אנרגיה גרעינית

מתוך אקו-ויקי, מקום מפגש בנושאי אקולוגיה, חברה וכלכלה.
(הופנה מהדף כור גרעיני)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

אנרגיה גרעינית (באנגלית: Nuclear power) או אנרגיה אטומית היא שימוש באנרגיה הנובע מביקוע גרעיני להפקת חום וחשמל. נכון לשנת 2012 מספקים כורי כוח גרעיניים האזרחיים, כ-5.7% ממשק האנרגיה העולמי וכ-13% מסך החשמל בעולם.[1] הדלק הגרעיני מיוצר בדרך כלל ישירות מהיסוד אורניום, ולעיתים מפלוטוניום או יסודות כבדים יותר.

תחנת כוח גרעינית בשוויץ

עופרות אורניום נמצאות בקרקע בריכוזים נמוכים והן נכרות נכון ל-2014 ב-19 מדינות. אורניום זה משמש בכורים אטומיים לייצור חשמל יחד עם אורניום-235 כדי ליצור חום שמחמם מים ליצירת קיטור לשם סיבוב טורבינה וייצור חשמל. בשנת 2013 דווחה סוכנות האנרגיה האטומית הבינלאומית על קיומם של 437 כור גרעיני (חלקם בלתי פעילים ולא כולם מייצרים חשמל) שפועלים ב-31 מדינות,[1] כמו כן נבנו מעל 150 כלי שייט גדולים (ספינות מטוסים, צוללות) המשתמשים במנוע גרעיני.

יתרונות וחסרונות של אנרגיה גרעינית

קיים ויכוח מתמשך על השימוש והבטיחות של שימוש באנרגיה גרעינית. תומכים בנושא כמו סוכנות האנרגיה האטומית וגופים נוספים טוענים כי אנרגיה גרעינית היא מקור אנרגיה בת קיימא ומתחדשת שמוריד את הפליטות של פחמן דו חמצני לאטמוספירה ומקטין את הבעיה של התחממות עולמית. מתנגדים כמו ארגון גרינפיס טוענים כי אנרגיה גרעינית מהווה סיכון מהותי לבני אדם ולסביבה הטבעית.

יתרון מרכזי של האנרגיה הגרעינית היא היותה חלופה זמינה לדלק מחצבי כמו נפט, פחם וגז טבעי.

סכנה של תאונה גרעינית וחשיפה לטרור

הכורים הגרעיניים הקיימים היום חשופים לתאונה, אסון טבע, התקפה בזמן מלחמה, או פעולת טרור. כל אחד מהם עלול ליצור אסון גרעיני ודליפה רדיואקטיבית שתפגע באיזור רחב ובאלפי בני אדם. בתאונת אי שלושת המילין שאירעה בארצות הברית בשנת 1979 שוחררו גזים רדיואקטיביים לאטמוספירה, אך לא נפגעו בני אדם. בשנת 1986 התרחשה תאונה חמורה בהרבה באוקראינה, דאז רפובליקה של ברית המועצות, באסון צ'רנוביל, בעקבותיו כ-300 אלף תושבים פונו מבתיהם עקב דליפה רדיואקטיבית מתחנת כח גרעינית ועד היום שטח נרחב מסביב לכור אסור לכניסה של בני אדם. האסון הגרעיני בפוקושימה שהתרחש בשנת 2011 היא התאונה הגרעינית החמורה מאז צ'רנוביל, וכתוצאה פונו מבתיהם כ-500,000 תושבים בטווח של 30 ק"מ ממקום התאונה.

כורים גרעיניים עלולים להיות גם יעד לטרור או פגיעה בזמן מלחמה. ארגוני טרור עלולים לנסות ליזום תאונה בכור והכור עלול להיות יעד להפצצה מצד מדינות עויינות. יעד טרור מסוכן לא פחות הוא הדלק הגרעיני הישן שעלול להגיע לידי ארגוני טרור או למדינות ששואפות להשיג אורניום לשם בניית פצצה גרעינית או לשם בניית "פצצה מלוכלכת".

פסולת רדיואקטיבית

לאחר השימוש באורניום במסגרת הכור הגרעיני, נוצר פלוטוניום שיכול לשמש לשם הכנת פצצה אטומית או לשם הכנת פצצה מלוכלכת - פצצה שתפזר זיהום רדיואקטיבי בלי הנזק של הפיצוץ האטומי עצמו. מתקני גרעין מייצרים בכל שנה 200 אלף מטרים מעוקבים (קוב) של פסולת רדיואקטיבית נמוכה ובינונית ו-10 אלף מטרים מעוקבים של פסולת רדיואקטיבית גבוהה בכל שנה.

השימוש בדלק גרעיני והפסולת הרדיואקטיבית של תעשיית הגרעין מסוכנים מאוד לבני אדם ולחיים בכלל. זיהום רדיואקטיבי שנפלט להסביבה הטבעית על ידי שפיכה, תאונה או פיצוץ עלול להיכנס לשרשת המזון ומשם לעבור הצטברות ביולוגית ולהפוך לזיהום במזון.

חשיפה חיצונית או פנימית לזיהום רדיואקטיבי עלול לגרום לשבירה מאסיבית של ה-DNA ולגרום למומים בעוברים, סרטן, לנזקים ברקמות ולמוות. ארגון האומות המאוחדות העריך בשנת 2008 כי החשיפה השנתית הממוצעת בקרב בני אדם לקרינה כללה 0.01 מילי-זיוורט (mSv) כתוצאה מניסויים בנשק אטומי שהתרחשו בעבר, 2.0 mSv כתוצאה מקרינה מרדיו-איזוטופים טבעיים ו-0.4 mSv כתוצאה מקרינה קוסמית. כל החשיפות הללו משתנות על פי מיקום. כמה רדיו-איזוטופים בפסולת גרעינית פולטים קרינה מזיקה לתקופות של 4.5 מיליארדי שנים או יותר מכך.

אחסון של פסולת גרעינית מצוי בסכנה של דליפה עקב רשלנות, וכן יש אסונות טבע (צונאמי, רעידות אדמה) ואפשרות של גניבה לשם שימוש ב טרור גרעיני. אחסון הפסולת, ההשלכות הבריאותיות והסיכונים מדלק גרעיני ממשיכים להיות נושא לוויכוח והופכים את תעשיית הגרעין לשנויה במחלוקת.

כריית האורניום

נוסף לבעיות של תאונות, כרייה והפקת חומר הגלם לכורים, אורניום היא יקרה, מסוכנת ומזהמת. האורניום הוא משאב מתכלה ונדיר ולכן ניתן לחשב את האנרגיה הגרעינית כסוג של אנרגיה מחצבית. הפקת האורניום והאנרגיה הגרעינית כולה עלולה להתייקר ולהיקלע לקשיים עקב שיא תפוקת האורניום.

תפעול הכור והתיישנות שלו

הרחבת תעשיית הכורים הגרעיניים נשענת כיום על סובסידיות שונות.

הכור הגרעיני עצמו הופך באופן איטי לרדיו-אקטיבי ומסוכן. עבודות התחזוקה בכור הופכות להיות יותר ויותר קשות. כמו כן בכורים גרעיניים ישנים מתגלים מדי פעם בעיות מבניות ובעיות שלא חשבו עליהן בעבר. ולכן יש הכרח לפנות את המבנה ולנטרל אותו לאחר כמה עשרות שנות פעילות.

נטרול ופרוק הכור הגרעיני

לאחר שתחנת כוח גרעינית נסגרת יש תהליך ארוך של פרוק הכור והתחנה עצמה ואחסון בטוח של חומרי הבנייה.

לדוגמה הכור הגרעיני בפורט קאלהון עבר הצפה בשנת 2011. בעקבות ההצפה הכור עבר ביקורת שהעלתה כי היו בו בעיות מבניות שונות שלא דווחו במשך עשרות שנים. בעקבות כך בשנת 2016 נסגר הכור. הנהלת חברת החשמל שמתפעלת את הכור שוקלת שתי שיטות פרוק. שיטה אחת שבאה בחשבון היא Safstor method שבה שומרים על המתקן במשך 40 עד 60 שנה לפני הפרוק שלו. שיטה זו תעלה כ 1.2 מיליארד דולר עד 2055. שיטה אחרת שבאה בחשבון היא Decon method שבה האתר יפורק תוך 5 שנים ויעלה כ-מיליארד דולר. ‏[2]

פרוק של חומרי הבנייה של הכור מחייב איכסון של החומרים הרדיו אקטיביים במקום בטוח למשך תקופה ארוכה יותר.

לרוב, לא מחשיבים עלויות אלה במסגרת הניתוח הכלכלי והאנרגטי לכדאיות השימוש בכורים גרעיניים.

מומחה האנרגיה, האווארד ת. אודום טען שאם מתחשבים בעלויות האנרגטיות במהלך מחזור החיים של הכור ההחזר האנרגטי שלו הוא שלילי - משקיעים בו יותר אנרגיה יחסית למה שהוא נותן.

תכנון עתידי של כורי ביקוע

קיימים תכנונים עתידיים לכורים גרעיניים שאמורים להיות בטוחים יותר ויקטינו בעיות של תאונות ושל פסולת גרעיני. לדוגמה קיימים תכנונים של מגבר אנרגיה או "כורי דגירה". כמו כן קיימים תכנונים לכורים שיפעלו על חומרי ביקוע אחרים מלבד אורניום כמו תוריום.

לדלק תוריום יש כמה יתרונות פוטנציאליים על פני כורי אורניום רגילים: תוריום הוא נפוץ יותר מאורניום, הוא בעל תכונות פיסיקליות וגרעיניות טובות יותר מאשר האורניום, והוא עמיד יותר בפני ניסיונות להפוך אותו לנשק גרעיני והוא מייצר פחות פלוטוניום.

היתוך גרעיני

קיימת כוונה עתידית להשתמש באנרגיית היתוך גרעיני, אולם מלבד כוח היתוך טבעי (השמש) וכוח היתוך בלתי מרוסן (פצצת מימן), זהו ממשיך להיות תחום בשלבי המחקר בפיזיקה ובהנדסה ולא פתרון מעשי. נכון לשנת 2014, לא ידועה דרך להקים כור היתוך שיפיק יותר אנרגיה מכמות האנרגיה המושקעת בו. פרויקט איטר שהוא היוזמה הרצינית ביותר בתחום עד כה, הוא כור מחקרי שמוקם בשיתוף פעולה של כמה ממשלות, דורש השקעה של עשרות מיליארדי דולרים, ואמור לייצר אנרגיה למשך 500 שניות לכל היותר, תוך כדי הפסד אנרגטי.

חברת לוקהיד מרטין משקיעה בניסיונות לבצע ״היתוך גרעיני קומפקטי״:[2]

יותר מ-60 שנה מאז בוצעו הנסיונות הראשונים בתחום של היתוך גרעיני, הפקה מסחרית של אנרגיה מאנרגיית היתוך היא דבר בלתי סביר לפני שנת 2050. [3]

ראו גם

קישורים חיצוניים

אנרגיה גרעינית בישראל

הערות שוליים

  1. ^ Key World Energy Statistics 2012, סוכנות האנרגיה הבינלאומית, 2012
  2. ^ Rohman, Katie. "UPDATED: OPPD management chooses FCS decommissioning option". Washington County Pilot Tribune and Enterprise . Jun 14, 2016
  3. ^ Beyond ITER, The ITER Project, Information Services, Princeton Plasma Physics Laboratory
אנרגיה

מושגים: אקסרגיהאנטרופיההחוק השני של התרמודינמיקההחזר אנרגיה על השקעת אנרגיהאנרגיה גלומהיחידות מידה לאנרגיה

אנרגיה

אנרגיה כלכלה וסביבה: משק האנרגיה העולמימשאבים מתכליםדלק מחצביפחםנפטגז טבעיאנרגיה גרעיניתבסיס אנרגטי לכלכלהייצור ראשונישיא תפוקת הנפטשיא תפוקת הפחםהתחממות עולמיתזיהום אווירעקרון העוצמה המקסימליתחקלאות ואנרגיה

אנרגיה מתחדשת: אנרגיה סולאריתאנרגיית רוחאנרגיה גאותרמיתייצור ראשוניאנרגיית יםביו דיזלאנרגיית גלי יםדלק אצותמשאבת חוםתנור שמשכבשן סולאריתאורת אור יוםכלי תחבורה מונעי רוחאנרגיה בת קיימא - ללא האוויר החם

שימור אנרגיה: פרדוקס ג'בונסBedZEDתחבורת אופנייםעירוניות מתחדשתבנייה ירוקהתאורת אור יוםצמחונותהתייעלות אנרגטית

אנרגיה בישראל: משק האנרגיה בישראלגז טבעי בישראלאנרגיה מתחדשת בישראלאנרגיה סולארית בישראלמוסד שמואל נאמןבתי זיקוק לנפטהחברה לאנרגיה מתחדשת אילת-אילות