเครื่องปฏิกรมากกว่าหนึ่งเครื่องในการใช้งานในปัจจุบัน พลังงานนิวเคลียร์
ปัจจุบัน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ขององค์ประกอบใน actinide series[2] ของตารางธาตุได้ผลิตพลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในการให้บริการโดยตรงแก่มนุษย์, กับกระบวนการสลายตัวของ นิวเคลียร์ส่วนใหญ่ในรูปแบบของพลังงานความร้อนใต้พิภพและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์โม ไอโซโทป, สำหรับการนำไปใช้เฉพาะอย่างจะใช้ประโยชน์จากปฏิกิริยาที่เหลือ. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (ฟิชชัน), ไม่รวมการใช้งานในกองทัพเรือ, ให้พลังงานประมาณ 5.7% ของพลังงาน ของโลกและ 13% ของกระแสไฟฟ้าของโลกในปี 2012.[3] ในปี 2013, หน่วยงานพลังงานปรมาณูนานาชาติ (English: International Atomic Energy Agency (IAEA)) รายงานว่ามี 437 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์กำลังใช้งานอยู่[4] ใน 31 ประเทศ[5] แม้ว่าจะมีบางเครื่องปฏิกรณ์ที่ไม่ได้ทำการผลิตไฟฟ้าอีกแล้ว[6]. นอกจากนี้ยังมีเรือประมาณ 140 ลำที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการขับเคลื่อนโดยเครื่องปฏิกรณ์ราว 180 เครื่อง.[7][8][9]. ขณะที่ในปี 2013, การได้รับพลังงานสุทธิจากเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นที่ยั่งยืน, ไม่รวมแหล่งพลังงานฟิวชั่นตามธรรมชาติเช่นจากดวงอาทิตย์, ยังคงเป็นพื้นที่ต่อเนื่องของการวิจัยด้านฟิสิกส์และวิศวกรรมระหว่างประเทศ. กว่า 60 ปีหลังจากความพยายามครั้งแรก, การผลิตพลังงานฟิวชั่นในเชิงพาณิชย์ยังคงไม่น่าจะเกิดขึ้นก่อนปี 2050[10]. เทคโนโลยีนิวเคลียร์
เมื่อมีการค้นพบก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง ความเข้าใจนี้ทำให้หลายประเทศเริ่มต้นโครงการที่จะตรวจสอบความเป็นไปได้ของการสร้างระเบิดปรมาณู - อาวุธที่ใช้ปฏิกิริยาฟิชชันในการสร้างพลังงานมากเกินกว่าที่จะสร้างขึ้นด้วยวัตถุระเบิดแบบสารเคมี โครงการแมนฮัตตัน ดำเนินการโดยประเทศสหรัฐอเมริกาด้วยความช่วยเหลือของสหราชอาณาจักรและแคนาดา ได้พัฒนาอาวุธที่ฟิชชันเป็นทวีคูณซึ่งถูกนำมาใช้กับญี่ปุ่นในปี 1945 ที่ฮิโรชิมาและนางาซากิ ในระหว่างโครงการ เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูครั้งแรกได้รับการพัฒนาเช่นกัน แม้ว่าพวกมันจะเป็นหลักในการผลิตอาวุธในเบื้องแรกและไม่ได้ผลิตกระแสไฟฟ้า เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์และรังสีที่บางครั้งร้ายแรงได้เกิดขึ้น. อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่เรียงตามยอดผู้เสียชีวิตรวมถึงภัยพิบัติเชอร์โนบิล (1986), ภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima Daiichi (2011), อุบัติเหตุเกาะทรีไมล์ (1979) และอุบัติเหตุ SL-1 (1961)[40]. อุบัติเหตุเรือดำน้ำขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์ K-19 (1961)[41], อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์ K-27 (1968)[42], และการเกิดอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์ K-431 (1985)[40]. พลังงานนิวเคลียร์
การคัดค้านพลังงานนิวเคลียร์ในท้องถิ่นบางแห่งเกิดขึ้นในช่วงต้นปี 1960s[56], และในปลายปี 1960s สมาชิกบางคนของชุมชนวิทยาศาสตร์เริ่มแสดงออกถึงความกังวลของพวกเขา[57]. ความกังวลเหล่านี้เกี่ยวข้องกับอุบัติเหตุนิวเคลียร์, การขยายการใช้นิวเคลียร์, ค่าใช้จ่ายสูงของโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์, การก่อการร้ายนิวเคลียร์และการกำจัดกากกัมมันตรังสี[58]. ในช่วงต้น 1970S, มีการประท้วงขนาดใหญ่ที่เกี่ยวกับโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่ถูกนำเสนอใน Wyhl, เยอรมนี. โครงการถูกยกเลิกไปในปี 1975 และการประสบความสำเร็จในการต่อต้านนิวเคลียร์ที่ Wyhl เป็นแรงบันดาลใจให้มีการคัดค้านพลังงานนิวเคลียร์ในส่วนอื่นๆของยุโรปและอเมริกาเหนือ[59][60]. เมื่อกลางปี 1970s การเคลื่อนไหวต่อต้านนิวเคลียร์ได้ทำเกินกว่าการประท้วงและการเมืองในประเทศเพื่อให้ได้รับความสนใจและมีอิทธิพลมากขึ้น, และพลังงานนิวเคลียร์กลายเป็นประเด็นของการประท้วงของประชาชนที่สำคัญ[61]. แม้ว่าจะไม่มีองค์กรประสานงานเป็นหนึ่งเดียว, และไม่ได้มีเป้าหมายที่แน่นอน, ความพยายามของการเคลื่อนไหวไ​​ด้รับการความสนใจอย่างมาก[62]. ในบางประเทศ ความขัดแย้งเรื่องไฟฟ้​​านิวเคลียร์ "ได้มาถึงความรุนแรงที่ไม่เคยมีมาก่อนในประวัติศาสตร์ของการถกเถียงทางเทคโนโลยี"[63]. แคสเซิลบราโว
แคสเซิลบราโว () เป็นสมญานามของระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์หรือระเบิดไฮโดรเจนแบบเชื้อเพลิงแห้งลูกแรกของสหรัฐอเมริกา ระเบิดเมื่อวันที่ 1 มีนาคม 1954 ณ บิกีนีอะทอลล์, หมู่เกาะมาร์แชลล์ เป็นการทดลองการระเบิดครั้งแรกใน "แคสเซิลบราโว" ยังเป็นระเบิดนิวเคลียร์ที่ทรงอานุภาพที่สุดเท่าที่สหรัฐอเมริกาเคยใช้งาน โดยมีแรงระเบิดเทียบเท่ากับระเบิดทีเอ็นที 15 เมกะตัน (มีขนาดเพียงหนึ่งในสามของระเบิดนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการระเบิดมา) เกินจากที่คาดไว้ที่ 4 ถึง 6 เมกะตันอย่างมาก ทำให้เกิดการปนเปื้อนจากกัมมันตภาพตรังสีรุนแรงที่สุดเท่าที่สหรัฐอเมริกาเคยก่อ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย (English: Research Reactor) ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง (English: Power Reactor) ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก พลังงานนิวเคลียร์
ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิ ที่ญี่ปุ่นในปี 2011, ที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบมาจาก Generation II ปี 1960 ตัวหนึ่ง, ย้ำเตือนให้ทำการตรวจสอบใหม่ในความปลอดภัยของนิวเคลียร์และนโยบายพลังงานนิวเคลียร์ในหลายประเทศ[22]. เยอรมนีตัดสินใจที่จะปิดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทั้งหมดของประเทศภายในปี 2022 และอิตาลีได้สั่งห้ามสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์[22]. หลัง Fukushima, ในปี 2011 สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ลดการประมาณการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ที่จะสร้างขึ้นจนถึงปี 2035 ลงครึ่งหนึ่ง[23][24]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
คณะกรรมการนโยบายพลังงานแห่งชาติ ได้บรรจุในแผนพัฒนากำลังผลิตไฟฟ้า โดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ กำหนดให้มีโรงไฟฟ้าในปี พ.ศ. 2563-2564 รวมกำลังผลิต 4,000 เมกะวัตต์ หรือจะเท่ากับปริมาณโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 4 โรงนั้น ระยะเวลาการก่อสร้างต่อโรงอยู่ที่ประมาณ 6-7 ปี [98] พลังงานนิวเคลียร์
แต่ในปี 1938 นักเคมีเยอรมันอ็อตโต ฮาห์น[29] และฟริตซ์ Strassmann พร้อมกับนักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย ลีซ ไมต์เนอ[30] และหลานชายของไมต์เนอร์, อ็อตโต โรเบิร์ต Frisch[31] ดำเนินการทดลองกับผลิตภัณฑ์ของยูเรเนียมที่ถูกรุมยิงด้วยนิวตรอน, เพื่อเป็นวิธีการตรวจสอบไกลออกไปของสิ่งที่ Fermi อ้างถึง. พวกเขาเชื่อว่านิวตรอนค่อนข้างเล็กได้แยกนิวเคลียสของอะตอมยูเรเนียมขนาดใหญ่ออกเป็นสองชิ้นที่เท่ากันอย่างหยาบๆ, ที่ขัดแย้งกับ Fermi[28]. สิ่งนี่เป็นผลที่น่าแปลกใจอย่างยิ่ง: รูปแบบอื่นๆทั้งหมดของการสลายตัวของนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเล็กๆเท่านั้นกับมวลของนิวเคลียส, ในขณะที่กระบวนนี้ - ถูกขนานนามว่า "ฟิชชัน" เมื่ออ้างอิงถึงทางชีววิทยา - เกี่ยวข้องกับการแตกออกที่สมบูรณ์ของนิวเคลียส. นักวิทยาศาสตร์จำนวนมาก, รวมถึง Leó Szilárd, ที่เป็นหนึ่งในคนแรก, ที่ยอมรับว่าถ้าปฏิกิริยาฟิชชันปล่อยนิวตรอนเพิ่มเติม, ปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่อย่างยั่งยืนด้วยตนเองได้เกิดขึ้น. ทันทีที่การทดลองได้รับการยืนยันและประกาศออกไปโดย Frédéric Joliot-Curie ในปี 1939, นักวิทยาศาสตร์ในหลายประเทศ (รวมทั้งสหรัฐอเมริกา, สหราชอาณาจักร, ฝรั่งเศส, เยอรมนี, และสหภาพโซเวียต) เรียกร้องรัฐบาลของพวกเขาเพื่อให้การสนับสนุนการวิจัยนิวเคลียร์ฟิชชัน, แค่บนยอดของสงครามโลกครั้งที่สอง, เพื่อการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์[32]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่มีหลายสิ่งที่อาจผิดพลาดได้ทุกเมื่อ เมื่อเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979 ความผิดพลาดอื่นๆในโลกนิวเคลียร์ก็เริ่มขึ้น ความผิดพลาดอันหนึ่งก็นำไปสู่​​ความผิดพลาดอีกอันหนึ่ง แล้วเกิดขึ้นต่อๆกันไปเรื่อยๆ จนกระทั่งแกนของตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเริ่มที่จะละลาย และแม้แต่วิศวกรนิวเคลียร์ที่ผ่านการฝึกอบรมมากที่สุดของโลกก็ไม่รู้วิธีการตอบสนอง อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นข้อบกพร่องอย่างร้ายแรงในระบบที่ถูกสร้างขึ้นมาให้ปกป้องสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชน[24] ผลกระทบฮอลล์
ผลกระทบฮอลล์ถูกค้นพบในปี 1879 โดยนายเอ็ดวิน เฮอร์เบิร์ต ฮอลล์ในขณะที่เขากำลังอยู่ระหว่างการศึกษาระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในเมืองบัลติมอร์ รัฐแมรีแลนด์[2] เขาทำการวัดผลกระทบเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ที่เขาใช้ เป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่เกิดขึ้น 18 ปีก่อนการค้นพบอิเล็กตรอนและถูกเผยแพร่ภายใต้ชื่อ "บนกิจกรรมใหม่ของแม่เหล็กที่กระทำบนกระแสไฟฟ้า"[3][4] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ส่วนใหญ่ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่มีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการจากสถานีจ่ายด้านนอกที่แตกต่างกันสองแห่งและอยู่ภายในพื้นที่ที่เป็น switchyard ของโรงงานที่อยู่ห่างกันพอสมควรและสามารถรับกระแสไฟฟ้าจากสายส่งหลายสาย นอกจากนี้ในบางโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบกังหันสามารถให้กำลังไฟกับโหลดบ้านของโรงงานในขณะที่โรงงานต่ออยู่กับหม้อแปลงบริการของสถานีซึ่งต่อพ่วงไฟฟ้ามาจากบัสบาร์เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก่อนที่จะถึง step-up transformer (โรงงานเหล่านี้ยังมีหม้อแปลงไฟฟ้าบริการของสถานีที่รับพลังงานนอกสถานที่โดยตรงจาก switchyard) แม้จะมีความซ้ำซ้อนของแหล่งพลังงานสองแหล่ง การสูญเสียพลังงานนอกสถานที่โดยรวมยังคงเป็นไปได้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีการติดตั้งระบบไฟฉุกเฉินเพื่อรักษาความปลอดภัยในกรณีที่มีการปิดหน่วยและการขาดหายของพลังงานนอกสถานที่ แบตเตอรี่ให้พลังงานสำรองกับเครื่องมือและระบบการควบคุมและวาล์วทั้งหลาย เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินให้ไฟ AC โดยตรงในการชาร์จแบตเตอรี่และเพื่อให้กำลังไฟกับระบบที่ต้องใช้ไฟ AC เช่นมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนปั๊ม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลฉุกเฉินไม่ได้กำลังไฟให้กับทุกระบบในโรงงาน เฉพาะระบบที่จำเป็นต้องปิดเครื่องปฏิกรณ์ลงอย่างปลอดภัย เอาความร้อนจากการสลายตัวของเครื่องปฏิกรณ์ออก ระบายความร้อนที่แกนในกรณีฉุกเฉิน, และในโรงงานบางชนิดใช้สำหรับระบายความร้อนในบ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว (English: spent fuel pool) ปั๊มผลิตกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เช่นปั๊มจ่ายน้ำหลัก คอนเดนเสท น้ำหมุนเวียน และ (ในเครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง) ปั๊มตัวหล่อเย็นของเตาปฏิกรณ์ไม่ได้รับการสำรองจากเครื่องยนต์ดีเซล เออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์
เออร์เนสต์ ออร์แลนโด ลอว์เรนซ์ () เป็นผู้บุกเบิกศาสตร์นิวเคลียร์ชาวอเมริกัน และเป็นผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปีค.ศ. 1939 จากการคิดค้นเครื่องเร่งอนุภาคชนิดไซโคลตรอน (Cyclotron) และยังเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนร่วมในโครงการแมนฮัตตัน และยังเป็นผู้ก่อตั้งห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ ตลอดจนห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ลิเวอร์มอร์ ชื่อของเขายังถูกนำไปตั้งให้กับธาตุสังเคราะห์ลำดับที่ 103 นามว่าลอว์เรนเซียม ซึ่งค้นพบในปี 1961 โดยห้องปฏิบัติการที่เบิร์กลีย์ พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนกุมภาพันธ์ปี 2012, คณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติการก่อสร้างเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมสองเครื่องที่โรงไฟฟ้า Vogtle, เครื่องปฏิกรณ์เครื่องแรกที่จะได้รับการอนุมัติในกว่า 30 ปีนับตั้งแต่เกิดอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์[268] แต่ประธานของ NRC, เกรกอรี่ Jaczko, ออกเสียงที่ไม่เห็นด้วยโดยอ้างถึงความกังวลด้านความปลอดภัยอันเนื่องมาจากภัยพิบัตินิวเคลียร์ Fukushima ปี 2011 ที่ญี่ปุ่น และพูดว่า "ฉันไม่สามารถสนับสนุนการออกใบอนุญาตนี้เหมือนกับว่า Fukushima ไม่เคยเกิดขึ้น"[19]. หนึ่งสัปดาห์หลังจากโรงงานด้านใต้ได้รับใบอนุญาตเพื่อเริ่มต้นก่อสร้างที่สำคัญในสองเครื่องปฏิกรณ์ใหม่, กลุ่มสิ่งแวดล้อมและต่อต้านนิวเคลียร์นับสิบจะฟ้องร้องให้หยุดโครงการขยายโรงงาน V​​ogtle, กล่าวหาว่า "เป็นปัญหาความปลอดภัยของประชาชนและสิ่งแวดล้อมเนื่องจากอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ Fukushima Daiichi ของญี่ปุ่นยังไม่ได้ถูกนำขึ้นมาพิจารณา"[269]. ประเทศนาอูรู
ในปี ค.ศ. 1900 อัลเบิร์ต ฟูลเลอร์ เอลลิส นักสำรวจแร่ได้ค้นพบแหล่งแร่ฟอสเฟตในนาอูรู[9] จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 1906 บริษัทแปซิฟิกฟอสเฟตได้ทำข้อตกลงกับรัฐบาลของเยอรมนีในการเริ่มต้นทำกิจกรรมเหมืองแร่ฟอสเฟต โดยเริ่มการส่งออกฟอสเฟตไปขายยังต่างประเทศในปี ค.ศ. 1907[13] เมื่อเกิดสงครามโลกครั้งที่ 1ในปี ค.ศ. 1914 กองทัพออสเตรเลียได้ส่งกองกำลังเข้ายึดครองนาอูรู จนกระทั่งถึงปี ค.ศ. 1919 ออสเตรเลีย นิวซีแลนด์และสหราชอาณาจักรได้ลงนามในข้อตกลงนาอูรู ซึ่งมีผลให้เกิดการสถาปนาคณะกรรมาธิการฟอสเฟตของอังกฤษ (British Phosphate Commission - BPC) โดยคณะกรรมาธิการนี้มีสิทธิ์ในการประกอบกิจการเหมืองฟอสเฟตในนาอูรู[14] พลังงานนิวเคลียร์
ตามที่สมาคมนิวเคลียร์โลก, ทั่วโลกในช่วงปี 1980s เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใหม่หนึ่งตัวเริ่มก่อสร้างขึ้นทุก 17 วันโดยเฉลี่ย, และในปี 2015 อัตรานี้อาจเพิ่มขึ้นเป็นหนึ่งต้วในทุกๆ 5 วัน[260]. เมื่อปี 2007 เครื่อง Watts Bar 1 ในเทนเนสซี, ซึ่งเริ่มออนไลน์ในวันที่ 7 กุมภาพันธ์ปี 1996, เป็นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของสหรัฐในเชิงพาณิชย์ตัวสุดท้ายที่ออนไลน์. เรื่องนี้มักจะถูกยกมาเป็นหลักฐานของการรณรงค์ทั่วโลกที่ประสบความสำเร็จสำหรับการใช้พลังงานนิวเคลียร์ที่หยุดทำการ[261]. การขาดแคลนไฟฟ้า, ราคาเชื้อเพลิงฟอสซิลที่เพิ่มขึ้น, ภาวะโลกร้อน, และการปล่อยโลหะหนักจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล, เทคโนโลยีใหม่ ๆ เช่นโรงงานที่ปลอดภัยอย่างพาสซีฟ, และความมั่นคงด้านพลังงานของประเทศอาจต่ออายุความต้องการสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
en:List of nuclear reactors en:List of United States Naval reactors en:List of small nuclear reactor designs en:Nuclear marine propulsion en:Neutron transport en:Nuclear power by country en:One Less Nuclear Power Plant en:Radioisotope thermoelectric generator en:Safety engineering en:Sayonara Nuclear Power Plants en:Small modular reactor en:Thorium-based nuclear power en:World Nuclear Industry Status Report เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบถังกรวด โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การออกแบบสำหรับโรงงานที่ตั้งอยู่ในโซนที่ยังมีการสั่นไหวของพื้นโลกอยู่ยังต้องพิจารณาความเสี่ยงของการเกิดแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิด้วย. ญี่ปุ่น, อินเดีย, จีนและสหรัฐอเมริกาอยู่ในกลุ่มประเทศที่มีโรงงานอยู่ในภูมิภาคที่มีแนวโน้มของแผ่นดินไหว. ความเสียหายที่เกิดกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki-Kariwa ของญี่ปุ่นในปี 2007 ระหว่างการเกิดแผ่นดินไหวนอกชายฝั่ง Chuetsu[41][42] ได้ขีดเส้นใต้แสดงความกังวลโดยผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวของประเทศญี่ปุ่นก่อนที่จะเกิดอุบัติเหตุฟูกูชิม่า, เป็นผู้ที่เตือนสิ่งที่เรียกว่า genpatsu-shinsai (ผลกระทบแบบโดมิโนของภัยพิบัติแผ่นดินไหวสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์)[43]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง () เป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ซึ่งตั้งอยู่ในตำบลโอกูมะ อำเภอฟูตาบะ จังหวัดฟูกูชิมะ ประเทศญี่ปุ่น โดยมีเครื่องปฏิกรณ์สำหรับผลิตไฟฟ้าหกหน่วย รวมกำลัง 4.7 กิกะวัตต์ โรงไฟฟ้าแห่งนี้เป็นหนึ่งใน 15 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดใหญ่ที่สุดในโลก และเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกซึ่งได้รับการก่อสร้างและบริหารจัดการทั้งหมดโดยบริษัทพลังงานไฟฟ้าโตเกียว (TEPCO)  พลังงานนิวเคลียร์
ในปีพุทธศักราช 2496 ประธานาธิบดีแห่งสหรัฐอเมริกา ได้ประกาศริเริ่มดำเนินโครงการ "ปรมาณูเพื่อสันติ" ขึ้น และในอีกสองปีต่อมา สหประชาชาติได้จัดให้มีการประชุมขึ้นที่กรุงเจนีวา มีนักวิทยาศาสตร์กว่า 4,000 คน จาก 73 ชาติ ได้เข้าร่วมประชุมและพิจารณาถึงการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในทางสันติ เพื่อแสดงให้ชาวโลกทราบว่า พลังงานนิวเคลียร์ที่ใครๆ เห็นว่าเป็นมหันตภัยร้ายแรงสำหรับมนุษย์นั้น อยู่ในวิสัยที่อาจจะควบคุม และนำมาใช้เป็นประโยชน์ได้เช่นกัน และโครงการนี้ได้กระตุ้นให้ประเทศต่าง ๆ ทั่วโลกก่อตั้งสถาบันวิจัยและพัฒนาด้านพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นในประเทศของตน เพื่อนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ในทางสันติ และช่วยการพัฒนาประเทศในด้านต่าง ๆ พลังงานนิวเคลียร์
การผลิตต่อปีของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีแนวโน้มลดลงเล็กน้อยตั้งแต่ปี 2007, ลดลง 1.8% ในปี 2009 ลงมาที่ 2558 TWh หรือเพียง 13-14% ของความต้องการไฟฟ้าของโลก[89]. ปัจจัยหนึ่งในการลดลงของพลังงานนิวเคลียร์ตั้งแต่ปี 2007 คือเนื่องจากการปิดเป็นเวลานานของเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki - Kariwa ในประเทศญี่ปุ่นหลังจากแผ่นดินไหวที่ นีงะตะ-Chuetsu-โอกิ.Kashiwazaki - Kariwa[89]. พลังงานนิวเคลียร์
ในประเทศที่มีพลังงานนิวเคลียร์, กากกัมมันตรังสีประกอบด้วยของเสียที่เป็นพิษน้อยกว่า 1% ของของเสียที่เป็นพิษในภาคอุตสาหกรรมโดยรวม, ซึ่งส่วนมากยังคงเป็นอันตรายเป็นเวลานาน[134]. โดยรวมแล้ว พลังงานนิวเคลียร์ผลิตวัสดุของเสียน้อยโดยปริมาตรกว่าโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิล[135]. โดยเฉพาะโรงไฟฟ้าที่เผาถ่านหินมีข้อสังเกตในการผลิตเถ้าที่เป็นพิษและกัมมันตภาพรังสีอย่างอ่อนจำนวนมาก เนื่องจากถ่านหินมีการสะสมทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นในโลหะและวัสดุกัมมันตรังสีอย่างอ่อน[136]. รายงานในปี 2008 จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge สรุปได้ว่า ไฟฟ้าจากถ่านหินจริงๆแล้วจะส่งผลให้กัมมันตภาพรังสีถูกปล่อยออกมาในสภาพแวดล้อมมากกว่าการดำเนินงานของพลังงานนิวเคลียร์, และว่าค่าของยาที่มีผลกระทบต่อประชากรเทียบเท่า หรือปริมาณยาที่ให้กับประชาชนจากการแผ่รังสีจากโรงไฟฟ้าถ่านหินจะเป็น 100 เท่าของการดำเนินการของโรงงานนิวเคลียร์ในอุดมคติ[137]. อันที่จริง เถ้าถ่านหินมีกัมมันตรังสีน้อยกว่าเชื้อเพลิงใช้แล้วมากเมื่อเทียบน้ำหนักที่เท่ากัน, แต่เถ้าถ่านหินถูกผลิตในปริมาณที่มากกว่าต่อหน่วยของ พลังงานที่สร้างขึ้น, และเถ้าเหล่านี้ถูกปล่อยออกโดยตรงในสภาพแวดล้อมเป็นเถ้าลอยในอากาศ, ในขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใช้สิ่งป้องกันเพื่อปกป้องสิ่งแวดล้อมจากสารกัมมันตรังสี, เช่น ภาชนะเก็บถังแห้ง[138]. อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์ () เป็นการหลอมละลายทางนิวเคลียร์บางส่วนที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 28 มีนาคม ค.ศ. 1979 ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หนึ่งในสองเครื่องของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกาะทรีไมล์ ที่ตั้งอยู่บนเกาะกลางแม่น้ำซัสควีฮานนา ดาวฟินเคาน์ตี ใกล้เมืองแฮริสเบิร์ก เมืองหลวงของรัฐเพนซิลเวเนีย สหรัฐอเมริกา อุบัติเหตุครั้งนี้ร้ายแรงที่สุดในประวัติศาสตร์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้ในทางพานิชย์ของสหรัฐ และได้รับการจัดความรุนแรงไว้ที่ระดับ 5 จาก 7 ตามมาตราระหว่างประเทศว่าด้วยเหตุการณ์ทางนิวเคลียร์ (INES) แปลว่า อุบัติเหตุนี้'มีผลกระทบในวงกว้างมาก' โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแปลงพลังงานจลน์ที่เกิดจากกังหันให้เป็นพลังงานไฟฟ้า. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า AC แบบซิงโครนัสที่มีอัตรากำลังสูงจะถูกนำมาใช้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในเดือนพฤศจิกายน 2011 กัลฟ์เพาเวอร์ระบุว่าเมื่อสิ้นปี 2012 บริษัทหวังว่าจะเสร็จสิ้นการซื้อที่ดิน 4000 เอเคอร์ทางตอนเหนือของ Pensacola, ฟลอริด้าเพื่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ให้เป็นไปได้[95]. พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุโรงไฟฟ้านิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุเชอร์โนบิล (1986) ที่มีประมาณ 60 คนเสียชีวิตจากอุบัติเหตุและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 4000 ถึง 25,000 คนจากโรคมะเร็งที่ซ่อนเร้นในภายหลัง. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าไดอิจิ (2011) ยังไม่ได้ก่อให้เกิดการเสียชีวิตใดๆที่เกี่ยวข้องกับการกระจายของรังสีและคาดว่าในที่สุดแล้วจะมีผู้เสียชีวิตทั้งหมดตั้งแต่ 0-1000 คน, และอุบัติเหตุที่เกาะสามไมล์ไอส์แลนด์ (1979) ไม่มีผู้เสียชีวิตจากสาเหตุการเกิดโรคมะเร็งหรืออย่างอื่นจากการติดตามการศึกษาของอุบัติเหตุครั้งนี้[50]. อุบัติเหตุที่เกิดกับเรือดำน้ำขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์รวมถึงอุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-19 (1961)[48], อุบัติเหตุที่เกิดกับเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K-27(1968)[49], อุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์เรือดำน้ำโซเวียต K- 431(1985)[50]. การวิจัยระหว่างประเทศได้ทำอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงด้านความปลอดภัยเช่นโรงงานที่ปลอดภัยแบบพาสซีฟ[162] และความเป็นไปได้ในการใช้งานในอนาคตของนิวเคลียร์ฟิวชัน. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกใช้เป็นประจำในโหมด'ตามโหลด'ในขนาดที่ใหญ่ในประเทศฝรั่งเศส, แม้ว่า "มันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่านี่ไม่ใช่สถานการณ์ทางเศรษฐกิจที่เหมาะสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์"[87]. หน่วย A ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Biblis ของเยอรมันถูกออกแบบมาเพื่อให้มี-และลดการส่งออกพลังงานที่ 15% ต่อนาทีระหว่าง 40 และ 100% ของพลังงานโดยประมาณของมัน[88]. เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดปกติมีความสามารถแบบ'ตามโหลด', ดำเนินการโดยการเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำหมุนเวียน. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ณ เดือนกันยายน 2011, ญี่ปุ่นวางแผนที่จะสร้างฟาร์มลมลอยนอกชายฝั่งนำร่อง ด้วยกังหันขนาด 2 เมกะวัตต์หกตัวนอกชายฝั่งฟุกุชิมะ ตัวแรกเริ่มดำเนินงานในเดือนพฤศจิกายน 2013 หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนการประเมินในปี 2016, "ญี่ปุ่นมีแผนจะสร้างมากถึง 80 กังหันลมลอยนอกฝั่งฟุกุชิมะภายในปี 2020" ในปี 2012 นายกรัฐมนตรีกานกล่าวว่า ภัยพิบัติทำให้เขามีความชัดเจนว่า "ญี่ปุ่นจำเป็นต้องลดการพึ่งพาพลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งจัดส่ง 30% ของการผลิตไฟฟ้าก่อนเกิดวิกฤตเศรษฐกิจ และได้เปลี่ยนเขาให้ศรัทธาต่อพลังงานหมุนเวียน" ยอดขายแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศญี่ปุ่นเพิ่มขึ้น 30.7% เป็น 1,296 เมกะวัตต์ในปี 2011 จากความช่วยเหลือของรัฐบาลในโครงการส่งเสริมการใช้พลังงานหมุนเวียน พลังงานแสงอาทิตย์แคนาดาได้รับเงินทุนสำหรับแผนในการสร้างโรงงานในประเทศญี่ปุ่นด้วยความจุ 150 เมกะวัตต์กำหนดจะเริ่มการผลิตในปี 2014 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบพกพาเครื่องแรกคือ "Alco PM-2A" ใช้ในการสร้างพลังงานไฟฟ้า (2 เมกะวัตต์) ใน Camp Century ในปี 1960[20]. พลังงานนิวเคลียร์
ในช่วงต้นเดือนเมษายน 2011, นักวิเคราะห์ของธนาคารเพื่อการลงทุนยูบีเอสที่มีฐานอยู่ในสวิสกล่าวว่า "ที่ Fukushima, เครื่องปฏิกรณ์สี่เครื่องไม่สามารถควบคุมได้อยู่หลายสัปดาห์, ทำให้เกิดความสงสัยว่าเศรษฐกิจแม้ว่าจะก้าวหน้าจะสามารถควบคุมความปลอดภัยในนิวเคลียร์ได้หรือไม่ .... เราเชื่อว่าอุบัติเหตุที่ Fukushima ร้ายแรงที่สุดเท่าที่เคยมีสำหรับความน่าเชื่อถือของพลังงานนิวเคลียร์"[263]. พลังงานนิวเคลียร์
พร้อมกับแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนอื่นๆ, พลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีผลผลิตคาร์บอนที่ต่ำ, จากการวิเคราะห์ในเอกสารเกี่ยวกับวงจรชีวิตของความเข้มของการปล่อยคาร์บอนโดยรวมพบว่ามันก็คล้ายกับแหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆเมื่อมีการเปรียบเทียบของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (English: greenhouse gas (GHG))ต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น.[82] ​​ด้วยการแปลความหมายนี้, จากจุดเริ่มต้นของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ในเชิงพาณิชย์ในปี 1970, ได้มีการป้องกันไม่ให้เกิดการปล่อยก๊าซประมาณ 64 gigatonnes ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าก๊าซเรือนกระจก (GtCO2-eq) (ก๊าซที่จะเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนที่สร้างพลังงานไฟฟ้าขนาดเดียวกัน).[83] ภัยพิบัติเชียร์โนบีล
ภัยพิบัติเริ่มในช่วงการทดสอบระบบในวันเสาร์ที่ 26 เมษายน 1986 ที่เครื่องปฏิกรณ์หมายเลขสี่ของโรงไฟฟ้าเชียร์โนบีล มีพลังงานกระชาก (English: power surge) ที่ฉับพลันและไม่คาดคิด และเมื่อมีความพยายามที่จะปิดแบบฉุกเฉิน พลังงานกระชากขนาดที่ใหญ่กว่ามากก็เกิดขึ้นในส่วนของพลังงานส่งออก ซึ่งนำไปสู่​​การแตกของ'อ่างปฏิกรณ์' (English: reactor vessel) และการระเบิดเป็นชุดของไอน้ำ เหตุการณ์เหล่านี้เปิดให้ตัวหน่วงปฏิกิริยานิวตรอนที่ทำด้วยกราไฟท์ (English: graphite neutron moderator) ของเครื่องปฏิกรณ์ได้สัมผัสกับอากาศ ก่อให้เกิดการลุกไหม้.[5] ไฟที่ไหม้ส่งกลุ่มฝุ่น (English: fallout) ที่มีกัมมันตรังสีสูงออกสู่ชั้นบรรยากาศและทั่วพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่กว้างขวาง รวมทั้งเมือง Pripyat กลุ่มฝุ่นกัมมันตรังสีลอยเหนือส่วนใหญ่ของภาคตะวันตกของสหภาพโซเวียตและยุโรป จากปี 1986-2000 ประชาชน 350,400 คนได้รับคำสั่งให้อพยพไปตั้งถิ่นฐานใหม่ออกจากพื้นที่ส่วนใหญ่ที่ปนเปื้อนอย่างรุนแรงของเบลารุส รัสเซียและยูเครน[6][7] ตามข้อมูลอย่างเป็นทางการของโซเวียตช่วงหลังจากสลายตัว[8][9] ประมาณ 60% ของกลุ่มฝุ่นกัมมันตรังสีตกลงในเบลารุส แบบจำลองชั้นพลังงานของนิวเคลียส
ในการศึกษาฟิสิกส์นิวเคลียร์และเคมีนิวเคลียร์ แบบจำลองชั้นพลังงานของนิวเคลียส คือแบบจำลองของนิวเคลียสอะตอมที่อาศัยหลักการกีดกันของเพาลีเพื่ออธิบายโครงสร้างของนิวเคลียสในรูปของระดับพลังงาน แบบจำลองชั้นพลังงานชุดแรกเสนอขึ้นโดย ดมิทรี อิวาเนนโก (ร่วมกับ E.Gapon) เมื่อปี ค.ศ. 1932 ต่อมามีการพัฒนาแบบจำลองนี้ในปี 1949 โดยเป็นงานวิจัยอิสระของนักฟิสิกส์หลายคน ที่สำคัญได้แก่ ยูจีน พอล วิกเนอร์, Maria Goeppert-Mayer และ J. Hans D. Jensen ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ร่วมกันในปี ค.ศ. 1963 ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์รุ่น 2G ที่ตั้งอยู่ในพื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมหรือสึนามิ ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สำรอง 3 วัน + ได้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมอย่างเป็นทางการ การเปลี่ยนแปลงอีกอย่างก็คือการทำให้แข็งแรงขึ้นของสถ​​านที่ห้องพักเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสำรองด้วยประตูและ heat sinks ที่กันน้ำแน่นหนาและทนต่อแรงระเบิด คล้ายกับที่ใช้ในเรือดำน้ำนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ที่ดำเนินงานมาเก่าแก่ที่สุดในโลกชื่อ Beznau ซึ่งมีการดำเนินงานมาตั้งแต่ปี 1969 มีอาคารแข็งแรงแบบ 'Notstand' ที่ ออกแบบมาเพื่อสนับสนุนทั้งหมดของระบบอย่างเป็นอิสระเป็นเวลา 72 ชั่วโมงในกรณีที่เกิดแผ่นดินไหวหรือน้ำท่วมรุนแรง ระบบนี้ถูกสร้างขึ้นก่อนฟุกุชิมะไดอิจิ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือบางส่วนของระบบพลังงานที่ทันสมัยและซับซ้อนที่สุดเท่าที่เคยออกแบบ[23]. ระบบที่ซับซ้อนใดๆ ไม่ว่าจะถูกออกแบบและถูกสรรสร้างได้ดีสักเพียงไร ก็ไม่สามารถจะบอกได้ว่ามันจะไม่มีความล้มเหลว[22] นักข่าวและนักประพันธ์อาวุโส สเตฟานี Cooke แย้งว่า: เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่
ความคิดเห็นอิสระไม่ค่อยแสดงให้เห็นว่าโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์มีความจำเป็นต้องมีราคาแพงมาก แต่กลุ่มต่อต้านนิวเคลียร์ทำการผลิตรายงานบ่อยที่บอกว่าค่าใช้จ่ายของการใช้พลังงานนิวเคลียร์จะสูงอย่างจำกัด แม้จะมีความจริงที่ว่าค่าใช้จ่ายในการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ในฝรั่งเศสจะเป็นประมาณครึ่งหนึ่งของที่ใช้ในประเทศเยอรมนีและเดนมาร์ก ในออนตาริโอ ไฟฟ้าจากพลังน้ำ () และจากนิวเคลียร์มีค่าใช้จ่ายทิ้งห่างในการผลิตที่ถูกที่สุดที่ 4.3c/kWh และ 5.9c/kWh ตามลำดับในขณะที่ค่าใช้จ่ายพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาสูงถึง 50.4c/kWh ค่าใช้จ่ายของพลังงานนิวเคลียร์ยังต้องมีการเปรียบเทียบกับของทางเลือก ถ้ามันพิสูจน์ว่ามันเป็นไปได้ที่จะย้ายไปสู่​​เศรษฐกิจคาร์บอน ชุมชนจะต้องตอบสนองต่อค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนแหล่งพลังงาน หลายประเทศรวมทั้งรัสเซีย, เกาหลีใต้, อินเดีย, และจีนได้ทำอย่างต่อเนื่องที่จะไล่ตามการสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ ทั่วโลก ณ เดือนมกราคมปี 2015 มีโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ 71 โรงอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน 15 ประเทศ อ้างอิงตาม IAEA จีนมี 25 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ระหว่างการก่อสร้างและมีแผนที่จะสร้างมากขึ้น อย่างไรก็ตาม อ้างอิงถึงหน่วยวิจัยของรัฐบาล จีนต้องไม่สร้าง "เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์มากเกินไปอย่างเร็วเกินไป" เพื่อหลีกเลี่ยงการขาดแคลนเชื้อเพลิง อีกทั้งอุปกรณ์และคนงานโรงงานที่มีคุณภาพ ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 มีการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเพิ่มเติมสำหรับหน่วย 2 และ 4 อีกสามเครื่อง วางไว้ในอาคารใหม่ที่อยู่สูงกว่าบนเนินเขา เพื่อให้สอดคล้องกับข้อบังคับในกฎระเบียบใหม่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้สามารถเข้าถึงได้จากทั้งหกหน่วยปฏิกรณ์ แต่สถานีสลับสายที่ส่งไฟฟ้​​าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองเหล่านี้ไปยังระบบทำความเย็นของเครื่องปฏิกรณ์หน่วยที่ 1 ถึง 5 ยังอยู่ในอาคารกังหันที่มีการป้องกันน้ำท่วมที่ไม่ดี เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งสามเครื่องที่เพิ่มขึ้นในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 ยังสามารถทำงานได้หลังจากคลื่นสึนามิ ถ้าสถานีสลับสายมีการย้ายไปอยู่ภายในอาคารเตาปฏิกรณ์หรือไปยังสถานที่อื่น ๆ ที่น้ำไม่ท่วม กระแสไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ก็จะสามารถจ่ายให้กับระบบระบายความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องทำงานเต็มกำลัง ดังนั้นเมื่อคลื่นซัดเข้ามา เพลาข้อเหวี่ยงจึงแตกและระบบพังทลาย เพลาข้อเหวี่ยงที่เปราะเหล่านี้ยังถูกใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ของอังกฤษอีกด้วย โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เศรษฐศาสตร์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่เป็นเรื่องความขัดแย้ง, และการลงทุนหลายพันล้านดอลลาร์นั่งอยู่บนทางเลือกของแหล่งพลังงาน. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มักจะมีค่าใช้จ่ายในการลงทุนสูง, แต่ค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงโดยตรงต่ำ, กับค่าใช้จ่ายของการสกัดเชื้อเพลิง, กระบวนการ, การใช้งานและค่าใช้จ่ายในการเก็บรักษาเชื้อเพลิงใช้แล้ว. ดังนั้น การเปรียบเทียบกับวิธีการผลิตไฟฟ้าอื่นๆจะขึ้นอยู่กับสมมติฐานเกี่ยวกับระยะเวลาการก่อสร้างและการจัดหาเงินลงทุนสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. การประมาณการค่าใช้จ่ายจะต้องนำค่าใช้จ่ายในการรื้อถอนและการเก็บรักษากากนิวเคลียร์หรือค่าใช้จ่ายโรงงานรีไซเคิลเข้ามาคิดด้วยถ้าสร้างในสหรัฐอเมริกาเนื่องจาก'พระราชบัญญัติด้านราคา Anderson'. กับความคาดหวังว่าทั้งหมดของเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใช้แล้ว/"กากนิวเคลียร์"อาจมีศักยภาพในการนำกลับมาใช้ใหม่โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต,เครื่องปฏิกรณ์ generation IV, ที่กำลังออกแบบมาเพื่อปิดวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้อย่างสมบูรณ์. พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
โรงไฟฟ้าประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์แบบน้ำเดือด () 6 เครื่องแยกจากกัน ซึ่งแต่เดิมได้รับการออกแบบโดยบริษัท General Electric (GE) และได้รับการบำรุงรักษาโดยบริษัท Tokyo Electric Power Company (TEPCO) ขณะที่เกิดแผ่นดินไหวขึ้นนั้น เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 5 และ 6 ถูกดับเครื่อง () เพื่อเตรียมการเติมเชื้อเพลิง อย่างไรก็ตาม บ่อเชื้อเพลิงใช้แล้ว () ของเครื่องปฏิกรณ์เหล่านั้นยังต้องการหล่อเย็น ทันทีหลังจากการเกิดแผ่นดินไหว ไฟฟ้าที่ผลิตจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ 1, 2 และ 3 เริ่มกระบวนการชัตดาวน์ปฏิกิริยาฟิชชั่นที่ยั่งยืนของพวกมันโดยอัตโนมัติ โดยการเสียบแท่งควบคุม () ตามขั้นตอนที่เรียกว่า SCRAM (Safety Control Rods Activator Mechanism)) ขบวนการนี้เป็น "การปลอดภัยไว้ก่อน" ที่ได้รับฉันทานุมัติตามกฎหมายซึ่งจะหยุด "สภาวะการทำงานปกติ" ของเครืองปฏิกรณ์ หลังจากนั้น เครื่องปฏิกรณ์จะไม่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าเพื่อขับปั้มสารหล่อเย็นของตัวมันเอง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉินจะเริ่มผลิตพลังงานไฟฟ้าตามที่ออกแบบไว้เพื่อจ่ายให้ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์และสารหล่อเย็น ทุกระบบทำงานได้ดีจนกระทั่งคลื่นสึนามิทำลายเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 1 ถึง 5 เนื่องจากตำแหน่งที่ตั้งของมันอยู่บนพื้นที่ต่ำและไม่ได้ถูกบดจนแข็ง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า 2 ตัวที่ระบายความร้อนให้กับเครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 6 ไม่ได้รับความเสียหายและมีความสามารถเพียงพอที่จะได้รับความกดดันให้ทำงานหล่อเย็นเครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 5 ที่อยู่ใกล้เคียงได้อีกด้วย ซึ่งเป็นการหันเหปัญหาความร้อนสูงเกินที่เครื่องปฏิกรณ์ตัวที่ 4 ที่กำลังทนทุกข์ทรมานอยู่ ทรินิตี
ทรินิตี () เป็นการทดลองอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก โดยสหรัฐอเมริกา ในวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1945 ที่ 35 ไมล์ (56 กม.) ทางตะวันออกเฉียงใต้ของเมืองโซคอร์โร (Socorro) รัฐนิวเม็กซิโก ที่สถานทดสอบทรายขาว (White Sands Proving Ground) กองบัญชาการใกล้กับอัลลาโมกอร์โด (Alamogordo) รัฐนิวเม็กซิโก การทดสอบทรินนิทีใช้อุปกรณ์แบบพลูโทเนียมระเบิดอยู่ภายใน เหมือนกับที่ใช้ในแฟตแมน ซึ่งถูกทิ้งเหนือนะงะซะกิ ประเทศญี่ปุ่น ในวันที่ 9 สิงหาคมปีเดียวกัน ทรินิตีมีแรงระเบิดประมาณ 20 กิโลตันทีเอ็นที ภัยพิบัติเชียร์โนบีล
โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์เชียร์โนบีลตั้งอยู่ติดกับแม่น้ำ Pripyat ซึ่งป้อนเข้าสู่อ่างเก็บน้ำ Dnieper ซึ่งเป็นหนึ่งในระบบน้ำพื้นผิวที่ใหญ่ที่สุดในยุโรปซึ่งในเวลาหนึ่งจ่ายน้ำให้กับประชาชน 2.4 ล้านคนที่อาศัยอยู่เมืองเคียฟและยังคงอยู่ในภาวะน้ำท่วมในฤดูใบไม้ผลิเมื่ออุบัติเหตุเกิดขึ้น[116]:60 เพราะฉะนั้น การปนเปื้อนของสารกัมมันตรังสีของระบบน้ำจึงกลายเป็นปัญหาใหญ่ในทันทีหลังเกิดอุบัติเหตุ[117] ในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบมากที่สุดของยูเครน ระดับของกัมมันตภาพรังสี (โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากกัมมันตรังสี 131I, 137Cs และ 90Sr) ในน้ำดื่มทำให้เกิดความกังวลในช่วงสัปดาห์หลายและหลายเดือนหลังจากที่เกิดอุบัติเหตุ[117] แม้ว่าอย่างเป็นทางการมันได้ถูกระบุว่าสารปนเปื้อนทั้งหมดได้ตกตะกอนลงไปด้านล่าง "ในขั้นตอนที่ไม่ละลายน้ำ" และจะไม่ละลายในอีก 800-1000 ปี[116]:64 คำแนะนำสำหรับระดับของรังสีในน้ำดื่มถูกยกให้สูงขึ้นชั่วคราวเป็น 3,700 Bq/ลิตร เป็นการยอมให้น้ำส่วนใหญ่ที่จะถูกรายงานว่าปลอดภัย[117] และอีกหนึ่งปีหลังจากที่เกิดอุบัติเหตุมันก็ถูกประกาศว่าแม้แต้น้ำจากบ่อระบายความร้อนของโรงงานเชียร์โนบีลก็อยู่ในบรรทัดฐานที่ยอมรับได้ ทั้งๆที่มีการประกาศดังกล่าว สองเดือนหลังจากที่เกิดภัยพิบัติ แหล่งน้ำประปาเมืองเคียฟถูกเปลี่ยนอย่างกะทันหันจาก Dnieper ไปเป็นแม่น้ำ Desna[116]:64–5 ในเวลาเดียวกัน กับดักตะกอนขนาดใหญ่ถูกสร้างขึ้น พร้อมกับผนังกั้นขนาดใหญ่ใต้ดินลึก 30 เมตรเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำบาดาลจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ถูกทำลายไหลลงไปในแม่น้ำ Pripyat[116]:65–67 อาวุธนิวเคลียร์
นับแต่การทิ้งระเบิดฮิโรชิมาและนางาซากิ อาวุธนิวเคลียร์ถูกจุดระเบิดกว่าสองพันโอกาสเพื่อจุดประสงค์ด้านการทดสอบและสาธิต มีเพียงไม่กี่ชาติที่ครอบครองอาวุธนิวเคลียร์หรือถูกสงสัยว่ากำลังแสวงหาอาวุธนิวเคลียร์ ประเทศที่ทราบว่าเคยจุดระเบิดอาวุธนิวเคลียร์ และได้รับการรับรองว่าครอบครองอาวุธนิวเคีลยร์ คือ สหรัฐอเมริกา สหภาพโซเวียต (รัสเซียเป็นผู้สืบทอดอำนาจนิวเคลียร์) สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส สาธารณรัฐประชาชนจีน อินเดีย ปากีสถาน และเกาหลีเหนือ นอกเหนือจากนี้ อิสราเอลยังถูกเชื่ออย่างกว้างขวางว่าครอบครองอาวุธนิวเคลียร์ แต่ไม่ได้รับการรับรองว่ามี[2][3] รัฐหนึ่ง แอฟริกาใต้ เคยยอมรับว่ามีอาวุธนิวเคลียร์ที่ทำขึ้นก่อนหน้านี้ในอดีต แต่นับแต่นั้นได้แยกประกอบคลังแสงของตนและส่งให้กับผู้คุ้มครองนานาชาติ[4] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เมื่อวันที่ 2 สิงหาคม 1939 Albert Einstein ลงนามในจดหมายถึงประธานาธิบดีโรสเวลต์ (เขียนโดย Szilárd) แนะนำว่าการค้นพบของการฟิชชั่นของยูเรเนียมอาจนำไปสู่​​การพัฒนาของ "ระเบิดที่มีประสิทธิภาพสูงมากของรูปแบบใหม่", เพื่อเป็นแรงผลักดันให้ทำการศึกษาเครื่องปฏิกรณ์และฟิชชั่น. Szilárd และ Einstein รู้กันดีและได้ทำงานร่วมกันหลายปีก่อน, แต่ Einstein ไม่เคยคิดเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้พลังงานนิวเคลียร์นี้จนกระทั่งซิลาร์ดรายงานมันกับเขา, ที่จุดเริ่มต้นของการแสวงหาของเขาในการเขียน'จดหมาย Einstein-Szilárd'เพื่อแจ้งเตือนรัฐบาลสหรัฐ . โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มี 2 ชนิด คือ ลอว์เรนเซียม
การทำงานที่สำคัญครั้งแรกในธาตุที่ 103 ได้ดำเนินการที่เบิร์กลีย์โดยทีมงานนิวเคลียร์ฟิสิกส์ของAlbert Ghiorso, Torbjørn Sikkeland, Almon Larsh, Robert M. Latimerของพวกเขาและเพื่อนร่วมงานในวันที่ 14 กุมภาพันธ์ 1961อะตอมแรกของลอว์เรนเซียมถูกผลิตโดยมีรายงานว่าการกระหน่ำยิงยังเป้าหมายสามมิลลิกรัมประกอบด้วยสามไอโซโทปของแคลิฟอร์เนียองค์ประกอบด้วยโบรอน-10 และโบรอน 11 นิวเคลียสจากไอออนหนักเป็น Linear ช่วยดำเนินการ (HILAC) ทีมเบิร์กลีย์รายงานว่าไอโซโทป 257,103 ถูกตรวจพบในลักษณะนี้และที่มันสลายโดยเปล่งอนุภาคแอลฟา 8.6 MeV มีครึ่งชีวิต (8 ± 2) เอส. [7] การระบุนี้ในภายหลังก่อนที่ถูกแก้ไขให้เป็น 258,103 [8] เป็นงานต่อมาพิสูจน์ให้เห็นว่า 257Lr ไม่ได้มีคุณสมบัติที่ตรวจพบ แต่ 258Lr ได้. [7] นี้ได้รับการพิจารณาช่วงเวลาที่จะเชื่อหลักฐานของการสังเคราะห์ของธาตุที่ 103 ในขณะที่การกำหนดมวลน้อยบางอย่างและพิสูจน์ให้เห็นว่ามีความผิดพลาด มันก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อข้อโต้แย้งในความเห็นชอบธาตุที่ 103 ที่มีการสังเคราะห์ขึ้น นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันร่วมเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์ใน ดุบนา (แล้วในสหภาพโซเวียต) ยกวิพากษ์วิจารณ์หลาย: ทั้งหมด แต่หนึ่งถูกตรวจสอบแล้วอย่างเพียงพอ ยกเว้นเป็นที่ 252Cf เป็นไอโซโทปที่พบมากที่สุดในเป้าหมายและเกิดปฏิกิริยากับ 10B, พลังงานนิวเคลียร์
เช่นเดียวกับหลายโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนแบบเดิมที่ผลิตไฟฟ้าโดยการควบคุมพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาจากนิวเคลียสของอะตอมผ่านทางนิวเคลียร์ฟิชชันที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์. ความร้อนถูกย้ายออกจากแกนเครื่องปฏิกรณ์โดยระบบระบายความร้อนที่ใช้ความร้อนในการสร้างไอน้ำ, ไอน้ำจะไปขับกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตไฟฟ้าต่อไป พลังงานนิวเคลียร์
สมาคมนิวเคลียร์โลกได้กล่าวว่า "การผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์เดือดร้อนจากการตกต่ำหนึ่งปีที่ใหญ่ที่สุดที่เคยได้รับมาตลอดปี 2012 เมื่อกลุ่มของกองทัพเรือญี่ปุ่นยังคงอยู่แบบออฟไลน์ตลอดหนึ่งปีเต็ม". ข้อมูลจากสำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศแสดงให้เห็นว่าโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ทั่วโลกผลิตไฟฟ้าได้ 2346 TWh ในปี 2012-7% น้อยกว่าในปี 2011" ตัวเลขแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของหนึ่งปีเต็มที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของญี่ปุ่น 48 เครื่องไม่มีการผลิตไฟฟ้าเลย. การปิดถาวรของเครื่องปฏิกรณ์แปดหน่วยในประเทศเยอรมนียังเป็นอีกปัจจัยหนึ่ง. ปัญหาที่คริสตัลริเวอร์, ฟอร์ทคาลฮูนและอีกสองหน่วยที่ซาน Onofre ในสหรัฐอเมริกาหมายถึงการที่พวกมันไม่ได้ผลิตพลังงานเลยทั้งปี, ในขณะที่เครื่อง Doel 3 และ Tihange 2 ของเบลเยียมออกจากการทำงานเป็นเวลาหกเดือน. เมื่อเทียบกับปี 2010, อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ที่ผลิตไฟฟ้าน้อยลง 11% ในปี 2012[225]. พลังงานนิวเคลียร์
มีการอภิปรายอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์[11][12][13]. ฝ่ายเสนอ เช่น สมาคมนิวเคลียร์โลก (English: World Nuclear Association), IAEA และ นักสิ่งแวดล้อมพลังงานนิวเคลียร์ ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์มีความปลอดภัย, เป็นแหล่งพลังงานยั่งยืนที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน[14]. ฝ่ายค้าน เช่น กลุ่มกรีนพีซสากล และ หน่วยบริการข้อมูลทรัพยากรและนิวเคลียร์ (English: Nuclear Information and Resource Service (NIRS)), ยืนยันว่า พลังงานนิวเคลียร์สร้างภัยคุกคามจำนวนมากต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม[15][16][17]. พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของวงจรชีวิตสำหรับพลังงานนิวเคลียร์. กระบวนการเริ่มต้นด้วยการทำเหมืองแร่ (ดูการทำเหมืองแร่ยูเรเนียม). แร่ยูเรเนียมอยู่ใต้ดิน, เหมืองแร่อาจเป็นแบบเปิดหน้าหลุมหรือการกรองในแหล่งกำเนิด. ไม่ว่าในกรณีใดก็ตาม แร่ยูเรเนียมจะถูกสกัด, มักจะถูกแปลงให้เป็นรูปแบบที่มีความเสถียรและมีขนาดกะทัดรัด เช่น yellowcake จากนั้นจะถูกเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่ทำกระบวนการ. ที่นี่ yellowcake จะถูกแปลงเป็น hexafluoride ยูเรเนียม ซึ่งจะถูกทำให้มีสมรรถนะสูงโดยใช้เทคนิคต่างๆ. ณ จุดนี้ยูเรเนียมที่มีสมรรถนะสูงจะมี U-235 ตามธรรมชาติมากกว่า 0.7% จะถูกนำมาใช้ทำแท่งเชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีองค์ประกอบและรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสม. แท่งเชื้อเพลิงจะใช้งานได้ประมาณ 3 รอบการดำเนินงาน (ปกติรวม 6 ปีในขณะนี้)ภายในเครื่องปฏิกรณ์, โดยทั่วไปจนถึงประมาณ 3 % ของยูเรเนียมของพวกมันจะถูกฟิชชันไป, จากนั้นพวกมันจะถูกย้ายไปยังจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, ที่จุดนี้ไอโซโทปอายุสั้นที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิชชันจะสามารถสลายตัวไป. หลังจากนั้นประมาณ 5 ปีที่ อยู่ในจุดรวมเชื้อเพลิงใช้แล้ว, เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วนี้จะถูกทำให้เย็นลงโดยวิธีกัมมันตภาพรังสีเพื่อให้อุณหภูมิลดลงพอที่จะจัดการได้ และมันจะถูกย้ายไปยังถังเก็บแห้งหรือไปแปรสภาพ (English: reprecess). ลำดับสิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐ (ค.ศ. 1946–91)
USS Nautilus, เรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของโลกที่ปฏิวัติสงครามทางเรือ. เรือดำน้ำทั่วไปต้องมีสองเครื่องยนต์: เครื่องยนต์ดีเซลในการเดินทางบนพื้นผิวและเครื่องยนต์ไฟฟ้าเพื่อเดินทางใต้น้ำในที่ซึ่งไม่มีออกซิเจนสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลที่สามารถใช้ได้. โดยอาศัยความสามารถของนิวเคลียร์, USS Nautilus สามารถเดินทางโดยไม่ถูกขัดขวางหลายพันไมล์ใต้พื้นผิวโดยไม่ต้องเติมเชื้อเพลิง. เริ่มต้นในปี 1951, พลเรือตรี Hyman Rickover ได้รับเครดิตในการออกแบบเรือดำน้ำนิวเคลียร์ลำแรกของโลกผู้ซึ่งนำและควบคุมกลุ่มของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ สาขาเครื่องปฏิกรณ์เรือของคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณู. หลังจากการทดลองในทะเลได้ดำเนินการและการทดสอบเสร็จสมบูรณ์, USS Nautilus ได้ดำเนินการอย่างเต็มที่ในเดือนมกราคม ค.ศ. 1955.[93] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
"โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์แห่งแรกของโลก" ถูกอ้างสิทธ์โดยสัญญลักษณ์ที่สถานที่ติดตั้งของ EBR-I, ซึ่งปัจจุบันเป็นพิพิธภัณฑ์ใกล้ Arco, รัฐไอดาโฮ. แต่เดิมเรียกว่า "Chicago Pile-5", มันดำเนินการภายใต้การดูแลของวอลเตอร์ ซินน์ สำหรับ'ห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอน'[15]. การทดลองกับเครื่องปฏิกรณ์แบบ LMFBR (liquid metal fast breeder reactor)นี้ดำเนินการโดย'คณะกรรมการพลังงานปรมาณูสหรัฐอเมริกา'ที่ผลิต 0.8 กิโลวัตต์ในการทดสอบครั้งหนึ่งเมื่อวันที่ 20 ธันวาคม 1951[16] และ 100 กิโลวัตต์ (ไฟฟ้า) ในวันรุ่งขึ้น[17], ด้วยการออกแบบที่มีกำลังการส่งออกที่ 200 กิโลวัตต์ (ไฟฟ้า) ภัยพิบัติเชียร์โนบีล
สวีเดนเป็นผู้ค้นหาแหล่งที่มาของกัมมันตภาพรังสี หลังจากที่พวกเขาได้พิจารณาแล้วว่าไม่มีการรั่วไหลที่โรงไฟฟ้าของสวีเดน ในตอนเที่ยงของวันที่ 28 เมษายน พวกเขาค้นพบเบาะแสแรกว่าเกิดปัญหานิวเคลียร์ร้ายแรงในทางตะวันตกของสหภาพโซเวียต ดังนั้นการอพยพของ Pripyat ในวันที่ 27 เมษายน หรือ 36 ชั่วโมงหลังจากการระเบิดครั้งแรกก็เสร็จสมบูรณ์อย่างเงียบ ๆ ก่อนที่ภัยพิบัติจะกลายเป็นที่รู้จักนอกสหภาพโซเวียต ในเวลานั้นการเพิ่มขึ้นของระดับรังสีได้มีการวัดเรียบร้อยแล้วในฟินแลนด์ แต่การนัดหยุดงานของข้าราชการพลเรือนทำให้การตอบสนองและข่าวล่าช้า[93] พลังงานนิวเคลียร์
ค่าใช้จ่ายที่สูงอย่างไม่คาดคิดในโครงการอาวุธนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกา, อีกทั้งการแข่งขันกับสหภาพโซเวียตและความปรารถนาที่จะกระจายการปกครองระบอบประชาธิปไตยทั่วโลก, ได้สร้าง "... ความกดดันให้กับเจ้าหน้าที่ของรัฐบาลกลางในการพัฒนาอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์พลเรือนที่จะช่วยแสดงให้เห็นความจำเป็นที่ต้องใช้ค่าใช้จ่ายที่สูงมากของรัฐบาล"[33]. ในปี 1945, หนังสือพ็อกเก็ตบุ๊กชื่อ ยุคปรมาณู (English: The Atomic Age) ประกาศอำนาจของอะตอมที่ไม่ได้เปิดออกให้ใช้ในชีวิตประจำวันและวาดภาพอนาคตที่เชื้อเพลิงฟอสซิลจะไม่ได้ถูกนำมาใช้. นักเขียนวิทยาศาสตร์ท่านหนึ่ง, เดวิด Dietz, เขียนว่าแทนที่จะเติมถังน้ำมันรถยนต์ของคุณสองหรือสามครั้งต่อสัปดาห์, คุณจะเดินทางทั้งปีด้วยเม็ดของพลังงานปรมาณูขนาดเท่ายาเม็ดวิตามิน. เกลน Seaborg, ประธานคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูเขียนว่า "จะมีกระสวยระหว่างโลกกับดวงจันทร์ขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์, หัวใจเทียมขับเคลื่อนด้วยนิวเคลียร์, สระว่ายน้ำให้ความร้อนด้วยพลูโตเนียมสำหรับนักดำน้ำสกูบา, และอื่นๆอีกมากมาย" การคาดการณ์ที่ดีเกินไปเหล่านี้ยังไม่ได้รับการเติมเต็ม[34]. พลังงานนิวเคลียร์
พลังงานนิวเคลียร์ไฮบริดเป็นวิธีที่ถูกนำเสนอในการสร้างพลังงานไฟฟ้าโดยการใช้การผสมกันของกระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันและฟิชชัน. แนวคิดนี้ถอยหลังไปในปี 1950 และได้รับการสนับสนุนในเวลาสั้นๆโดย Hans Bethe ในช่วงปี 1970s, แต่ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ไม่ได้ถูกสำรวจจนกระทั่งการฟื้นตัวของดอกเบี้ยในปี 2009, เนื่องจากความล่าช้าในการสำนึกของฟิวชั่นบริสุทธิ์. เมื่อโรงงานพลังงานนิวเคลียร์ฟิวชันอย่างยั่งยืนถูกสร้างขึ้น, มันมีศักยภาพที่จะมีความสามารถในการสกัดพลังงานฟิชชันทั้งหมดที่ยังคงอยู่ในเชื้อเพลิงฟิชชันใช้แล้ว, ความสามารถในการลดปริมาณของเสียนิวเคลียร์โดยขนาด,และที่สำคัญกว่า, การขจัด actinides ทั้งหมดทีปรากฏในเชื้อเพลิงใช้แล้ว, สารที่ก่อให้เกิดความกังวลด้านความมั่นคง[279]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ไม่นานหลังจากโครงการเสาเข็มชิคาโก, กองทัพสหรัฐได้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จำนวนมากสำหรับ'โครงการแมนฮัตตัน'ที่จะเริ่มในปี 1943. วัตถุประสงค์หลักสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ที่สุด (ติดตั้งที่ Hanford ในรัฐวอชิงตัน) ก็คือเพื่อผลิตพลูโตเนียมจำนวนมากๆสำหรับอาวุธนิวเคลียร์. Fermi และ Szilard ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในวันที่ 19 ธันวาคม 1944. การอนุมัติถูกเลื่อนออกไปเป็นเวลา 10 ปีเพราะเป็นความลับของสงคราม[14]. ประวัติศาสตร์ฟิสิกส์
ในปี ค.ศ. 1887 นิโคลา เทสลา ได้ค้นหาความจริงของ รังสีเอกซ์ ซึ่งใช้อุปกรณ์ของเขาเช่นเดียวกับหลอดรังสีของครูกส์ ในปี ค.ศ. 1895 Wilhelm Conrad Röntgen ได้สังเกตและวิเคราะห์รังสีเอกซ์ ซึ่งพบว่าเป็น การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่สูง กัมมันตภาพรังสี ถูกค้นพบเมื่อ ค.ศ. 1896 โดย อองรี เบ็กเกอเรล และได้รับการศึกษาต่อมาโดย ปิแยร์ กูรี กับ มารี กูรี และคนอื่น ๆ นี่ถือเป็นการเริ่มต้นสาขาของ ฟิสิกส์นิวเคลียร์