Transcript Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Áldás, vagy átok? az ATOMENERGIA Dr. Sükösd Csaba Nukleáris Technika Tanszék Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem 2004.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Áldás, vagy átok?
az
ATOMENERGIA
Dr. Sükösd Csaba
Nukleáris Technika Tanszék
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
2004. március 16. Toldy Gimnázium, Budapest
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Energia: A társadalmi fejlődés előfeltétele! (ÁLDÁS)
Ősember: saját kétkezi munka: „emberi energia”
Ókor és középkor: háziállatok munkavégzése: „állati energia”
Ipari forradalom: „energiaforrások” (szén, olaj,gáz)
gőzgép,
robbanómotor
Energia: Szennyezi a környezetet ! (ÁTOK)
Szén elégetése: C+O2
CO2 + füstgázok + salak.
Égéshő: 1.0 …3.0 (x107 J/kg)
~2,0…6,0 x 10-19 J/reakció
1 kg (tiszta) szén elégetése ~ 2,7 kg (~1890 liter) oxigént fogyaszt!
Szénhidrogének elégetése: CH4+3O2
CO2+2H2O.
Égéshő: 3,98 x107 J/kg
~10,0 x 10-19 J/reakció
1 kg metán elégetése
~ 6,0 kg (~4200 liter) oxigént fogyaszt!
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Miért „szennyező” a CO2? (Hiszen „természetes” anyag…)
Üvegházhatás: A Földi atmoszféra egy finoman hangolt
„klímaberendezés”.
Nap (6000 fokos
hősugárzás)
Légkör (szűrő): 6000 fokos
20 fokos sugárzást
hősugárzást
részben
átengedi,
visszaveri (CO2)
Föld (20 fokos hőmérséklet)
Növekvő CO2 tartalom
növekvő visszaverődés
növekvő hőmérséklet
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
A föld átlaghőmérsékletének változása
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
A Föld hőmérséklet-növekedésének hatásai :
• Jéghegyek olvadnak
tengervíz szintje emelkedik (Hollandia?)
• Nem egyenletesen növekszik a hőmérséklet
• Egyenlítőn jobban, mint a sarkokon hőm. különbség nő
• Nő az áramlások ereje
tornádók, viharok, árvizek
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Ha átok: Szüntessük meg az energiatermelést! Térjünk vissza az
„idilli” XVIII századba! (Tiszta levegő, erdők, folyók…)
Csakhogy: a XVIII. században az emberiség létszáma kb. 0,5 milliárd,
a XXI. században már 6 milliárd fölött!
Ahhoz, hogy ennyi ember megéljen a Földön,
energiára és fejlett technikára van szükség !
Van megoldás?
Olyan energiaforrás kell, amely nem bocsát ki CO2-t!
•„Megújuló” energiaforrások (napenergia, víz, szél)
• Atomenergia
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Megújuló energiaforrások problémái:
Napenergia:
• híg (nagy teljesítményhez nagy felületet kell lefedni
klíma?)
• nem akkor áll rendelkezésre, amikor kell (pl. télen, éjjel…)
• nem ott áll rendelkezésre, ahol kell (északi országok…)
Vízenergia:
• nem ott áll rendelkezésre, ahol kell (földrajzi adottságok…)
• nem sok tartalék van (ahol érdemes, már kihasználták)
• esetenként káros ökológiai hatások (Bős-Nagymaros)
Szélenergia:
• híg (sok szélkerék kell
káros hatás az állatvilágra)
• nem akkor áll rendelkezésre, amikor kell (nem mindig fúj a szél)
• nem ott áll rendelkezésre, ahol kell (földrajzi adottságok…)
Konklúzió: 2050-ig az összes megújuló részaránya max 25% lesz !
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Az atomenergia
Alapfolyamat:
maghasadás: n + 235U
hasadványok + 2,4 n + energia
Felszabaduló energia: 320 000 000 x10-19 J/reakció
kémiai: ~
10 x10-19 J/reakció
Ugyanakkora energia megtermeléséhez 32 milliószor kevesebb
anyag szükséges!
Sokmilliószor kevesebb hulladék is marad.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Megvalósítás: neutronos láncreakció:
Ni+1
Neutronok sokszorozása: keff= N
i
Ha
keff
> 1 akkor növekvő teljesítmény
= 1 akkor állandó teljesítmény
< 1 akkor csökkenő teljesítmény
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Kiszökés arányának csökkentése: méret növelése
kritikus tömeg
(kiszökés a felülettel arányos ~ R2 ,
hasadás és elnyelés a térfogattal: ~R3
Tehát: (kiszökés/egyéb) ~ 1/R , azaz a méret növelésével csökken.)
Hasadás arányának növelése:
• 235U arányának növelése (dúsítás) Természetes uránban csak 0,71%
Pakson ~ 3%
• neutronok lelassítása (moderálás) Víz, grafit, nehézvíz
Paks: víz,
Csernovoda(Románia): nehézvíz
Csernobil: grafit
Szabályozás: neutron-elnyelő anyagokkal (B /bór/, Cd /kadmium/):
• szabályozó rudak
• vízben oldott neutronelnyelő anyag (bórsav)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Atomerőmű elvi felépítése (ilyen a paksi is):
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Az atomerőmű hátrányai:
„Veszélyes üzem -I”: radioaktív anyagokat bocsát ki
Összehasonlítás: a lakosság sugárterhelése
a természetes eredetű háttérsugárzásból: ~2,4 mSv/év
az atomerőművektől: ~0,002 mSv/év (Ez sok?)
„Veszélyes üzem -II”: súlyos balesetek lehetségesek
Az eddigi legsúlyosabb baleset (Csernobil) várhatóan 3000
életet követel 30 év alatt (az egész világon).
Összehasonlítás: szénbányákban 30 év alatt ennél jóval
több áldozat volt (az elmúlt 30 év alatt kb. 12000).
Műszaki gátak! FOLYAMATOS BIZTONSÁGNÖVELÉS!
„Radioaktív hulladékok”: A radioaktív anyagok bomlanak
(felezési idő). A kis aktivitású hulladékok biztonságos tárolása
megoldott. Hosszú felezési idejű (kis mennyiség!) anyagok
átalakításának (transzmutáció) kutatása folyik.
Összehasonlítás: a nehézfémek (vegyipar) nem bomlanak.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Az atomerőmű előnyei:
„Sűrű”: kis anyagmennyiségből nagy energia
(bányászat, üzemanyag, hulladékok mennyisége
kisebb, szállítás olcsóbb)
Bárhol telepíthető (földrajzilag): nem igényel különleges
földrajzi adottságokat, mint a nap- víz- vagy
szélenergia
Bármilyen évszakban és napszakban működik: nem függ
külső tényezőktől, mint a nap- vagy szélenergia
Nem termel CO2-t: segít megőrizni a Föld klímáját (az autók
úgyis sok CO2-t bocsátanak ki).
Több éves üzemanyag-tartalék halmozható fel: kis tömeg miatt
akár 3-4 éves tartalék képzése
energiaellátás
függetlensége
Olcsó: Magyarországon (is) a paksi áram a legolcsóbb
(kb. harmada, mint a szénerőműveké)
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Tehát: áldás, vagy átok az atomenergia?
Akármelyik is, biztosan szükségünk lesz rá, még legalább 50 évig!
Okos fegyelemmel:
áldás
Felelőtlen hanyagsággal : átok.
Rajtunk áll. Vajon mi magyarok
melyik kategóriába tartozunk?
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi
Egyetem
Köszönöm megtisztelő figyelmüket !