โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แห่งแรกของโลกคือที่ไหน?
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].
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. คิม จ็อง-อิล
รัฐบาลเกาหลีมีความพยายามที่จะพัฒนาเทคโนโลยีนิวเคลียร์เพื่อให้ในด้านการทหารและพลังงานมาตั้งแต่สมัยของประธานาธิบดีคิม อิล-ซ็อง โดยด้วยความช่วยเหลือของสหภาพโซเวียตมีการสร้างเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ตัวแรกขึ้นที่ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ย็องบย็อน (Yŏngbyŏn Nuclear Scientific Research Center) ในค.ศ. 1963 ในค.ศ. 1994 รัฐบาลเกาหลีของนายคิม จ็อง-อิล บรรลุข้อตกลงในการงดเว้นการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์และเกาหลีเหนือได้เข้าเป็นสมาชิกของสนธิสัญญาไม่แพร่ขยายอาวุธนิวเคลียร์ (Non-Proliferation Treaty; NPT) แลกเปลี่ยนกับความช่วยเหลือในการผลิตเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์สองเครื่อง[49] แต่ทว่าในค.ศ. 2002 รัฐบาลเกาหลีเหนือยอมรับว่าได้กำลังผลิตอาวุธนิวเคลียร์มาโดยตลอดแม้ว่าจะบรรลุข้อตกลงกับสหรัฐอเมริกาเมื่อ ค.ศ. 1994 ซึ่งรัฐบาลของคิม จ็อง-อิล กล่าวว่าการผลิตลับจำเป็นสำหรับจุดประสงค์ด้านความมั่นคง โดยอ้างการมีอยู่ของอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกาในเกาหลีใต้และความตึงเครียดรอบใหม่กับสหรัฐอเมริกาภายใต้ประธานาธิบดีจอร์จ ดับเบิลยู. บุช[50] ผู้ซึ่งได้กล่าวว่าเกาหลีเหนือเป็นหนึ่งใน "อักษะแห่งความชั่วร้าย" (Axis of Evil) เกาหลีเหนือจึงถอนตัวออกจากการเป็นสมาชิกของสนธิสัญญาในค.ศ. 2003 นานาชาติประกอบด้วยห้าประเทศได้แก่ สาธารณรัฐเกาหลี (เกาหลีใต้) สหรัฐอเมริกา สาธารณรัฐประชาชนจีน ญี่ปุ่น และสหพันธรัฐรัสเซีย เข้าเปิดโต๊ะเจรจากับรัฐบาลเกาหลีเหนือเพื่อเกลี้ยกล่อมให้ยอมละทิ้งการพัฒนาระเบิดนิวเคลียร์ เรียกว่า การเจรจาหกฝ่าย (Six-party talks) แต่ไม่เป็นผลนัก พลังงานนิวเคลียร์ในประเทศไทย
จากการศึกษาเปรียบเทียบต้นทุนการผลิตและราคาของกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้ในเชิงเศรษฐศาสตร์ของกองพลังปรมาณู ฝ่ายวิศวกรรมพลังความร้อน การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย โดยปรับตัวแปรต่างๆ ให้มีลักษณะเฉพาะเป็นของประเทศไทย โดยโรงไฟฟ้าต้นแบบทั้งถ่านหิน และนิวเคลียร์ มีขนาด 1,200 เมกกะวัตต์ พบว่า ต้นทุนการก่อสร้างของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะสูงกว่าโรงไฟฟ้าถ่านหินในขั้นต้น แต่ต้นทุนการใช้เชื้อเพลิงจะต่ำกว่ามากในช่วงของการผลิต ซึ่งมีผลทำให้ต้นทุนการผลิตของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ต่ำกว่าและเมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าชนิดอื่นแล้วจะพบว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีข้อได้เปรียบหลายประการ คือ ต้นทุนการผลิตไฟฟ้ามีราคาถูก ต้นทุนผลิตไฟฟ้ามีเสถียรภาพสูง เสริมความมั่นคงด้านการผลิตไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี และสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในปริมาณที่มากกว่า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
รัสเซียได้เริ่มการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกของโลกที่ลอยน้ำได้. เรือมูลค่า £ 100 ล้านชื่อ Lomonosov, เป็นโรงงานแรกในเจ็ดโรงงานที่ทางการมอสโกกล่าวว่า มันจะนำแหล่งทรัพยากรพลังงานที่สำคัญไปยังภูมิภาคของรัสเซียที่อยู่ห่างไกล[96]. 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
พร้อมกับแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนอื่นๆ, พลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีการผลิตไฟฟ้าที่มีผลผลิตคาร์บอนที่ต่ำ, จากการวิเคราะห์ในเอกสารเกี่ยวกับวงจรชีวิตของความเข้มของการปล่อยคาร์บอนโดยรวมพบว่ามันก็คล้ายกับแหล่งพลังงานทดแทนอื่นๆเมื่อมีการเปรียบเทียบของการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (English: greenhouse gas (GHG))ต่อหน่วยของพลังงานที่สร้างขึ้น.[82] ​​ด้วยการแปลความหมายนี้, จากจุดเริ่มต้นของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ในเชิงพาณิชย์ในปี 1970, ได้มีการป้องกันไม่ให้เกิดการปล่อยก๊าซประมาณ 64 gigatonnes ของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เทียบเท่าก๊าซเรือนกระจก (GtCO2-eq) (ก๊าซที่จะเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิลในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนที่สร้างพลังงานไฟฟ้าขนาดเดียวกัน).[83] 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]. 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 เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
"Gen IV" ถูกขนานนามโดยกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) สำหรับการพัฒนารูปแบบโรงงานใหม่ในปี 2000[26]. ในปี 2003 Commissariat à l'Énergie Atomique]] (CEA) ของฝรั่งเศส เป็นคนแรกที่อ้างถึง Gen II ในวารสาร Nucleonics Week[27], การกล่าวขวัญครั้งแรกของ Gen III ก็เกิดขึ้นในปี 2000 ร่วมกับการเปิดตัวของแผน Generation IV International Forum (GIF). โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
เมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ. 2554 จากเหตุแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิถล่มเซ็นได รัฐบาลญี่ปุ่นได้ประกาศ "ภาวะฉุกเฉินพลังงานนิวเคลียร์" และอพยพผู้อยู่อาศัยในรัศมี 20 กิโลเมตรออกจากพื้นที่ เจ้าหน้าที่คณะกรรมการความปลอดภัยนิวเคลียร์ของญี่ปุ่นออกมาระบุว่าทางการกังวลว่าอาจมีความเป็นไปได้ที่แท่งเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์อาจหลอมละลาย สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)
จุดเริ่มต้นของการนำนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์เริ่มขึ้นเมื่อประมาณ พ.ศ. 2504 รัฐบาลในยุคนั้นเห็นความจำเป็นของการนำนิวเคลียร์มาใช้ประโยชน์ จนกระทั่งวันที่ 27 ตุลาคม พ.ศ. 2505 จึงมีการนำเครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูวิจัยมาติดตั้ง ณ อาคารปฏิกรณ์ปรมาณู สำนักงานปรมาณูเพื่อสันติ ถนนวิภาวดีรังสิต ซึ่งนับเป็นจุดเริ่มต้นของการศึกษาวิจัยและพัฒนาการนำพลังงานนิวเคลียร์มาใช้ในการพัฒนาประเทศชาติ 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 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบหนึ่งที่ใช้แหล่งพลังงานความร้อนจากเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ในการผลิตไอน้ำแรงดันสูงจ่ายให้กับกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจะไปหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตเป็นกระแสไฟฟ้าออกมา โดยเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบวิจัย (English: Research Reactor) ที่ใช้ประโยชน์จากนิวตรอนฟลักซ์ในการวิจัย และระบายความร้อนที่เกิดขึ้นออกสู่ชั้นบรรยากาศ และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง (English: Power Reactor) ที่ใช้พลังความร้อนที่เกิดขึ้นเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์กำลัง มีขนาดใหญ่โตกว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์วิจัยเป็นอย่างมาก เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ไดนาโมเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกที่มีความสามารถในการส่งมอบพลังงานสำหรับอุตสาหกรรม มันใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อแปลงการหมุนทางเครื่องกลเป็นกระแสตรง ผ่านการใช้ตัวเปลี่ยนทิศทางกระแส ไดนาโมตัวแรกถูกสร้างขึ้นโดย Hippolyte Pixii ในปี ค.ศ. 1832 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ข้อมูลของ IAEA ณ วันที่ 23 เมษายน ค.ศ. 2014 มีเครื่องปฏิกรณ์ทำงานอยู่ 435 เครื่อง[2]ใน 31 ประเทศทั่วโลก[3] รวมแล้วผลิตกำลังไฟฟ้าเป็น 1 ใน 6 ส่วนของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดในโลก โดยสหรัฐอเมริกามีจำนวนโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ มากที่สุด ตามมาด้วย ฝรั่งเศส ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
โรงไฟฟ้าตั้งอยู่ในประเทศญี่ปุ่นซึ่งก็เหมือนส่วนที่เหลือของขอบมหาสมุทรแปซิฟิก ที่อยู่ในเขตแผ่นดินไหวที่ยังมีพลัง สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) ได้แสดงความกังวลเกี่ยวกับความสามารถของโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ของญี่ปุ่นที่จะทนต่อกิจกรรมแผ่นดินไหว ในการประชุมของกลุ่มรักษาความปลอดภัยและความปลอดภัยนิวเคลียร์ของ G8 ในกรุงโตเกียวปี 2008 ผู้เชี่ยวชาญ IAEA ได้เตือนว่าแผ่นดินไหวที่แข็งแกร่งที่มีแมกนิจูดมากกว่า 7.0 อาจก่อให้เกิด "ปัญหาร้ายแรง" สำหรับโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ของญี่ปุ่น ภูมิภาคประสบกับแผ่นดินไหวที่มีแมกนิจูดมากกว่า 8 ถึงสามครั้ง ได้แก่แผ่นดินไหว Jogan Sanriku 869, แผ่นดินไหวเมจิ Sanriku 1896 และแผ่นดินไหว Sanriku 1933 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 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]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเป็นเครื่องที่ซับซ้อนอย่างยิ่งที่มีหลายสิ่งที่อาจผิดพลาดได้ทุกเมื่อ เมื่อเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979 ความผิดพลาดอื่นๆในโลกนิวเคลียร์ก็เริ่มขึ้น ความผิดพลาดอันหนึ่งก็นำไปสู่​​ความผิดพลาดอีกอันหนึ่ง แล้วเกิดขึ้นต่อๆกันไปเรื่อยๆ จนกระทั่งแกนของตัวเครื่องปฏิกรณ์เองเริ่มที่จะละลาย และแม้แต่วิศวกรนิวเคลียร์ที่ผ่านการฝึกอบรมมากที่สุดของโลกก็ไม่รู้วิธีการตอบสนอง อุบัติเหตุที่เกิดขึ้นเผยให้เห็นข้อบกพร่องอย่างร้ายแรงในระบบที่ถูกสร้างขึ้นมาให้ปกป้องสุขภาพและความปลอดภัยของประชาชน[24] ฟิสิกส์นิวเคลียร์
อเล็กซานเดอร์ Proca เป็นคนแรกที่พัฒนาและรายงานสมการสนาม boson เวกเตอร์ ขนาดใหญ่ () และทฤษฎีของสนาม mesonic ของแรงนิวเคลียร์ สมการของ Proca ของเป็นที่รู้จักโดย Wolfgang Pauli เขากล่าวถึงสมการที่พูดถึงในรางวัลโนเบลของเขา และสมการเหล่านี้ก็ยังเป็นที่รู้จักโดย Yukawa, Wentzel, Taketani, Sakata, Kemmer, Heitler และ Fröhlich ผู้ที่ชื่นชมเนื้อหาของสมการของ Proca สำหรับการพัฒนาทฤษฎีของนิวเคลียสของอะตอมในฟิสิกส์นิวเคลียร์ การแบ่งแยกนิวเคลียส
โดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่นิวเคลียสของธาตุขนาดใหญ่แยกตัวเป็นนิวเคลียสของธาตุที่มีขนาดเล็กลง เรียกว่า ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชัน ซึ่งค่อนข้างจะคุ้นหูสำหรับคนไทยเนื่องจากมีการกล่าวถึงอยู่บ่อยครั้ง ในปัจจุบันมีการนำเอาพลังงานนิวเคลียร์จากปฏิกิริยาฟิชชันมาใช้อย่างแพร่หลายในหลายประเทศ เช่น สหรัฐอเมริกา ประเทศอังกฤษ และประเทศฝรั่งเศส เป็นต้น แต่การนำเอาปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันมาใช้นั้นมีความเสี่ยงในเรื่องผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมสูงมาก ซึ่งเห็นได้จากอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นที่โรงงานไฟฟ้าเชอโนเบิล ที่สหภาพโซเวียต ซึ่งก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมมากมายและยังคงเป็นเรื่องเศร้าใจและน่ากลัวจนถึงทุกวันนี้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การออกแบบสำหรับโรงงานที่ตั้งอยู่ในโซนที่ยังมีการสั่นไหวของพื้นโลกอยู่ยังต้องพิจารณาความเสี่ยงของการเกิดแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิด้วย. ญี่ปุ่น, อินเดีย, จีนและสหรัฐอเมริกาอยู่ในกลุ่มประเทศที่มีโรงงานอยู่ในภูมิภาคที่มีแนวโน้มของแผ่นดินไหว. ความเสียหายที่เกิดกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Kashiwazaki-Kariwa ของญี่ปุ่นในปี 2007 ระหว่างการเกิดแผ่นดินไหวนอกชายฝั่ง Chuetsu[41][42] ได้ขีดเส้นใต้แสดงความกังวลโดยผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหวของประเทศญี่ปุ่นก่อนที่จะเกิดอุบัติเหตุฟูกูชิม่า, เป็นผู้ที่เตือนสิ่งที่เรียกว่า genpatsu-shinsai (ผลกระทบแบบโดมิโนของภัยพิบัติแผ่นดินไหวสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์)[43]. 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] เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ในที่สุดเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เทียมเครื่องแรก, Chicago Pile-1, ถูกสร้างขึ้นที่มหาวิทยาลัยชิคาโก, โดยทีมงานที่นำโดยเอนรีโก Fermi ในปลายปี 1942. ในเวลานั้น โครงการได้รับการกดดันเป็นปีโดยการเข้าร่วมในสงครามของสหรัฐ. โครงการเสาเข็มชิคาโกประสบความสำเร็จขั้น'มวลวิกฤต'ในวันที่ 2 ธันวาคม 1942[13] เวลา 15:25 น. โครงสร้างที่รองรับเครื่องปฏิกรณ์ทำจากไม้, ซึ่งรองรับเสาเข็ม (จึงเป็นที่มาของชื่อ)ทำด้วยบล็อกแกรไฟท์, ที่ภายในถูกฝังด้วยยูเรเนียมออกไซด์ธรรมชาติรูป 'pseudospheres' หรือ 'ลูกกลม'. ประเทศเกาหลีเหนือกับอาวุธอานุภาพทำลายล้างสูง
วันที่ 9 ตุลาคม 2549 ประเทศเกาหลีเหนือประกาศว่าทดลองนิวเคลียร์ครั้งแรกสำเร็จ มีการตรวจพบการระเบิดนิวเคลียร์ใต้ดิน มีการประมาณว่าแรงระเบิด (yield) น้อยกว่าหนึ่งกิโลตัน และตรวจพบปริมาณกัมมันตรังสีบางส่วน[3][4][5] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ร หมวดหมู่:สิ่งประดิษฐ์ของสหรัฐอเมริกา พลังงานนิวเคลียร์
ในปี 1955 "การประชุมที่เจนีวาครั้งแรก"ขององค์การสหประชาชาติ, ในเวลานั้นเป็นที่รวมของนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ใหญ่ที่สุดในโลก, ประชุมกันเพื่อสำรวจเทคโนโลยี. ในปี 1957 EURATOM ได้รับการเปิดตัวเคียงข้างประชาคมเศรษฐกิจยุโรป (ตัวหลังขณะนี้เป็นสหภาพยุโรป). ในปีเดียวกันยังเห็นการเปิดตัวขององค์การพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (English: International Atomic Energy Agency (IAEA)). 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. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บูเชห์
โครงการก่อสร้างดังกล่าวถูกมองว่ามีเอกลักษณ์เฉพาะทั้งในแง่ของเทคโนโลยีที่ใช้ สิ่งแวดล้อมทางการเมือง และสภาพภูมิอากาศทางกายภาพที่ท้าทาย โรงไฟฟ้าดังกล่าวถูกมองว่าเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลเรือนแห่งแรกในตะวันออกกลาง แม้อิสราเอลจะมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มาหลายทศวรรษแล้วก็ตาม เทคโนโลยีนิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์กับพลเรือนและอุบัติเหตุรังสีส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. ที่พบมากที่สุดคือการรั่วไหลของนิวเคลียร์ที่ทำให้คนงานสัมผัสกับวัสดุที่เป็นอันตราย. การหลอมละลายนิวเคลียร์ () หมายถึงอันตรายที่รุนแรงมากขึ้นของการปล่อยวัสดุนิวเคลียร์ในสภาพแวดล้อมโดยรอบ. การ meltdowns ที่สำคัญที่สุดเกิดขึ้นที่เกาะทรีไมล์ในรัฐเพนซิลวาเนียและเชอร์โนบิลในยูเครนของโซเวียต. แผ่นดินไหวและสึนามิเมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2011 ทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อสามเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิในประเทศญี่ปุ่น. เครื่องปฏิกรณ์ทางทหารที่ประสบการเกิดอุบัติเหตุที่คล้ายกันคือที่ Windscale ในสหราชอาณาจักรและ SL-1 ในประเทศสหรัฐอเมริกา. 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]. พลังงานนิวเคลียร์
นับถึงปี 2012, ตามข้อมูลของ IAEA, ทั่วโลกมี 68 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ในงานของพลเรือนอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน 15 ประเทศ[4]. ประมาณ 28 แห่งในจำนวนนั้นอยู่ในสาธารณรัฐประชาชนจีน (PRC), ซึ่งเป็นเครื่องปฏิกรณ์ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ล่าสุด, ซึ่งจะเชื่อมต่อเข้ากับกริด (ไฟฟ้า)ในเดือนพฤษภาคม 2013, ในวันที่ 17 กุมภาพันธ์ ปี 2013 ได้เดนเครื่องในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Hongyanhe ในประเทศสาธารณรัฐประชาชนจีน[18]. ในสหรัฐอเมริกาเครื่องปฏิกรณ์ Generation III ตัวใหม่สองเครื่องอยู่ระหว่างการก่อสร้างใน Vogtle. เจ้าหน้าที่อุตสาหกรรมนิวเคลียร์สหรัฐอเมริกาคาดหวังว่า เครื่องปฏิกรณ์ใหม่ 5 เครื่องจะนำมาให้บริการในปี 2020, ทุกเครื่องในโรงไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม[19]. ในปี 2013, เครื่องปฏิกรณ์เก่าและไม่มีประสิทธิภาพในการแข่งขันสี่เครื่องจะถูกปิดอย่างถาวร [20][21]. ฟิสิกส์นิวเคลียร์
ในปี 1905, Albert Einstein จัดรูปแบบความคิดของการสมดุลมวล-พลังงาน ในขณะที่งานด้านกัมมันตภาพรังสีของ Becquerel และมารี กูรี ได้ถือกำเนิดมาก่อน คำอธิบายของแหล่งที่มาของการใช้พลังงานของกัมมันตภาพรังสีจะต้องรอการค้นพบที่ว่าตัวนิวเคลียสเองก็ประกอบด้วยองค์ประกอบขนาดเล็กกว่า ที่เรียกว่า นิวคลีออน พลูโทเนียม
ธาตุลำดับที่ 94 สังเคราะห์ได้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1940 โดยทีมของ เกลนน์ ที. ซีบอร์ก และ เอดวิน แมกมิลแลน ที่ห้องวิจัยในมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์โดยการระดมยิงยูเรเนียม-238 ด้วยดิวเทอรอน แมกมิลแลนตั้งชื่อธาตุนี้ตามดาวพลูโต และซีบอร์กเสนอสัญลักษณ์เป็น Pu ซึ่งเป็นเรื่องตลกเล็ก ๆ ต่อมามีการพบพลูโทเนียมในธรรมชาติ การค้นพบพลูโทเนียมถูกรักษาไว้เป็นความลับซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแมนฮัตตันเพื่อพัฒนาระเบิดปรมาณูในระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง การทดลองอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรกคือ "ทรินนิที" (กรกฎาคม ค.ศ. 1945) และระเบิดปรมาณูที่นำไปใช้ทำลายเมืองในครั้งที่สอง (นะงะซะกิ ญี่ปุ่น สิงหาคม ค.ศ. 1945) คือ "แฟตแมน" ระเบิดทั้งสองใช้แกนเป็น Pu-239 นอกจากนี้ยังมีการทดลองผลของพลูโทเนียมต่อมนุษย์โดยไม่มีการแจ้งยินยอม และอุบัติเหตุมวลถึงระดับวิกฤต จนเป็นเหตุให้มีผู้เสียชีวิตนั้น เกิดขึ้นในระหว่างและหลังสงคราม การจัดการกับกากพลูโทเนียมจากโรงงานพลังงานนิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์ที่ถูกแยกส่วนทำลายซึ่งสร้างในระหว่างสงครามเย็นเป็นความกังวลหลักในเรื่องการเพิ่มขึ้นของนิวเคลียร์ สุขภาพ และสิ่งแวดล้อม แหล่งที่มาอื่น ๆ ของพลูโทเนียมในธรรมชาติคือฝุ่นรังสีนิวเคลียร์จากการทดลองนิวเคลียร์ทั้งบนดินและใต้ดินและอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ เจ. โรเบิร์ต ออพเพนไฮเมอร์
ในที่สุด เมื่อถึงวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1945 เวลา 05.30 น. ระเบิดปรมาณูลูกแรกของโลกก็ระเบิดที่กลางทะเลทรายในรัฐนิวเม็กซิโกห่างจากลอสอาลาโมสไปทางใต้เกือบ 200 ไมล์ เพื่อทดสอบว่าระเบิดปรมาณูจะระเบิดจริงตามทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์หรือไม่ และทันทีที่เห็นควันรูปดอกเห็ดขนาดใหญ่ปรากฏขึ้น พบว่าระเบิดมีพลังมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์หวังไว้มาก นอกจากนั้นมีแสงสว่างจ้าเกิดขึ้นด้วย สว่างจนเด็กหญิงตาบอดที่อยู่ห่างหลายไมล์เห็นแสงระเบิดได้ในลอสอาลาโมส ผู้ที่ยังไม่หลับรู้ว่ามีแสงสว่างอันแปลกประหลาดนี้เกิดขึ้น นิวเคลียสของอะตอม
นิวเคลียสถูกค้นพบในปี 1911 ซึ่งเป็นผลมาจากความพยายามของ เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด ในการทดสอบแบบจำลองอะตอมของทอมสัน อิเล็กตรอนถูกค้นพบก่อนหน้านี้โดยตัวของ เจ. เจ. ทอมสัน เอง เขารู้ว่าอะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้​​า ดังนั้นทอมสันจึงตั้งเป็นทฤษฎีขึ้นว่ามันต้องมีประจุบวกอยู่ในอะตอมเช่นกัน ในรูปแบบเหมือนกับขนมปังลูกเกด(พลัมพุดดิ้ง)ของเขา ทอมสันชี้ให้เห็นว่าอะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่เป็นลบกระจายตัวแบบสุ่มภายในทรงกลมของประจุบวก เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดในภายหลังได้หาทางทดสอบแบบใหม่ที่ดำเนินการโดย ฮันส์ ไกเกอร์ และ เออร์เนสต์ มาร์สเดน ภายใต้การดูแลของรัทเทอร์ฟอร์ด การทดสอบเกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนของกลุ่มอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสของฮีเลียม) ที่ถูกนำทางให้พุ่งเข้าใส่แผ่นบาง ๆ ของฟอยล์โลหะ เขาให้เหตุผลว่าถ้าแบบจำลองของทอมสันถูกต้องกลุ่มอนุภาคแอลฟาที่มีประจุบวกจะทะลุแผ่นฟอยล์ได้อย่างง่ายดายโดยมีความเบี่ยงเบนในเส้นทางน้อยมาก เนื่องจากฟอยล์ควรทำหน้าที่เป็นกลางทางไฟฟ้าถ้าประจุบวกและประจุลบผสมกันอย่างสนิทแนบแน่นเสียจนทำให้มันกลายเป็นกลาง เขาต้องประหลาดใจเมื่อพบว่าอนุภาคจำนวนมากถูกหักเหเป็นมุมที่มีขนาดใหญ่มาก ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่ามวลของอนุภาคอัลฟาใหญ่กว่าอิเล็กตรอนประมาณ 8000 เท่า แรงของมันจึงปรากฏเป็นที่ชัดเจนว่ามีความแข็งแกร่งมากจนสามารถเบี่ยงเบนอนุภาคแอลฟาที่มีมวลขนาดใหญ่และเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง เขาตระหนักว่าแบบจำลองแบบขนมปังลูกเกดอาจจะไม่ถูกต้องและว่าการหักเหของอนุภาคแอลฟาจะสามารถอธิบายได้ถ้าประจุบวกและลบถูกแยกออกจากกันและมวลของอะตอมเป็นจุดที่มีความเข้มข้นของประจุบวกเท่านั้น นี้แสดงถึงความถูกต้องของความคิดของอะตอมของนิวเคลียร์ที่ว่ามีศูนย์กลางที่หนาแน่นของประจุบวกและมวล ฟูกูชิมะ (เมือง)
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิซึ่งตั้งอยู่ห่างจากเมืองฟูกูชิมะประมาณ 63 กิโลเมตร ได้รับความเสียหายจากเหตุการณ์แผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิ ทำให้อุปกรณ์เครื่องมือขัดข้องและปลดปล่อยสารกัมมันตรังสีจำนวนมากออกมาภายนอก ทำให้รัฐบาลญี่ปุ่นต้องประกาศมาตรการป้องกันภัยกัมมันตรังสีจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ซึ่งส่งผลกระทบต่อชุมชนโดยรอบโรงไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม พลเมืองของเมืองฟูกูชิมะไม่ได้รับผลกระทบมากเท่าใดนัก เอนรีโก แฟร์มี
ในช่วงประมาณคริสต์ทศวรรษ 1930 แฟร์มีและกลุ่มนักวิจัยของเขาค้นพบว่านิวเคลียสภายในอะตอมสามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อถูกระดมยิงด้วยอนุภาคนิวตรอน ซึ่งต่อมาภายหลังเรารู้กันว่าสิ่งที่แฟร์มี (และ Otto Hahn กลุ่มนักวิจัยชาวเยอรมัน) ค้นพบ ก็คือ ปฏิกิริยานิวเคลียร์แบบแตกตัว (นิวเคลียร์ฟิชชั่น) นั่นเอง แฟร์มียังมีส่วนสำคัญในการสร้างเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขึ้นครั้งแรกในโลก ที่มหาวิทยาลัยชิคาโก (University of Chicago) สหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มนุษย์สามารถสร้างและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ได้ นับเป็นก้าวสำคัญที่ทำให้สหรัฐอเมริกา
สามารถพัฒนาระเบิดปรมาณูได้สำเร็จ จึงนับได้ว่าเขาเป็นบิดา (คนหนึ่ง) ของวิชานิวเคลียร์ฟิสิกส์ พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนมีนาคม 2011 เหตุฉุกเฉินนิวเคลียร์ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิม่า I และการปิดสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆในโรงงานนิวเคลียร์ของญี่ปุ่นทำให้เกิดคำถามในหมู่นักวิจารณ์บางคนเกี่ยวกับอนาคตของการฟื้นฟู[226][227][228][229][230]. Platts ได้รายงานว่า "วิกฤตที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Fukushima ของญี่ปุ่นได้ย้ำเตือนประเทศชั้นนำต่างๆที่ใช้พลังงานให้ตรวจสอบความปลอดภัยของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีอยู่ของพวกเขาและตั้งข้อสงสัยกับความเร็วและขนาดของแผนการขยายทั่วโลก"[231]. ในปี 2011 ซีเมนส์เดินออกจากภาคพลังงานนิวเคลียร์ตามหลังภัยพิบัติที่ Fukushima และการเปลี่ยนแปลงที่สืบเนื่องของนโยบายพลังงานของเยอรมันและสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงการใช้พลังงานของรัฐบาลเยอรมันที่วางแผนจะใช้เทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียน[232]. จีน, เยอรมัน, สวิตเซอร์แลนด์, อิสราเอล, มาเลเซีย, ไทย, สหราชอาณาจักร, อิตาลี[233] และฟิลิปปินส์ ได้ทบทวนโครงการนิวเคลียร์ของพวกเขา. อินโดนีเซียและเวียดนามยังคงวางแผนที่จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์[234][235][236][237]. ประเทศต่างๆเช่นออสเตรเลีย, ออสเตรีย, เดนมาร์ก, กรีซ, ไอร์แลนด์, ลัตเวีย, Liechtenstein, ลักเซมเบิร์ก, โปรตุเกส, อิสราเอล, มาเลเซีย, นิวซีแลนด์ และนอร์เวย์ยังคงคัดค้านโรงไฟฟ้านิวเคลียร์. หลังการเกิดอุบัติเหตุนิวเคลียร์ฟูกูชิม่า I, สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศได้ลดลงครึ่งหนึ่งของประมาณการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้านิวเคลียร์ที่สร้างในปี 2035[238]. ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ยองเบียน
ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ยองเบียน เป็นสิ่งก่อสร้างทางนิวเคลียร์หลักของประเทศเกาหลีเหนือ ดำเนินการเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แรก ๆ ของประเทศ ตั้งอยู่ในอำเภอนย็อนบย็อน จังหวัดพย็องอันเหนือ ห่างจากกรุงเปียงยางไปทางเหนือราว 90 กิโลเมตร ศูนย์ดังกล่าวผลิตวัสดุฟิสไซล์สำหรับการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์ของเกาหลีเหนือในปี 2549 และ 2552 นับแต่นั้น ศูนย์ดังกล่าวกำลังพัฒนาเทคโนโลยีโรงไฟฟ้าเตาปฏิกรณ์น้ำมวลเบาในท้องถิ่น ล่าสุด ในเดือนมีนาคม 2556 รัฐบาลเกาหลีเหนือประกาศจะเริ่มปฏิบัติการที่ยองเบียนอีกครั้ง แถลงการณ์ดังกล่าวมีขึ้นไม่กี่วันหลังรัฐบาลประกาศ "สถานะสงคราม" ต่อประเทศเกาหลีใต้ อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์
หน่วยที่ 1 มีใบอนุญาตถูกแขวนชั่วคราวหลังจากดังต่อไปนี้เหตุการณ์เกิดขึ้นที่หน่วยที่ 2 แม้ว่าประชาชนในสามมณฑลรอบโรงไฟฟ้าได้โหวตด้วยเสียง 3:1 ให้ปลดระวางหน่วยที่ 1 อย่างถาวรก็ตาม มันก็ยังได้รับอนุญาตให้ดำเนินการต่อในปี 1985 บรรษัทสาธารณูปโภคทั่วไปที่เป็นเจ้าของโรงไฟฟ้าได้ก่อตั้งบรรษัทสาธารณูปโภคนิวเคลียร์ทั่วไปคอร์ปอเรชั่น (GPUN) ให้เป็นบริษัทย่อยแห่งใหม่ที่จะเป็นเจ้าของและดำเนินการโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของบริษัท รวมทั้งที่เกาะทรีไมล์ โรงไฟฟ้าเคยถูกดำเนินการก่อนหน้านี้โดยบริษัทเมโทรโพลิตันเอดิสัน (Met-ED) ซึ่งเป็นหนึ่งใน บริษัทที่ดำเนินงานยูทิลิตี้ในภูมิภาคของ GPU ในปี 1996 บริษัทสาธารณูปโภคทั่วไปเปลี่ยนชื่อให้สั้นลงเป็น GPU อินค์ เกาาะทรีไมล์หน่วยที่ 1 ถูกขายให้กับบริษัทพลังงาน AmerGen ซึ่งเป็นบริษัทร่วมทุนระหว่างบริษัทไฟฟ้าฟิลาเดลเฟีย (PECO) และบริษัทพลังงานอังกฤษในปี 1998 ในปี 2000 PECO ได้ควบรวมกับ Unicom คอร์ปอเรชั่น ตั้งขึ้นเป็นบริษัท Exelon คอร์ปอเรชั่น ซึ่งซี้อกรรมสิทธิ์มาจากหุ้นของบริษัทพลังงานอังกฤษของ AmerGen ในปี 2003 วันนี้ AmerGen LLC เป็นบริษัทย่อยที่ถือหุ้นเต็มของ Exelon Generation และเป็นเจ้าของ TMI หน่วยที่ 1 และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Oyster Creek และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์คลินตัน ทั้งสามหน่วยนี้รวมกับหน่วยนิวเคลียร์อื่น ๆ ของ Exelon ถูกดำเนินการโดย Exelon นิวเคลียร์อินค์ซึ่งเป็นบริษัทย่อยของ Exelon  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 อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์ () เป็นการหลอมละลายทางนิวเคลียร์บางส่วนที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 28 มีนาคม ค.ศ. 1979 ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์หนึ่งในสองเครื่องของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกาะทรีไมล์ ที่ตั้งอยู่บนเกาะกลางแม่น้ำซัสควีฮานนา ดาวฟินเคาน์ตี ใกล้เมืองแฮริสเบิร์ก เมืองหลวงของรัฐเพนซิลเวเนีย สหรัฐอเมริกา อุบัติเหตุครั้งนี้ร้ายแรงที่สุดในประวัติศาสตร์โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใช้ในทางพานิชย์ของสหรัฐ และได้รับการจัดความรุนแรงไว้ที่ระดับ 5 จาก 7 ตามมาตราระหว่างประเทศว่าด้วยเหตุการณ์ทางนิวเคลียร์ (INES) แปลว่า อุบัติเหตุนี้'มีผลกระทบในวงกว้างมาก' โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล (, ) เป็นสถานีไฟฟ้านิวเคลียร์ปลดประจำการแล้วใกล้กับนครปริปยัต (Pripyat) ยูเครน ห่างจากนครเชียร์โนบีลไปทางตะวันตกเฉียงเหนือ 18 กิโลเมตร ห่างจากชายแดนยูเครน-เบลารุส 16 กิโลเมตร และห่างจากกรุงเคียฟไปทางเหนือราว 110 กิโลเมตร เครื่องปฏิกรณ์ที่ 4 เป็นจุดเกิดภัยพิบัติเชียร์โนบีลเมื่อ พ.ศ. 2529  ภัยพิบัติเชียร์โนบีล
สวีเดนเป็นผู้ค้นหาแหล่งที่มาของกัมมันตภาพรังสี หลังจากที่พวกเขาได้พิจารณาแล้วว่าไม่มีการรั่วไหลที่โรงไฟฟ้าของสวีเดน ในตอนเที่ยงของวันที่ 28 เมษายน พวกเขาค้นพบเบาะแสแรกว่าเกิดปัญหานิวเคลียร์ร้ายแรงในทางตะวันตกของสหภาพโซเวียต ดังนั้นการอพยพของ Pripyat ในวันที่ 27 เมษายน หรือ 36 ชั่วโมงหลังจากการระเบิดครั้งแรกก็เสร็จสมบูรณ์อย่างเงียบ ๆ ก่อนที่ภัยพิบัติจะกลายเป็นที่รู้จักนอกสหภาพโซเวียต ในเวลานั้นการเพิ่มขึ้นของระดับรังสีได้มีการวัดเรียบร้อยแล้วในฟินแลนด์ แต่การนัดหยุดงานของข้าราชการพลเรือนทำให้การตอบสนองและข่าวล่าช้า[93] อาร์เทอร์ คอมป์ตัน
ราวเดือนกันยายน พ.ศ. 2487 อาร์เทอร์สร้างตัวเตาปฏิกรณ์ที่นิคมแฮนฟอร์ดเสร็จ อีกสองเดือนถัดมาแท่งยูเรเนียมชุดแรกได้ถูกใส่เข้าไปในเตา อีกสามเดือนถัดมาก็สามารถผลิตเป็นยูเรเนียมส่งไปยังลอสอะลามอส (Los Alamos) ภายใต้การควบคุมของเขาเอง[29] ด้วยความสำเร็จของโครงการ ทำให้เขา โรเบิร์ต ออปเพนไฮเมอร์ เออร์เนสต์ ลอว์เรนซ์ และเอ็นรีโก แฟร์มี เสนอให้ใช้ระเบิดนิวเคลียร์ทำสงครามกับญี่ปุ่น[30] จนได้รับเหรียญอิสริยาภรณ์ Medal of Merit [31] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
สำหรับประวัติเพิ่มเติม, โปรดดูที่เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, พลังงานนิวเคลียร์ และนิวเคลียร์ฟิชชั่น 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]. 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" เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
นิวตรอนถูกค้นพบในปี 1932. แนวคิดของปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ถูกสร้างขึ้นโดยนิวตรอนเป็นสื่อกลาง, ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ฮังการี Leó Szilárd, ในปี 1933. เขายื่นจดสิทธิบัตรสำหรับความคิดของเขาในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ง่ายในปีต่อมาขณะที่เขาทำงานที่กระทรวงทหารเรือในกรุงลอนดอน[12]. อย่างไรก็ตามความคิด Szilárd ไม่ได้รวมความคิดของนิวเคลียร์ฟิชชั่นว่าเป็นแหล่งของนิวตรอน, เนื่องจากกระบวนการนั้นยังไม่ได้ถูกค้นพบ. ความคิดของ Szilárd สำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์โดยการใช้ปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่กำเนิดจากนิวตรอนเป็นสื่อกลางในองค์ประกอบเบาได้พิสูจน์แล้วว่าทำงานไม่ได้. พลังงานนิวเคลียร์
ตั้งแต่พลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์เริ่มขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1950, ปี 2008 เป็นปีแรกที่ ไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใหม่ที่ถูกเชื่อมต่อกับกริด แม้ว่าจะมีสองเครื่องได้รับการเชื่อมต่อในปี 2009[87][88]. เซลล์แสงอาทิตย์
ปรากฏการณ์ของโฟโตโวลตาอิกถูกแสดงให้เห็นถึงด้วยการทดลองเป็นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสชื่อ A.E. Becquerel ในปี 1839 ตอนอายุ 19 เขาทำการทดลองในห้องปฏิบัติการ ของพ่อของเขา เขาได้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์เป็นตัวแรกของโลก ต่อมา Willoughby Smith ได้ อธิบาย"ผลของแสงบนซีลีเนียมระหว่างเดินทางของกระแสไฟฟ้า"เป็นครั้งแรกในบทความชิ้นหนึ่งที่ได้รับการตีพิมพ์ในฉบับ 20 กุมภาพันธ์ 1873 เรื่องธรรมชาติ อย่างไรก็ตามมันไม่มีอะไรเกิดขึ้นจนกระทั่งปี 1883 เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำด้วย solid state ได้ถูกสร้างขึ้นเป็นครั้งแรกโดย Charles Fritts ผู้เคลือบสารกึ่งตัวนำซีลีเนียมด้วยชั้นที่บางมากๆของทองเพื่อทำให้เป็นทางเชื่อม(English: junction) อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพประมาณ 1% เท่านั้น ในปี 1888 นักฟิสิกส์ชาวรัสเซียชื่อ Aleksandr Stoletov สร้างเซลล์แรกที่อยู่บนพื้นฐานของปรากฏการ์ณโฟโตโวลตาอิกด้านนอกที่ถูกค้นพบโดย Heinrich Hertz ก่อนหน้านี้ในปี 1887[3] 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]. เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
สถานีไฟฟ้านิวเคลียร์เชิงพาณิชย์สถานีแรกคือ Calder Hall ใน Sellafield, อังกฤษถูกเปิดในปี 1956 มีกำลังการผลิตเริ่มต้นจาก 50 เมกะวัตต์ (200 MW ในภายหลัง)[18][19]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ในเดือนพฤศจิกายน 2011 กัลฟ์เพาเวอร์ระบุว่าเมื่อสิ้นปี 2012 บริษัทหวังว่าจะเสร็จสิ้นการซื้อที่ดิน 4000 เอเคอร์ทางตอนเหนือของ Pensacola, ฟลอริด้าเพื่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ให้เป็นไปได้[95]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โดยทั่วไป โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ได้รับการออกแบบให้มีชีวิตประมาณ 30 ปี. โรงงานที่ใหม่กว่าถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่ 40 ถึง 60 ปี. 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] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
การอภิปรายพลังงานนิวเคลียร์เป็นเรื่องเกี่ยวกับความขัดแย้ง[57][58][59][60] ซึ่งได้ล้อมรอบการใช้งานและการใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิชชันในการผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับพลเรือน. การอภิปรายเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์ขึ้นสู่จุดสูงสุดในช่วงปี 1970 และ 1980 เมื่อมัน "ถึงจุดของความเข้มข้นเป็นประวัติการณ์ในประวัติศาสตร์ของการถกเถียงทางเทคโนโลยี" ในบางประเทศ[61][62]. 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
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. วิศวกรรมไฟฟ้า
โดยในปี ค.ศ. 1792 นั้น กัลวานี ได้ค้นพบกระแสไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิต ซึ่งงานนี้ได้ทำให้วอลตานั้นสามารถประดิษฐ์ โวลตาอิกไพล์ (voltaic pile) ซึ่งเป็นต้นแบบของแบตเตอรีไฟฟ้า ได้ในปี ค.ศ. 1800 ต่อมาในปี ค.ศ. 1820 จากการสังเกตพบความสัมพันธ์ของไฟฟ้าและแม่เหล็ก ของ ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด ในการทดลองที่กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านขดลวดสามารถเบนเข็มแม่เหล็กของเข็มทิศได้นั้น อองแปร์ได้ทำการศึกษาถึงความสัมพันธ์นี้และสร้างเป็น กฎของแอมแปร์ ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้านั้นถูกค้นพบโดยโอห์มในปี ค.ศ. 1827 เรียกกฎของโอห์ม หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1831 ฟาราเดย์ได้ค้นพบความสัมพันธ์การเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและการกำเนิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด ซึ่งรู้จักกันในนาม กฎของฟาราเดย์ ในปี ค.ศ. 1864 เจมส์ คลาร์ก แมกซ์เวลล์ ได้รวบรวมความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและไฟฟ้า ในรูปชุดของสมการทางคณิตศาสตร์ เรียกสมการของแมกซ์เวลล์ ซึ่งเป็นหัวใจของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic หรือ electrodynamic) ในปัจจุบัน และในปี 1873 เขาได้จัดพิมพ์ทฏษฎีไฟฟ้าและแม่เหล็กที่รวบรวมเป็นหนึ่งเดียวในหนังสือเรื่อง "ไฟฟ้าและแม่เหล็ก"[2] โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ปัญหาพื้นฐานที่เอื้อต่อความซับซ้อนของระบบไฟฟ้านิวเคลียร์คืออายุการใช้งานที่ยาวนานมากๆของมัน. ระยะเวลาตั้งแต่เริ่มต้นของการก่อสร้างสถานีพลังงานนิวเคลียร์เชิงพาณิชย์จนถึงการกำจัดที่ปลอดภัยของกากกัมมันตรังสีครั้งสุดท้ายของมันอาจกินเวลาถึง 100-150 ปี[23] 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
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]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
บทความหลัก: อุบัติเหตุพลังงานนิวเคลียร์ในแต่ละประเทศ เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (English: Nuclear Reactor) เป็นอุปกรณ์ที่ก่อกำเนิดและควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ลูกโซ่ (English: Nuclear chain reaction) อย่างยั่งยืน มันถูกนำมาใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในการผลิตไฟฟ้าและในการขับเคลื่อนเรือ ความร้อนจากนิวเคลียร์ฟิชชั่นถูกส่งไปให้กับของเหลว (น้ำหรือก๊าซ) ให้เป็นตัวทำงาน (English: working fluid) ของเหลวความร้อนสูงจะไหลไปหมุนกังหันเพื่อหมุนใบพัดเรือหรือหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไอน้ำที่สร้างโดยนิวเคลียร์ในหลักการสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนในกระบวนการอุตสาหกรรมหรือสำหรับให้ความร้อนชุมชน (English: district heating) เครื่องปฏิกรณ์บางเครื่องใช้ในการผลิตไอโซโทปสำหรับการใช้งานทางการแพทย์และอุตสาหกรรมหรือผลิตพลูโตเนียมสำหรับทำอาวุธ บางเครื่องก็ใช้สำหรับงานวิจัยเท่านั้น ทุกวันนี้มีประมาณ 450 เครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์ที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าในประมาณ 30 ประเทศทั่วโลก[1] พลังงานนิวเคลียร์
ในเดือนกันยายน 2011 ยักษ์ใหญ่ด้านวิศวกรรมเยอรมัน, ซีเมนส์, ประกาศว่าบริษัทจะถอนตัวออกทั้งหมดจากอุตสาหกรรมนิวเคลียร์, เป็นการตอบสนองต่อภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิม่าในประเทศญี่ปุ่น, และบอกว่าบริษัทจะไม่สร้างโรงไฟฟ้​​าพลังงานนิวเคลียร์อีกต่อไปไม่ว่าที่ใดๆในโลก. ประธานของบริษัท, ปีเตอร์ Loscher, กล่าวว่า "ซีเมนส์กำลังจะจบสิ้นแผนการที่จะให้ความร่วมมือกับ Rosatom, บริษัทพลังงานนิวเคลียร์ที่รัฐควบคุมของรัสเซีย, ในการก่อสร้างหลายสิบโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ทั่วรัสเซียตลอดสองทศวรรษที่กำลังมาถึง"[265][266]. นอกจากนี้ในเดือนกันยายน 2011, ผู้อำนวยการทั่วไปของ IAEA, Yukiya อะมาโนะ, กล่าวว่าภัยพิบัตินิวเคลียร์ญี่ปุ่น "ก่อให้เกิดความวิตกกังวลลึกๆของประชาชนทั่วโลกและทำความเสียหายกับความเชื่อมั่นในพลังงานนิวเคลียร์"[267]. พลังงานนิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่จะสร้างขึ้นที่ Vogtle คือเครื่องปฏิกรณ์รุ่นที่สามใหม่, AP1000, ที่ได้รับการบอกเล่าว่าจะมีการปรับปรุงความปลอดภัยเหนือกว่าของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานตัวเก่า[268]. อย่างไรก็ตาม John Ma วิศวกรโครงสร้างอาวุโสที่ NRC กังวลว่าบางส่วนของผิวเหล็กของ AP1000 จะเปราะมากจน "พลังงานกระทบ" จากการกระแทกของเครื่องบินหรือพายุกระหน่ำวิถีโค้งจะสามารถทำลายผนัง[275]. Edwin Lyman, นักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่ Union of Concerned Scientists ได้กังวลเกี่ยวกับความแข็งแรงของแท่งบรรจุเหล็กกล้าและโล่คอนกรีตที่สร้างรอบ AP1000[275][276]. โครงการแมนฮัตตัน
ในที่สุด เมื่อถึงวันที่ 16 กรกฎาคม ค.ศ. 1945 เวลา 05.30 น. ระเบิดปรมาณูลูกแรกของโลกก็ระเบิดที่กลางทะเลทรายในรัฐนิวเม็กซิโกห่างจากลอสอาลาโมสไปทางใต้เกือบ 200 ไมล์ เพื่อทดสอบว่าระเบิดปรมาณูจะระเบิดจริงตามทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์หรือไม่ และทันทีที่เห็นควันรูปดอกเห็ดขนาดใหญ่ปรากฏขึ้น พบว่าระเบิดมีพลังมากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์หวังไว้มาก นอกจากนั้นมีแสงสว่างจ้าเกิดขึ้นด้วย สว่างจนเด็กหญิงตาบอดที่อยู่ห่างหลายไมล์เห็นแสงระเบิดได้ในลอสอาลาโมส ผู้ที่ยังไม่หลับรู้ว่ามีแสงสว่างอันแปลกประหลาดนี้เกิดขึ้น 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]. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เป็นอุปกรณ์ที่จะเริ่มต้นและควบคุมปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ที่ยั่งยืน การใช้งานที่พบมากที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและการขับเคลื่อนเรือ เทคโนโลยีนิวเคลียร์
เมื่อมีการค้นพบก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง ความเข้าใจนี้ทำให้หลายประเทศเริ่มต้นโครงการที่จะตรวจสอบความเป็นไปได้ของการสร้างระเบิดปรมาณู - อาวุธที่ใช้ปฏิกิริยาฟิชชันในการสร้างพลังงานมากเกินกว่าที่จะสร้างขึ้นด้วยวัตถุระเบิดแบบสารเคมี โครงการแมนฮัตตัน ดำเนินการโดยประเทศสหรัฐอเมริกาด้วยความช่วยเหลือของสหราชอาณาจักรและแคนาดา ได้พัฒนาอาวุธที่ฟิชชันเป็นทวีคูณซึ่งถูกนำมาใช้กับญี่ปุ่นในปี 1945 ที่ฮิโรชิมาและนางาซากิ ในระหว่างโครงการ เครื่องปฏิกรณ์ปรมาณูครั้งแรกได้รับการพัฒนาเช่นกัน แม้ว่าพวกมันจะเป็นหลักในการผลิตอาวุธในเบื้องแรกและไม่ได้ผลิตกระแสไฟฟ้า โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะถูกใช้เป็นประจำในโหมด'ตามโหลด'ในขนาดที่ใหญ่ในประเทศฝรั่งเศส, แม้ว่า "มันเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่านี่ไม่ใช่สถานการณ์ทางเศรษฐกิจที่เหมาะสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์"[87]. หน่วย A ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ Biblis ของเยอรมันถูกออกแบบมาเพื่อให้มี-และลดการส่งออกพลังงานที่ 15% ต่อนาทีระหว่าง 40 และ 100% ของพลังงานโดยประมาณของมัน[88]. เครื่องปฏิกรณ์น้ำเดือดปกติมีความสามารถแบบ'ตามโหลด', ดำเนินการโดยการเปลี่ยนแปลงการไหลของน้ำหมุนเวียน. พลังงานนิวเคลียร์
ในฝรั่งเศส, ระหว่างปี 1975 ถึง 1977, ประชาชนราว 175,000 คนออกมาประท้วงต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในการเดินขบวนสิบครั้ง[64]. ในเยอรมนีตะวันตก, ระหว่างเดือนกุมภาพันธ์ปี 1975 ถึงเดือนเมษายน 1979, ประชาชนราว 280,000 คนเข้าร่วมในการเดินขบวนเจ็ดครั้งที่สถานที่ติดตั้งนิวเคลียร์. ยังมีความพยายามที่จะเข้ายึดในสถานีหลายครั้งอีกด้วย. ในผลพวงของอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์ในปี 1979, ประชาชนราว 120,000 คนเข้าร่วมการเดินขบวนต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในกรุงบอนน์[64]. ในเดือนพฤษภาคมปี 1979 ประชาชนราว 70,000 คนรวมทั้งผู้ว่าราชการจังหวัดแคลิฟอร์เนียในขณะนั้น, เจอร์รี่ บราวน์, เข้าร่วมการเดินขบวนและการชุมนุมต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์ในกรุงวอชิงตันดีซี[65]. กลุ่มพลังต่อต้านนิวเคลียร์เกิดขึ้นในทุกประเทศที่ได้มีโครงการไฟฟ้านิวเคลียร์. บางส่วนขององค์กรต่อต้านพลังงานนิวเคลียร์เหล่านี้จะถูกรายงานว่ามีการพัฒนาความเชี่ยวชาญอย่างมากในประเด็นการใช้พลังงานและการใช้พลังงานนิวเคลียร์[66]. 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 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] อุบัติเหตุนิวเคลียร์เกาะทรีไมล์
การเกิดอุบัติเหตุที่เกาะทรีไมล์เมื่อปี 1979 ไม่ได้เริ่มต้นการตายของอุตสาหกรรมพลังงานนิวเคลียร์สหรัฐ แต่ก็ได้หยุดยั้งการเจริญเติบโตของประวัติศาสตร์ของมัน นอกจากนี้ เนื่องจากผลของวิกฤตการณ์น้ำมันปี 1973 ก่อนหน้านี้และการวิเคราะห์หลังวิกฤติด้วยข้อสรุปว่าศักยภาพการผลิตในโหลดฐานมีมากจนล้น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่อยู่ในแผนสี่สิบตัวจึงได้ถูกยกเลิกไปเรียบร้อยแล้วก่อนที่จะเกิดอุบัติเหตุที่ TMI ในช่วงเวลาของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นที่ TMI โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ 129 โรงได้รับการอนุมัติ แต่ในจำนวนนั้น มีเพียง 53 โรงเท่านั้นที่เสร็จสมบูรณ์ (ซึ่งก็ไม่ได้อยู่ในการดำเนินงาน) ในระหว่างกระบวนการตรวจสอบที่ยาวนาน ด้วยความยุ่งยากจากภัยพิบัติเชอร์โนบิลในเจ็ดปีต่อมา ความต้องการมากมายของรัฐบาลกลางในการแก้ไขปัญหาด้านความปลอดภัยและข้อผิดพลาดของการออกแบบทำให้มีความเข้มงวดมากขึ้น ความขัดแย้งด้านนิวเคลียร์ในท้องถิ่นก็รุนแรงมากขึ้น เวลาในการก่อสร้างก็ยาวนานขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและค่าใช้จ่ายก็พุ่งสูงขึ้นเป็นจรวด จนกระทั่งปี 2012 สหรัฐไม่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ได้รับอนุญาตให้เริ่มการก่อสร้างตั้งแต่ปีก่อนอุบัติเหตุที่ TMI ไฟฟ้า
ในปีค.ศ. 1791 ลุยจิ กัลวานีได้ตีพิมพ์การค้นพบแม่เหล็กไฟฟ้าชีวภาพของเขาที่แสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าเป็นตัวกลางที่ผ่านสัญญาณจากเซลล์ประสาทไปสู่กล้ามเนื้อ[14] แบตเตอรี่ของอาเลสซานโดร โวลตา หรือเซลล์ซ้อนของโวลตาในคริสต์ทศวรรษ 1800 ที่ทำจากชั้นที่สลับซ้อนกันของสังกะสีและทองแดง เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ให้กับเหล่านักวิทยาศาสตร์มากกว่าเครื่องจักรไฟฟ้าสถิต (English: Electrostatic machine) ที่เคยใช้กันอยู่ก่อนหน้านี้ [14] การยอมรับในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ถึงความเป็นหนึ่งเดียวของปรากฏการณ์ไฟฟ้าและแม่เหล็กเป็นผลงานของ ฮันส์ คริสเทียน เออสเตดและอังเดร มารี แอมแปร์ในปี 1819-1820, ไมเคิล ฟาราเดย์ได้ประดิษฐ์มอเตอร์ไฟฟ้าในปีค.ศ. 1821 และจอร์จ ไซมอน โอห์มได้ใช้คณิตศาสตร์วิเคราะห์วงจรไฟฟ้าในปีค.ศ. 1827[14] ไฟฟ้าและแม่เหล็ก (และแสงสว่าง) ถูกเชื่อมกันในทางนิยามโดยเจมส์ เคริก แมกซเวลล์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากผลงาน "บนเส้นกายภาพของแรง" ของเขาในปี 1861 และปี 1862[15] สาธารณรัฐเตอร์กิสถานตะวันออกที่ 2
มาตราแรกของข้อตกลงนั้น อนุญาตให้โซเวียตเข้ามาพัฒนาเหมืองแร่ในซินเจียงได้[3] ทำให้หลังจากการลงนาม มีการสำรวจทางภูมิศาสตร์ในซินเจียงโดยโซเวียตเป็นจำนวนมากระหว่าง พ.ศ. 2483 – 2484 และพบแร่จำนวนมาก เช่น ยูเรเนียม เบริลเลียม ในภูเขาใกล้กัชการ์ และในบริเวณอัลไต แร่ธาตุจากเหมืองทั้งสองถูกขนส่งจากซินเจียงไปยังโซเวียตจนสิ้นปี พ.ศ. 2492 นักภูมิศาสตร์จากโซเวียตทำงานในซินเจียงจนถึง พ.ศ. 2498 เมื่อนีกีตา ครุชชอฟปฏิเสธความต้องการของเหมา เจ๋อตุงในการเข้าครอบครองเทคโนโลยีการผลิตอาวุธนิวเคลียร์ โครงการอะตอมของจีนเริ่มต้นโดยใช้โครงสร้างที่สร้างโดยโซเวียตในชูกูชักและอัลไตทางภาคเหนือของซินเจียง โครงสร้างเหล่านี้ โซเวียตใช้ในการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์และสร้างระเบิดนิวเคลียร์ลูกแรกของสหภาพโซเวียต ที่ทดลองในสหภาพโซเวียตเมื่อ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2492 พลังงานนิวเคลียร์
วิกฤตการณ์น้ำมันในปี 1973 มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในประเทศฝรั่งเศสและญี่ปุ่น, ซึ่งได้พึ่งพาน้ำมันมากขึ้นในการผลิตไฟฟ้าตลอดมา (39%[54] และ 73% ตามลำดับ) จึงตัดสินใจที่จะลงทุนในพลังงานนิวเคลียร์[55]. ฟิสิกส์นิวเคลียร์
การทดลองที่สำคัญที่อยู่เบื้องหลังการประกาศครั้งนี้เกิดขึ้นในปี 1910 ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ อย่างที่ทีมของเออร์เนส รัทเธอร์ฟอร์ดได้ดำเนินการทดลองที่น่าทึ่ง โดยที่นายฮันส์ ไกเกอร์และนายเออร์เนส Marsden ภายใต้การดูแลของเขาได้ยิงอนุภาคแอลฟา (นิวเคลียสของฮีเลียม) ไปที่ฟิล์มบางของฟอยล์ทองคำ 'รูปแบบของพลัมพุดดิ้ง'คาดการณ์ว่าอนุภาคแอลฟาน่าจะออกมาจากฟอยล์ที่มีวิถีโค้งของพวกมันงอเล็กน้อยเป็นส่วนใหญ่ รัทเธอร์ฟอร์ดมีความคิดที่จะสั่งให้ทีมงานของเขาที่จะมองหาบางสิ่งที่ตกใจเขาจะสังเกตเห็นจริง: อนุภาคไม่กี่ตัวกระจัดกระจายทะลุมุมขนาดใหญ่ แม้แต่วิ่งกลับหลังอย่างสมบูรณ์ในบางกรณี เขาเปรียบมันกับการยิงกระสุนไปที่กระดาษทิชชูและเห็นมันสะท้อนกลับ การค้นพบที่เริ่มต้นด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลของ Rutherford ในปี 1911 ในที่สุดนำไปสู่ Rutherford model ของอะตอมที่อะตอมมีขนาดที่เล็กมาก นิวเคลียสที่หนาแน่นมากประกอบด้วยมวลของมันเป็นส่วนใหญ่ และที่ประกอบด้วยอนุภาคหนักที่มีประจุบวกกับอิเล็กตรอนที่ฝังตัวเพื่อที่จะสร้างความสมดุลของประจุรวม (เนื่องจากตอนนั้นนิวตรอนยังไม่เป็นที่รู้จัก) ตัวอย่างเช่นในรูปแบบนี้ (ซึ่งไม่ได้เป็นแบบที่ทันสมัย) ไนโตรเจน-14 ประกอบด้วยหนึ่งนิวเคลียสที่มี 14 โปรตอนและ 7 อิเล็กตรอน(อนุภาครวมเป็น 21) และนิวเคลียสถูกล้อมรอบด้วยอีก 7 อิเล็กตรอนที่โคจรล้อมรอบ เทคโนโลยีนิวเคลียร์
ตั้งแต่การระเบิดที่สองเมืองนั้น, ไม่มีอาวุธนิวเคลียร์ได้ถูกนำไปใช้อย่างก้าวร้าว. อย่างไรก็ตาม, พวกมันกระตุ้นให้เกิดการแข่งขันด้านอาวุธเพื่อพัฒนาระเบิดที่ทำลายล้างได้มากขึ้นเพื่อยับยั้งนิวเคลียร์. เพียงสี่ปีต่อมาเมื่อวันที่ 29 สิงหาคม 1949, สหภาพโซเวียตได้จุดระเบิดอาวุธฟิชชัน RDS-1 เป็นครั้งแรก. สหราชอาณาจักรทำตามเมื่อ 2 ตุลาคม 1952; ฝรั่งเศสเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 1960; และประเทศจีน. ประมาณครึ่งหนึ่งของผู้รอดชีวิตจากฮิโรชิมาและนางาซากิเสียชีวิต 2-5 ปีหลังจากนั้นเนื่องจากการสัมผัสรังสี. อาวุธรังสี () เป็นชนิดหนึ่งของอาวุธนิวเคลียร์ที่ออกแบบมาเพื่อแจกจ่ายวัสดุนิวเคลียร์ที่เป็นอันตรายในพื้นที่ของศัตรู. อาวุธดังกล่าวจะไม่ได้มีความสามารถในการระเบิดของฟิชชันหรือฟิวชั่น, แต่จะฆ่าคนจำนวนมากและปนเปื้อนพื้นที่ขนาดใหญ่. อาวุธรังสีไม่เคยถูกนำไปใช้. ในขณะที่มีการพิจารณาว่าไร้ประโยชน์โดยกองทัพธรรมดา, อาวุธดังกล่าวเพิ่มความกังวลเกี่ยวกับการก่อการร้ายนิวเคลียร์. โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
ฝ่ายเสนอยืนยันว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานที่ยั่งยืนซึ่งช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และสามารถเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงานถ้าการใช้ของมันสามารถทดแทน การพึ่งพาการนำเข้าเชื้อเพลิงได้[63]. ฝ่ายเสนอให้แนวคิดเพิ่มเติมว่าพลังงานนิวเคลียร์แทบจะไม่ได้ผลิตมลพิษทางอากาศ, ในทางตรงกันข้ามกับทางเลือกที่ใช้งานอยู่ของเชื้อเพลิงฟอสซิลชั้นนำ. ฝ่ายเสนอยังเชื่อว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นแนงทางที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียวเท่านั้นเพื่อที่จะบรรลุความเป็นอิสระด้านพลังงานสำหรับประเทศตะวันตกส่วนใหญ่. พวกเขาเน้นว่ามีความเสี่ยงทั้งหลายในการจัดเก็บขยะเป็นเรื่องเล็กน้อยและสามารถลดความเสี่ยงลงต่อไปได้อีกโดยใช้เทคโนโลยีใหม่ล่าสุดในเครื่องปฏิกรณ์รุ่นใหม่และความปลอดภัยในการปฏิบัติงานในโลกตะวันตกได้รับการบันทึกว่าได้ผลเป็นเลิศเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าชนิดอื่น ๆ ที่สำคัญ[64]. 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 พลังงานนิวเคลียร์
ต่อมาในปี 1954 ลูอิส สเตราส์ ประธานของคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูสหรัฐอเมริกาในขณะนั้น (AEC สหรัฐอเมริกา, บรรพบุรุษของคณะกรรมการกำกับกิจการพลังงานสหรัฐอเมริกาและกรมพลังงานสหรัฐ), พูดถึงไฟฟ้าในอนาคตว่าเป็นของ "ราคาถูกเกินกว่าที่จะคิดมิเตอร์"[42]. สเตราส์อาจจะหมายถึงไฮโดรเจนฟิวชั่น[43], ซึ่งในเวลานั้นกำลังได้รับการพัฒนาอย่างลับๆโดยเป็นส่วนหนึ่งของ'โครงการเชอร์วู้ด', แต่คำพูดของสเตราส์ได้รับการตีความว่าเป็นสัญญาอันหนึ่งของพลังงานราคาถูกมากจากนิวเคลียร์ฟิชชัน. ตัว AEC ของสหรัฐเองได้ออกคำเบิกความที่ไกลความจริงมากขึ้นเกี่ยวกับนิวเคลียร์ฟิชชันต่อสภาคองเกรสสหรัฐเพียงไม่กี่เดือนก่อนหน้านั้น, ที่คาดว่า "ค่าใช้จ่ายสามารถทำให้ลดลงไป ... [ที่] ... ประมาณว่าเท่ากับค่าใช้จ่ายของการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งเดิม .. "[44]. ความผิดหวังที่สำคัญจะพัฒนาต่อไปในภายหลังเมื่อโรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ใหม่ไม่ได้ให้พลังงานที่ "ถูกเกินกว่าที่จะคิดมิเตอร์". เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
ไม่นานหลังจากโครงการเสาเข็มชิคาโก, กองทัพสหรัฐได้พัฒนาเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จำนวนมากสำหรับ'โครงการแมนฮัตตัน'ที่จะเริ่มในปี 1943. วัตถุประสงค์หลักสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่ที่สุด (ติดตั้งที่ Hanford ในรัฐวอชิงตัน) ก็คือเพื่อผลิตพลูโตเนียมจำนวนมากๆสำหรับอาวุธนิวเคลียร์. Fermi และ Szilard ยื่นจดสิทธิบัตรสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในวันที่ 19 ธันวาคม 1944. การอนุมัติถูกเลื่อนออกไปเป็นเวลา 10 ปีเพราะเป็นความลับของสงคราม[14]. พลังงานนิวเคลียร์
บทความหลัก: โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ประเทศอิหร่าน
แนวโน้มลักษณะประชากรและการเปลี่ยนเป็นอุตสาหกรรมที่มีมากขึ้นส่งผลให้ความต้องการกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 8% ต่อปี เป้าหมายของรัฐบาลที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าให้ได้วันละ 53,000 เมกะวัตต์ ภายใน พ.ศ. 2553 โดยการสร้างโรงไฟฟ้าพลังแก๊สและเพิ่มกำลังการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานน้ำและพลังงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์บูเชห์‎ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกในอิหร่านที่บูเชห์ เริ่มผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อวันที่ 3 กันยายน พ.ศ. 2554 พลังงานนิวเคลียร์
ในประเทศสหรัฐอเมริกา, ที่ทั้ง Fermi และ Szilárd ได้อพยพเข้าไป, นี้นำไปสู่​​การสร้างเครื่องปฏิกรณ์ด่วยมือมนุษย์เป็นครั้งแรก, ที่รู้จักกันในชื่อ Chicago Pile-1, ซึ่งประสบความสำเร็จเกี่ยวกับสารวิกฤตในเดือน 2 ธันวาคม 1942. งานชิ้นนี้กลายเป็นส่วนหนึ่งของโครงการแมนฮัตตัน, ซึ่งทำให้ได้ยูเรเนียมสมรรถนะสูงและได้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ขนาดใหญ่จะก่อให้เกิดพลูโตเนียมสำหรับใช้ในอาวุธนิวเคลียร์ครั้งแรก, ซึ่งต่อมาถูกนำมาใช้ในการทำลายเมืองฮิโรชิมาและนางาซากิ. 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 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 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 เนบิวลาปู
ณ ใจกลางเนบิวลาปูเป็นที่อยู่ของพัลซาร์ปู ดาวนิวตรอนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 28-30 กิโลเมตร[5] ซึ่งปลดปล่อยรังสีตั้งแต่รังสีแกมมาไปจนถึงคลื่นวิทยุด้วยอัตราการหมุน 30.2 รอบต่อวินาที เนบิวลาปูเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์วัตถุแรกที่สามารถระบุได้จากการระเบิดซูเปอร์โนวาในประวัติศาสตร์ พลังงานนิวเคลียร์
อุบัติเหตุนิวเคลียร์และการกระจายรังสีที่เกิดขึ้นบางครั้งมีตวามร้ายแรง. เบนจามิน เค Sovacool ได้รายงานว่า ทั่วโลกมีอุบัติเหตุเกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ 99 ครั้ง[160]. ห้าสิบเจ็ดครั้งเกิดขึ้นตั้งแต่ภัยพิบัติเชอร์โนบิล, และ 57% (56 จาก 99) ของการเกิดอุบัติเหตุที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียร์ทั้งหมดได้เกิดขึ้นใน USA[160][161]. ภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟูกูชิมะแห่งที่หนึ่ง
จำนวนมากของบทเรียนระบบความปลอดภัยปฏิกรณ์นิวเคลียร์เกิดขึ้นจากเหตุการณ์ ที่ชัดเจนที่สุดคือที่ในพื้นที่เกิดสึนามิได้ง่าย กำแพงทะเลของโรงไฟฟ้าจะต้องมีความสูงและแข็งแกร่งอย่างเพียงพอ ที่โรงไฟฟ้​​านิวเคลียร์ Onagawa ที่อยู่ใกล้กับศูนย์กลางของแผ่นดินไหวและคลื่นสึนามิเมื่อวันที่ 11 มีนาคมมากกว่า กำแพงทะเลสูง 14 เมตรและประสบความสำเร็จในการทนต่อเหตุการณ์สึนามิ สามารถป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายร้ายแรงและการปลดปล่อยกัมมันตภาพรังสี ประเทศเกาหลีเหนือกับอาวุธอานุภาพทำลายล้างสูง
ในเดือนเมษายน 2552 รายงานเปิดเผยว่าประเทศเกาหลีเหนือกลายเป็น "รัฐนิวเคลียร์โตสมบูรณ์" (fully fledged nuclear power) เป็นความเห็นที่ผู้อำนวยการใหญ่ทบวงการพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ (IAEA) มุฮัมมัด อัลบะรอดะอี แบ่งปัน[6] วันที่ 25 พฤษภาคม 2552 ประเทศเกาหลีเหนือทดลองนิวเคลียร์ครั้งที่สอง ทำให้เกิดแรงระเบิดที่ประมาณระหว่าง 2 ถึง 7 กิโลตัน[7] การทดลองเมื่อปี 2552 เช่นเดียวกับการทดลองปี 2549 เชื่อว่าเกิดที่มันทัพซัน (Mantapsan) เทศมณฑลคิลจู (Kilju County) ในส่วนตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศเกาหลีเหนือ[8] ประเทศไทย
ในปี 2554 ประเทศไทยมีสมรรถภาพติดตั้งผลิตไฟฟ้าประมาณ 32.4 กิกะวัตต์ โดยผลิตจากแก๊สธรรมชาติมากที่สุด (71%) ประเทศไทยคิดสนับสนุนพลังงานนิวเคลียร์เพื่อลดการพึ่งพาแก๊สธรรมชาติ แต่หลังภัยพิบัตินิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิชิในปีนั้น ทำให้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกที่เสนอถูกเลื่อนไปหลังปี 2569[120] ผลกระทบฮอลล์
ผลกระทบฮอลล์ถูกค้นพบในปี 1879 โดยนายเอ็ดวิน เฮอร์เบิร์ต ฮอลล์ในขณะที่เขากำลังอยู่ระหว่างการศึกษาระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในเมืองบัลติมอร์ รัฐแมรีแลนด์[2] เขาทำการวัดผลกระทบเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ที่เขาใช้ เป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่เกิดขึ้น 18 ปีก่อนการค้นพบอิเล็กตรอนและถูกเผยแพร่ภายใต้ชื่อ "บนกิจกรรมใหม่ของแม่เหล็กที่กระทำบนกระแสไฟฟ้า"[3][4] ภัยพิบัติเชียร์โนบีล
ภัยพิบัติเชียร์โนบีล[1] ([Чорнобильська катастрофа, Čornobyľśka katastrofa]error: {{lang-xx}}: text has italic markup (help); English: Chernobyl disaster) เป็นอุบัติเหตุทางนิวเคลียร์ขั้นร้ายแรงที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 26 เมษายน ค.ศ. 1986 ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชียร์โนบีล ตั้งอยู่ที่นิคมเชียร์โนบีล ริมฝั่งแม่น้ำนีเปอร์ ใกล้เมืองพริเพียต แคว้นเคียฟ ทางตอนเหนือของยูเครน ใกล้ชายแดนเบลารุส (ในขณะนั้นยูเครนและเบลารุสยังเป็นส่วนหนึ่งของสหภาพโซเวียต) อุบัติเหตุที่เชียร์โนบีลนี้เป็นอุบัติเหตุที่เกิดกับโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ที่ร้ายแรงที่สุดในประวัติศาสตร์ในแง่ของค่าใช้จ่ายและชีวิต