لماذا يجب أن تكون الطاقة النووية جزءًا من حل الطاقة

79

عارض العديد من دعاة حماية البيئة الطاقة النووية ، مشيرين إلى مخاطرها وصعوبة التخلص من نفاياتها المشعة. لكن المؤلف الحائز على جائزة بوليتزر يجادل بأن الطاقة النووية أكثر أمانًا من معظم مصادر الطاقة وهي ضرورية إذا كان العالم يأمل في خفض انبعاثات الكربون بشكل جذري.

في أواخر القرن السادس عشر ، عندما زادت التكلفة من الحطب أجبر سكان لندن العاديين على التحول على مضض إلى الفحم ، وانتقد الدعاة الإليزابيثيون الوقود الذي يعتقدون أنه براز الشيطان. كان الفحم أسودًا ، بعد كل شيء ، متسخًا ، وجد في طبقات تحت الأرض – نزولًا نحو الجحيم في مركز الأرض – ورائحته قوية من الكبريت عندما احترق. كان التحول إلى الفحم ، في المنازل التي عادة ما تفتقر إلى المداخن ، أمرًا صعبًا بدرجة كافية ؛ إن الإدانة الصريحة لرجال الدين ، رغم أنها مبررة بيئيًا بالتأكيد ، تزيد من تعقيد وتأخير حل مشكلة ملحة في إمدادات الطاقة في الوقت المناسب.

بالنسبة للكثير من دعاة حماية البيئة المهتمين بالاحتباس الحراري ، فإن الطاقة النووية هي براز الشيطان اليوم. إنهم يدينونها لإنتاجها واستخدام أنواع الوقود المشعة والمشكلة المفترضة للتخلص من نفاياتها. في رأيي ، فإن إدانتهم لهذا المصدر الفعال والمنخفض الكربون لطاقة الحمل الأساسي هو في غير محله. بعيدًا عن كونها فضلات الشيطان ، يمكن أن تكون الطاقة النووية ، ويجب أن تكون ، عنصرًا رئيسيًا في إنقاذنا من عالم أكثر سخونة وتدميرًا للأرصاد الجوية.

مثل جميع مصادر الطاقة ، الطاقة النووية لها مزايا وعيوب. ما هي فوائد الطاقة النووية؟ أولاً وقبل كل شيء ، نظرًا لأنه ينتج الطاقة عن طريق الانشطار النووي بدلاً من الاحتراق الكيميائي ، فإنه يولد كهرباء الحمل الأساسي بدون أي ناتج من الكربون ، وهو العنصر الخسيس للاحتباس الحراري. يعد التحول من الفحم إلى الغاز الطبيعي خطوة نحو إزالة الكربون ، حيث ينتج عن حرق الغاز الطبيعي حوالي نصف ثاني أكسيد الكربون الناتج عن حرق الفحم. لكن التحول من الفحم إلى الطاقة النووية يؤدي إلى إزالة الكربون بشكل جذري ، لأن محطات الطاقة النووية تطلق غازات الاحتباس الحراري فقط من الاستخدام الإضافي للوقود الأحفوري أثناء بنائها ، والتعدين ، ومعالجة الوقود ، والصيانة ، وإيقاف التشغيل – بقدر ما تفعله الطاقة الشمسية ، وهو حوالي 4 إلى 5 في المائة من محطات الطاقة التي تعمل بالغاز الطبيعي.

تطلق الطاقة النووية إشعاعًا أقل في البيئة من أي مصدر رئيسي آخر للطاقة.

ثانيًا ، محطات الطاقة النووية تعمل بعوامل قدرة أعلى بكثير من مصادر الطاقة المتجددة أو الوقود الأحفوري. عامل السعة هو قياس النسبة المئوية للوقت الذي تنتج فيه محطة الطاقة الطاقة بالفعل. إنها مشكلة لجميع مصادر الطاقة المتقطعة. لا تشرق الشمس دائمًا ، ولا تهب الرياح دائمًا ، ولا تسقط المياه دائمًا من خلال توربينات السد.

في الولايات المتحدة في عام 2016 ، محطات الطاقة النووية ، التي أنتجت ما يقرب من 20 في المائة من الكهرباء في الولايات المتحدة ، بلغ متوسط ​​عامل السعة فيها 92.3 في المائة ، مما يعني أنها تعمل بكامل طاقتها في 336 يومًا من أصل 365 يومًا في السنة. (الأيام الـ 29 الأخرى التي تم سحبها من الشبكة للصيانة). وعلى النقيض من ذلك ، قامت أنظمة الطاقة الكهرومائية الأمريكية بتوصيل الطاقة بنسبة 38.2 في المائة من الوقت (138 يومًا في السنة) ، وتوربينات الرياح 34.5 في المائة من الوقت (127 يومًا في السنة) والطاقة الشمسية مصفوفات الكهرباء 25.1 بالمائة فقط من الوقت (92 يومًا في السنة). حتى المحطات التي تعمل بالفحم أو الغاز الطبيعي تولد الكهرباء فقط حوالي نصف الوقت لأسباب مثل تكاليف الوقود والتغيرات الموسمية والليلية في الطلب. تعد الطاقة النووية فائزًا واضحًا من حيث الموثوقية.

ثالثًا ، تطلق الطاقة النووية إشعاعات أقل في البيئة من أي مصدر رئيسي آخر للطاقة. ستبدو هذه العبارة متناقضة للعديد من القراء ، لأنه ليس من المعروف أن مصادر الطاقة غير النووية تطلق أي إشعاع في البيئة. إنهم يفعلون. أسوأ مذنب هو الفحم ، وهو معدن من قشرة الأرض يحتوي على كمية كبيرة من العناصر المشعة اليورانيوم والثوريوم. يعمل حرق الفحم على تحويل مواده العضوية إلى غاز ، وتركيز مكوناته المعدنية في النفايات المتبقية ، والتي تسمى الرماد المتطاير. يتم حرق الكثير من الفحم في العالم وينتج الكثير من الرماد المتطاير بحيث يكون الفحم في الواقع المصدر الرئيسي للإطلاقات المشعة في البيئة.

Anti-nuclear activists protest the construction of a nuclear power station in Seabrook, New Hampshire in 1977. 

احتجاج النشطاء المناهضين للطاقة النووية بناء محطة للطاقة النووية في سيبروك ، نيو هامبشاير عام 1977. Anti-nuclear activists protest the construction of a nuclear power station in Seabrook, New Hampshire in 1977.  AP Photo

An activist in March 2017 demanding closure of the Fessenheim Nuclear Power Plant in France. Authorities announced in April that they will close the facility by 2020.

في أوائل الخمسينيات ، عندما اعتقدت لجنة الطاقة الذرية الأمريكية أن خامات اليورانيوم عالية الجودة تعاني من نقص في المعروض محليًا ، وقد نظرت في استخراج اليورانيوم للأسلحة النووية من الإمدادات الأمريكية الوفيرة من الرماد المتطاير من حرق الفحم. في عام 2007 ، بدأت الصين في استكشاف مثل هذا الاستخراج ، بالاعتماد على كومة من حوالي 5.3 مليون طن متري من رماد الفحم البني المتطاير في شياولونغ تانغ في يونان. يبلغ متوسط ​​الرماد الصيني حوالي 0.4 رطل من أوكتوكسيد ثلاثي اليورانيوم (U3O8) ، وهو مركب يورانيوم ، لكل طن متري. تستكشف المجر وجنوب إفريقيا أيضًا استخراج اليورانيوم من رماد الفحم المتطاير.

ما هي السلبيات النووية؟ في تصور الجمهور ، هناك نوعان ، كلاهما مرتبط بالإشعاع: خطر وقوع الحوادث ، ومسألة التخلص من النفايات النووية.

كان هناك ثلاثة على نطاق واسع الحوادث التي شملت مفاعلات الطاقة النووية منذ بداية استخدام الطاقة النووية التجارية في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي: جزيرة ثري مايل في بنسلفانيا ، تشيرنوبيل في أوكرانيا ، وفوكوشيما في اليابان.

تشير الدراسات إلى أن أسوأ حادث محتمل في محطة نووية أقل تدميراً من الحوادث الصناعية الكبرى الأخرى.

الانهيار الجزئي لمفاعل جزيرة ثري مايل في مارس 1979 ، في حين أن كارثة لأصحاب مصنع بنسلفانيا ، أطلقت فقط الحد الأدنى من كمية الإشعاع للسكان المحيطين. وفقًا للجنة التنظيمية النووية الأمريكية:

“يقدر أن حوالي 2 مليون شخص حول TMI-2 خلال الحادث قد تلقوا جرعة إشعاعية متوسطة من فقط حوالي 1 ملليريم فوق جرعة الخلفية المعتادة. لوضع هذا في السياق ، فإن التعرض للأشعة السينية للصدر يبلغ حوالي 6 ملليريم والجرعة الخلفية المشعة الطبيعية للمنطقة حوالي 100-125 ملليريم سنويًا … على الرغم من الأضرار الجسيمة التي لحقت بالمفاعل ، فإن الإطلاق الفعلي كان له تأثيرات ضئيلة على الصحة الجسدية للأفراد أو البيئة. “

كان الانفجار وما تلاه من احتراق لمفاعل كبير يتم تبريده بالماء والجرافيت في تشيرنوبيل في عام 1986 أمرًا سهلاً. أسوأ حادث نووي في التاريخ. توفي تسعة وعشرون من عمال الإغاثة في حالات الكوارث من التعرض الحاد للإشعاع في أعقاب الحادث مباشرة. في العقود الثلاثة اللاحقة ، لاحظت لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري – لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع الذري ، المكونة من كبار العلماء من 27 دولة عضو – وأبلغت على فترات منتظمة عن الآثار الصحية لحادث تشيرنوبيل. لم تحدد أي عواقب صحية طويلة المدى على السكان المعرضين لتداعيات تشيرنوبيل باستثناء سرطانات الغدة الدرقية في سكان بيلاروسيا وأوكرانيا وغرب روسيا الذين كانوا أطفالًا أو مراهقين وقت وقوع الحادث ، والذين شربوا لبنًا ملوثًا بـ 131 يود ، والذين كانوا مصابين بسرطان الغدة الدرقية. لم يتم إجلاؤها. بحلول عام 2008 ، عزت UNSCEAR حوالي 6500 حالة زائدة من سرطان الغدة الدرقية في منطقة تشيرنوبيل إلى الحادث ، مع 15 حالة وفاة. زاد حدوث هذه السرطانات بشكل كبير من عام 1991 إلى عام 1995 ، والتي عزاها الباحثون في الغالب إلى التعرض للإشعاع. لم تحدث زيادة في البالغين.

سيتم إيقاف تشغيل محطة ديابلو كانيون للطاقة النووية ، الواقعة بالقرب من شاطئ أفيلا بولاية كاليفورنيا ، بدءًا من عام 2024.

غاز وكهرباء المحيط الهادئ An activist in March 2017 demanding closure of the Fessenheim Nuclear Power Plant in France. Authorities announced in April that they will close the facility by 2020.

“متوسط ​​الجرعات الفعالة” من الإشعاع من تشيرنوبيل ، خلصت لجنة الأمم المتحدة العلمية المعنية بآثار الإشعاع (UNSCEAR) أيضًا إلى “بسبب التعرض الخارجي والداخلي ، التي تلقاها أفراد من عامة الناس خلال الفترة 1986-2005 حوالي 30 ملي سيفرت للأشخاص الذين تم إجلاؤهم ، و 1 ملي سيفرت لسكان الاتحاد السوفيتي السابق ، و 0.3 ملي سيفرت لسكان بقية أوروبا “. سيفرت هو مقياس للتعرض للإشعاع ، والميلي سيفرت هو واحد على الألف من سيفرت. يوفر التصوير المقطعي المحوسب لكامل الجسم حوالي 10-30 ملي سيفرت. يتلقى المقيم في الولايات المتحدة جرعة إشعاع خلفية متوسطة ، باستثناء الرادون ، تبلغ حوالي 1 ملي سيفرت سنويًا.

إن إحصائيات إشعاع تشيرنوبيل المذكورة هنا منخفضة جدًا بحيث يجب أن تبدو وكأنها التقليل عمدًا إلى الحد الأدنى لأولئك الذين تابعوا التغطية الإعلامية المكثفة للحادث وتوابعه. ومع ذلك ، فهي منتجات خاضعة لاستعراض الأقران لتحقيق مكثف أجرته وكالة علمية دولية تابعة للأمم المتحدة. وهي تشير إلى أنه حتى أسوأ حادث محتمل في محطة للطاقة النووية – الانهيار التام للوقود المشع واحراقه – كان أقل تدميراً بكثير من الحوادث الصناعية الكبرى الأخرى خلال القرن الماضي. على سبيل المثال لا الحصر: بوبال ، في الهند ، حيث مات ما لا يقل عن 3800 شخص على الفور وأصيب عدة آلاف آخرين بالمرض عندما تسرب 40 طناً من غاز الميثيل أيزوسيانيت من مصنع مبيدات الآفات ؛ ومقاطعة خنان في الصين ، حيث غرق ما لا يقل عن 26 ألف شخص في أعقاب انهيار سد كبير لتوليد الطاقة الكهرومائية في إعصار. يخلص Zbigniew Jaworowski ، وهو طبيب وطبيب سابق ، “تقاس على أنها الوفيات المبكرة لكل وحدة كهربائية تنتجها منشأة تشيرنوبيل (9 سنوات من التشغيل ، إجمالي إنتاج الكهرباء 36 جيجاواط سنة ، 31 حالة وفاة مبكرة) تنتج 0.86 حالة وفاة / سنة غيغاواط) ،” رئيس UNSCEAR نشط خلال حادث تشيرنوبيل. “هذا المعدل أقل من متوسط ​​الوفيات من [accidents involving] غالبية مصادر الطاقة الأخرى. على سبيل المثال ، معدل تشيرنوبيل أقل بتسع مرات من معدل الوفيات من الغاز المسال … و 47 مرة أقل من معدل الوفيات من المحطات الكهرومائية “.

التخلص من النفايات النووية ، على الرغم من استمرار المشكلة السياسية ، لم يعد تقنيا بعد الآن مشكلة.

الحادث الذي وقع في اليابان في فوكوشيما دايتشي في مارس 2011 أعقب زلزال وتسونامي كبير . غمرت أمواج تسونامي إمدادات الطاقة وأنظمة التبريد لثلاثة مفاعلات للطاقة ، مما تسبب في ذوبانها وانفجارها ، وخرق حصرها. على الرغم من إجلاء 154000 مواطن ياباني من منطقة حظر بطول 12 ميلًا حول محطة الطاقة ، إلا أن التعرض للإشعاع خارج أراضي المحطة كان محدودًا. وفقًا للتقرير المقدم إلى الوكالة الدولية للطاقة الذرية في يونيو 2011:

“لم يتم العثور على آثار صحية ضارة في 195345 من السكان الذين يعيشون بالقرب من المنطقة”. تم فحصه بحلول نهاية مايو 2011. أظهر جميع الأطفال البالغ عددهم 1.080 الذين تم اختبارهم من أجل التعرض للغدة الدرقية النتائج ضمن الحدود الآمنة. بحلول كانون الأول (ديسمبر) ، أظهرت الفحوصات الصحية الحكومية لنحو 1700 من السكان الذين تم إجلاؤهم من ثلاث بلديات أن ثلثيهم تلقوا جرعة إشعاع خارجية ضمن الحد الدولي العادي البالغ 1 ملي سيفرت / سنة ، و 98 في المائة أقل من 5 ملي سيفرت / سنة ، و 10 أشخاص كانوا تعرضت لأكثر من 10 ملي سيفرت … [There] لم يكن تعرضًا عامًا كبيرًا ، ناهيك عن الوفيات الناجمة عن الإشعاع. “

التخلص من النفايات النووية ، على الرغم من استمرار المشكلة السياسية في الولايات المتحدة ، لم يعد مشكلة تكنولوجية. يتم تخزين معظم الوقود المستهلك في الولايات المتحدة ، والذي يمكن إعادة تدوير أكثر من 90 في المائة منه لتمديد إنتاج الطاقة النووية لمئات السنين ، في الوقت الحاضر بأمان في براميل جافة من الصلب والخرسانة غير قابلة للاختراق على أساس المفاعلات العاملة ، وينخفض ​​إشعاعها ببطء.

An activist in March 2017 demanding closure of the Fessenheim Nuclear Power Plant in France. Authorities announced in April that they will close the facility by 2020.

ناشط في مارس 2017 يطالب بإغلاق محطة Fessenheim للطاقة النووية في فرنسا. أعلنت السلطات في أبريل أنها ستغلق المنشأة بحلول عام 2020.

سيباستيان بوزون / وكالة الصحافة الفرنسية / غيتي إيماجزAn activist in March 2017 demanding closure of the Fessenheim Nuclear Power Plant in France. Authorities announced in April that they will close the facility by 2020.

يخزن المصنع التجريبي لعزل النفايات الأمريكي (WIPP) بالقرب من كارلسباد ، نيو مكسيكو حاليًا نفايات عسكرية منخفضة المستوى وعبر اليورانيوم ويمكنه تخزين النفايات النووية التجارية في طبقة بسمك 2 كيلومتر من الملح البلوري ، بقايا بحر قديم. يمتد تكوين الملح من جنوب نيو مكسيكو على طول الطريق من الشمال الشرقي إلى الجنوب الغربي من كانساس. يمكن أن تستوعب بسهولة النفايات النووية في العالم بأكمله على مدى الألف سنة القادمة.

لقد تقدمت فنلندا بشكل أكبر في إنشاء مستودع دائم من صخور الأساس الجرانيتية على بعد 400 متر تحت Olkiluoto ، جزيرة في بحر البلطيق قبالة الساحل الغربي للبلاد. وتتوقع أن يبدأ التخزين الدائم للنفايات في عام 2023.

الشكوى الأخيرة ضد الطاقة النووية هي أنها تكلف الكثير. إن مسألة ما إذا كانت تكاليف الطاقة النووية باهظة أم لا ستكون مسألة تقررها الأسواق في نهاية المطاف ، ولكن ليس هناك شك في أن المحاسبة الكاملة للتكاليف الخارجية لأنظمة الطاقة المختلفة سوف تجد أن الطاقة النووية أرخص من الفحم أو الغاز الطبيعي.

الطاقة النووية ليست الحل الوحيد للتهديد العالمي للاحتباس الحراري. الطاقة المتجددة لها مكانها. لذلك ، على الأقل بالنسبة لتسوية تدفق الكهرباء عندما تتنوع مصادر الطاقة المتجددة ، هل الغاز الطبيعي. لكن النووية تستحق أفضل من التحيزات والمخاوف المناهضة للأسلحة النووية التي ابتليت بها. إنها ليست نسخة القرن الحادي والعشرين من فضلات الشيطان. إنه جزء قيم ، ولا يمكن الاستغناء عنه ، من الحل لأكبر تهديد للطاقة في تاريخ البشرية.