Thực đơn
Năng_lượng_hạt_nhân
Phản ứng phân hạch hạt nhân được Enrico Fermi thực hiện hành công vào năm 1934 khi nhóm của ông dùng nơtron bắn phá hạt nhân uranium[13]. Năm 1938, các nhà hóa học người Đức là Otto Hahn[14] và Fritz Strassmann, cùng với các nhà vật lý người Úc Lise Meitner[15] và Otto Robert Frisch cháu của Meitner [16], đã thực hiện các thí nghiệm tạo ra các sản phẩm của urani sau khi bị nơtron bắn phá. Họ xác định rằng các nơtron tương đối nhỏ có thể cắt các hạt nhân của các nguyên tử urani lớn thành hai phần khá bằng nhau, và đây là một kết quả đáng ngạc nhiên. Rất nhiều nhà khoa học, trong đó có Leo Szilard là một trong những người đầu tiên nhận thấy rằng nếu các phản ứng phân hạch sinh ra thêm nơtron, thì một phản ứng hạt nhân dây chuyền kéo dài là có thể tạo ra được. Các nhà khoa học tâm đắc điều này ở một số quốc gia (như Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Pháp, Đức và Liên Xô) đã đề nghị với chính phủ của họ ủng hộ việc nghiên cứu phản ứng phân hạch hạt nhân.
Tại Hoa Kỳ, nơi mà Fermi và Szilard di cư đến đây, những kiến nghị trên đã dẫn đến sự ra đời của lò phản ứng đầu tiên mang tên Chicago Pile-1, đạt được khối lượng tới hạn vào ngày 2 tháng 12 năm 1942. Công trình này trở thành một phần của dự án Manhattan, là một dự án xây dựng các lò phản ứng lớn ở Hanford Site (thành phố trước đây của Hanford, Washington) để làm giàu plutoni sử dụng trong các vũ khí hạt nhân đầu tiên được thả xuống các thành phố Hiroshima và Nagasaki ở Nhật Bản. Việc cố gắng làm giàu urani song song cũng được tiến hành trong thời gian đó.
Sau thế chiến thứ 2, mối đe dọa về việc nghiên cứu lò phản ứng hạt nhân có thể là nguyên nhân thúc đẩy việc phổ biến công nghệ và vũ khí hạt nhân nhanh chóng[cần dẫn nguồn], kết hợp với những đều mà các nhà khoa học nghĩ, có thể là một đoạn đường phát triển dài để tạo ra bối cảnh mà theo đó việc nghiên cứu lò phản ứng phải được đặt dưới sự kiểm soát và phân loại chặt chẽ của chính phủ. Thêm vào đó, hầu hết việc nghiên cứu lò phản ứng tập trung chủ yếu vào các mục đích quân sự. Trên thực tế, không có gì là bí mật đối với công nghệ, và sau đó sinh ra một số nhánh nghiên cứu khi quân đội Hoa Kỳ từ chối tuân theo đề nghị của cộng đồng khoa học tại đất nước này trong việc mở rộng hợp tác quốc tế nhằm chia sẻ thông tin và kiểm soát các vật liệu hạt nhân. Năm 2006, các vấn đề này đã trở nên khép kín với Hội Năng lượng Hạt nhân Toàn cầu.
Điện được sản xuất đầu tiên từ lò phản ứng hạt nhân thực nghiệm EBR-I vào ngày 20 tháng 12 năm 1951 tại Arco, Idaho, với công suất ban đầu đạt khoảng 100 kW (lò phản ứng Arco cũng là lò đầu tiên thí nghiệm về làm lạnh từng phần năm 1955). Năm 1952, một bản báo cáo của Hội đồng Paley (Hội đồng Chính sách Nguyên liệu của Tổng thống) cho Tổng thống Harry Truman đưa ra một đánh giá "tương đối bi quan" về năng lượng hạt nhân, và kêu gọi chuyển hướng nghiên cứu sang lĩnh vực năng lượng Mặt Trời"[17]. Bài phát biểu tháng 12 năm 1953 của Tổng thống Dwight Eisenhower, nói về "nguyên tử vì hòa bình," nhấn mạnh việc khai thác nguyên tử để sản xuất điện và tạo một tiền lệ hỗ trợ mạnh mẽ từ chính phủ Hoa Kỳ cho việc sử dụng năng lượng hạt nhân trên toàn cầu.
Ngày 27 tháng 6 năm 1954, nhà máy điện hạt nhân Obninsk của Liên Xô trở thành nhà máy điện hạt nhân đầu tiên trên thế giới sản xuất điện hòa vào mạng lưới với công suất không tải khoảng 5 MW điện.[18][19]
Sau đó vào năm 1954, Lewis Strauss chủ tịch Ủy ban Năng lượng Nguyên tử Hoa Kỳ (U.S. AEC là tên gọi trước đây của Ủy ban Pháp quy Hạt nhân Hoa Kỳ (Nuclear Regulatory Commission) và Bộ Năng lượng Hoa Kỳ) nói về điện trong tương lai sẽ "too cheap to meter"[20] (quá rẻ để sử dụng). U.S. AEC đã đưa ra một vài bằng chứng dè dặt đề cập đấn vấn đề phân hạch hạt nhân lên Quốc hội Hoa Kỳ chỉ trong vòng vài tháng trước đó, quy hoạch rằng "các chi phí có thể bị cắt giảm... [xuống]... khoảng bằng với chi phí phát điện từ các nguồn truyền thống...". Strauss lúc đó có thể đang mập mờ đề cập đến sự hợp hạch hydro vốn là một bí mật vào thời điểm đó hơn là sự phân hạch urani, nhưng dù gì chăng nữa ý định của Strauss đã được làm sáng tỏ bởi cộng đồng với lời hứa giá năng lượng rất rẻ từ phân hạch hạt nhân. Sự thất vọng đã gia tăng sau đó khi các nhà máy điện hạt nhân không cung cấp năng lượng đủ để đạt được mục tiêu "too cheap to meter." [21]
Năm 1955 "Hội nghị Geneva đầu tiên" của Liên Hiệp Quốc tập hợp phần lớn các nhà khoa học và kỹ sư bàn về khám phá công nghệ. Năm 1957 EURATOM thành lập Cộng đồng Kinh tế châu Âu (bây giờ là Liên minh châu Âu). Cũng cùng năm này cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế cũng được thành lập.
Nhà máy năng lượng nguyên tử thương mại đầu tiên trên thế giới, Calder Hall tại Sellafield, Anh được khai trương vào năm 1956 với công suất ban đầu là 50 MW (sau này nâng lên 200 MW).[22][23] Còn nhà máy phát điện thương mại đầu tiên vận hành ở Hoa Kỳ là lò phản ứng Shippingport (Pennsylvania, tháng 12 năm 1957).
Một trong những tổ chức đầu tiên phát triển năng lượng hạt nhân là Hải quân Hoa Kỳ, họ sử dụng năng lượng này trong các bộ phận đẩy của tàu ngầm và hàng không mẫu hạm. Nó được ghi nhận là an toàn hạt nhân, có lẽ vì các yêu cầu nghiêm ngặt của đô đốc Hyman G. Rickover. Hải quân Hoa Kỳ vận hành nhiều lò phản ứng hạt nhân hơn các đội quân khác bao gồm cả quân đội Liên Xô,[cần dẫn nguồn] mà không có các tình tiết chính được công khai. Tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên USS Nautilus (SSN-571) được hạ thủy tháng 12 năm 1954[24]. Hai tàu ngầm của Hoa Kỳ khác là USS Scorpion và USS Thresher đã bị mất trên biển. Hai tàu này bị mất do hỏng các chức năng hệ thống liên quan đến các lò phản ứng. Những vị trí này được giám sát và không ai biết sự rò rỉ xảy ra từ các lò phản ứng trên boong.
Quân đội Hoa Kỳ cũng có chương trình năng lượng hạt nhân bắt đầu từ năm 1954. Nhà máy điện hạt nhân SM-1, ở Ft. Belvoir, Va., là lò phản ứng đầu tiên ở Hoa Kỳ sản xuất điện hòa vào mạng lưới thương mại (VEPCO) tháng 4 năm 1957, trước Shippingport.
Enrico Fermi và Leó Szilárd vào năm 1955 cùng nhận Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2.708.656 về lò phản ứng hạt nhân, được cấp rất muộn cho công trình của họ đã thực hiện trong suốt dự án Manhattan.
Công suất lắp đặt hạt nhân tăng tương đối nhanh chóng từ dưới 1 gigawatt (GW) năm 1960 đến 100 GW vào cuối thập niên 1970, và 300 GW vào cuối thập niên 1980. Kể từ cuối thập niên 1980 công suất toàn cầu tăng một cách chậm chạp và đạt 366 GW năm 2005. Giữa khoảng thời gian 1970 và 1990, có hơn 50 GW công suất đang trong quá trình xây dựng (đạt đỉnh trên 150 GW vào cuối thập niên 1970 đầu 1980) — năm 2005 có khoảng 25 GW công suất được quy hoạch. Hơn 2/3 các nhà máy hạt nhân được đặt hàng sau tháng 1 năm 1970 cuối cùng đã bị hủy bỏ.[24]
Hệ thống cung cấp năng lượng công cộng Washington Các nhà máy điện hạt nhân số 3 và 5 không bao giờ được hoàn thành.Trong suốt thập niên 1970 và 1980 việc tăng chi phí (liên quan đến các giai đoạn xây dựng mở rộng do các thay đổi về mặc cơ chế và sự kiện tụng của các nhóm phản đối)[25] và giảm giá nhiên liệu hóa thạch làm cho các nhà máy năng lượng hạt nhân trong giai đoạn xây dựng không còn sức hấp dẫn. Vào thập niên 1980 (Hoa Kỳ) và 1990 (châu Âu), sự tăng trưởng tải lượng điện đạt ngưỡng và tự do hóa điện năng cũng bổ sung thêm một lượng lớn công suất tối thiểu mới vốn đã trở nên không còn hấp dẫn nữa.
Cuộc khủng hoảng dầu hỏa năm 1973 tác động đến nhiều quốc gia nặng nhất là Pháp và Nhật Bản vốn là những nước phụ thuộc phần lớn vào lượng dầu hỏa để phát điện (tương ứng 39% ở Pháp và 73% ở Nhật) và đây cũng là động lực để các nước này đầu tư vào năng lượng hạt nhân[26][27]. Ngày nay, lượng điện từ năng lượng hạt nhân ở Pháp chiếm 80% và ở Nhật Bản là 30% trong sản lượng điện của các nước này.
Sự chuyển dịch của việc gia tăng sử dụng năng lượng hạt nhân trong cuối thế kỷ 20 xuất phát từ những lo sợ về các tai nạn hạt nhân tiềm ẩn như mức độ nghiêm trọng của các vụ tai nạn, bức xạ như mức độ ảnh hưởng của bức xạ ra cộng đồng, phát triển hạt nhân, và ngược lại, đối với chất thải hạt nhân vẫn còn thiếu các dự án chứa chất thải sau cùng. Những rủi ro trước mắt đối với sức khỏe và an toàn của dân chúng như tai nạn năm 1979 tại Three Mile Island và thảm họa Chernobyl năm 1986 là vấn đề quan trọng thúc đẩy việc ngừng xây dựng các nhà máy điện hạt nhân mới ở một số quốc gia[28], mặc dù các tổ chức chính sách công cộng Brookings Institution đề nghị rằng các lò phản ứng hạt nhân mới không được đặt hàng ở Hoa Kỳ bởi vì việc nghiên cứu của Viện này bao gồm phần chi phí chiếm 15–30% tuổi thọ của nó so với các nhà máy điện chạy bằng than và khí thiên nhiên[29].
Không giống như tai nạn Three Mile Island, thảm hoạ Chernobyl nghiêm trọng hơn nhiều đã không làm tăng thêm các điều lệ ảnh hưởng đến các lò phản ứng phương Tây kể từ khi các lò phản ứng Chernobyl, là lò phản ứng theo thiết kế RBMK, vẫn còn bàn cãi chỉ sử dụng ở Liên Xô, ví dụ như thiếu các tòa nhà chống phóng xạ "vững vàng".[30] Một số lò phản ứng kiểu này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Tuy nhiên, các thay đổi cũng đã được thực hiện ở các khâu phản ứng (sử dụng urani được làm giàu thấp) và hệ thống điều khiển (ngăn chặn sự vô hiệu hóa hệ thống an toàn) để giảm khả năng xuất hiện các tai nạn tương tự.
Sau đó, tổ chức quốc tế về nâng cao độ nhận thức an toàn và sự phát triển chuyên nghiệp trong vận hành các chức năng liên quan đến hạt nhân được thành lập với tên gọi WANO; World Association of Nuclear Operators.
Ngược lại, các nước như Ireland, New Zealand và Ba Lan đã cấm các chương trình hạt nhân trong khi Úc (1978), Thụy Điển (1980) và Ý (1987) (bị ảnh hưởng bởi Chernobyl) đã thực hiện trưng cầu dân ý bỏ phiếu chống lại năng lượng hạt nhân.
Y tế và an toàn mối quan tâm, năm 1979 Sự cố Three Mile Island, và thảm họa Chernobyl 1986 đóng một vai trò trong việc ngăn chặn xây dựng nhà máy mới ở nhiều quốc gia,[31] mặc dù tổ chức chính sách công, Brookings Institution nói rằng các đơn vị hạt nhân mới, tại thời điểm xuất bản năm 2006, đã không được xây dựng ở Mỹ vì nhu cầu điện năng mềm và chi phí overrun s các nhà máy hạt nhân do các vấn đề pháp lý và chậm trễ xây dựng.[29] Vào cuối những năm 1970, rõ ràng là năng lượng hạt nhân sẽ không tăng trưởng nhanh như đã từng tin. Cuối cùng, hơn 120 đơn đặt hàng lò phản ứng ở Mỹ cuối cùng đã bị hủy[32] và việc xây dựng các lò phản ứng mới sẽ dừng lại. Một câu chuyện bao gồm trong tạp chí 'Forbes ngày 11 tháng 2 năm 1985 đã nhận xét về sự thất bại chung của chương trình điện hạt nhân của Mỹ, nói rằng "xếp hạng là thảm họa quản lý lớn nhất trong lịch sử kinh doanh".[33]
Không giống như tai nạn Three Mile Island, tai nạn Chernobyl nghiêm trọng hơn không làm tăng quy định ảnh hưởng đến lò phản ứng phương Tây vì lò phản ứng Chernobyl là thiết kế RBMK có vấn đề chỉ được sử dụng ở Liên Xô, ví dụ thiếu "mạnh mẽ" [ các tòa nhà.[30] Nhiều lò phản ứng RBMK vẫn đang được sử dụng ngày nay. Tuy nhiên, những thay đổi được thực hiện trong cả hai lò phản ứng (sử dụng uranium làm giàu an toàn hơn) và trong hệ thống điều khiển (phòng ngừa vô hiệu hóa các hệ thống an toàn), trong số những thứ khác, để giảm khả năng xảy ra tai nạn trùng lặp.[34]Một tổ chức quốc tế để thúc đẩy nhận thức về an toàn và phát triển chuyên môn về các nhà khai thác trong các cơ sở hạt nhân đã được tạo ra: WANO; Hiệp hội các nhà khai thác hạt nhân thế giới.
Phe đối lập ở Ireland và Ba Lan ngăn chặn các chương trình hạt nhân ở đó, trong khi Áo (1978), Thụy Điển (1980) và Ý (1987) (chịu ảnh hưởng của Chernobyl) bỏ phiếu trong trưng cầu dân ý để phản đối hoặc loại bỏ điện hạt nhân. Vào tháng 7 năm 2009, Quốc hội Ý đã thông qua một đạo luật đã hủy bỏ kết quả của cuộc trưng cầu dân ý trước đó và cho phép bắt đầu ngay lập tức chương trình hạt nhân của Ý.[35] Sau thảm hoạ hạt nhân Fukushima Daiichi một lệnh cấm một năm đã được đặt vào phát triển điện hạt nhân,[36] tiếp theo là trưng cầu dân ý, trong đó hơn 94% cử tri (cử tri đi bầu 57%) bác bỏ các kế hoạch về năng lượng hạt nhân mới.[37]
Tai nạn hạt nhân Fukushima Daiichi đã gây ra tranh cãi về tầm quan trọng của vụ tai nạn và ảnh hưởng của nó đối với tương lai của hạt nhân.IAEA Tổng giám đốc Yukiya Amano cho biết vụ tai nạn hạt nhân của Nhật Bản "gây ra sự lo lắng công khai sâu rộng trên toàn thế giới và làm hỏng niềm tin vào năng lượng hạt nhân",[38] và Cơ quan Năng lượng Quốc tế đã giảm một nửa ước tính về công suất phát điện hạt nhân bổ sung sẽ được xây dựng vào năm 2035.[39][40]
Mặc dù Platts báo cáo năm 2011 rằng "cuộc khủng hoảng tại các nhà máy hạt nhân Fukushima của Nhật Bản đã thúc đẩy các nước tiêu thụ năng lượng để xem xét sự an toàn của các lò phản ứng hiện tại của họ và nghi ngờ về tốc độ và quy mô của các mở rộng quy hoạch trên toàn thế giới",[41] Chủ tịch / Giám đốc điều hành năng lượng tiến độ Bill Johnson đã quan sát rằng "Hôm nay có một trường hợp thậm chí còn hấp dẫn hơn khi sử dụng năng lượng hạt nhân lớn hơn là một phần quan trọng trong chiến lược năng lượng cân bằng".[42] Trong năm 2011, The Economist cho rằng năng lượng hạt nhân "trông nguy hiểm, không được ưa chuộng, đắt tiền và mạo hiểm", và "nó có thể thay thế một cách dễ dàng và có thể được tha thứ mà không có sự thay đổi cấu trúc lớn trong cách thức hoạt động của thế giới".[43] Giám đốc Viện Trái đất Jeffrey Sachs không đồng ý, tuyên bố chống lại biến đổi khí hậu sẽ yêu cầu mở rộng năng lượng hạt nhân. "Chúng tôi sẽ không đáp ứng các mục tiêu carbon nếu hạt nhân được lấy ra khỏi bàn," ông nói. "Chúng ta cần phải hiểu quy mô của thử thách."[44]
Các ngân hàng đầu tư rất quan trọng về hạt nhân ngay sau tai nạn.[45] Deutsche Bank cho rằng "tác động toàn cầu của vụ tai nạn Fukushima là một sự thay đổi cơ bản trong nhận thức của công chúng về cách một quốc gia ưu tiên và coi trọng sức khỏe, an toàn, an ninh và môi trường tự nhiên của nó khi xác định năng lượng hiện tại và tương lai của nó con đường... năng lượng tái tạo sẽ là một người chiến thắng rõ ràng lâu dài trong hầu hết các hệ thống năng lượng, một kết luận được hỗ trợ bởi nhiều cuộc điều tra cử tri được thực hiện trong vài tuần qua.[46]
Vào tháng 9/2011, công ty kỹ thuật Đức Siemens tuyên bố sẽ rút hoàn toàn khỏi ngành công nghiệp hạt nhân, như một phản ứng với vụ tai nạn hạt nhân Fukushima ở Nhật Bản và nói rằng sẽ không còn xây dựng nhà máy điện hạt nhân ở bất cứ nơi nào trên thế giới.Chủ tịch công ty, Peter Löscher, nói rằng "Siemens đã kết thúc kế hoạch hợp tác với Rosatom, công ty điện hạt nhân do Nga kiểm soát, trong việc xây dựng hàng chục nhà máy hạt nhân trên khắp nước Nga trong hai thập kỷ tới".[47][48]Vào tháng 2 năm 2012, Ủy ban điều tiết hạt nhân Hoa Kỳ đã phê duyệt việc xây dựng thêm hai lò phản ứng tại Nhà máy sản xuất điện Vogtle, các lò phản ứng đầu tiên được phê duyệt trong hơn 30 năm kể từ tai nạn Three Mile Island,[49] nhưng Chủ tịch NRC Gregory Jaczko đã bỏ phiếu bất đồng về lý do an toàn xuất phát từ thảm họa hạt nhân Fukushima 2011 của Nhật Bản và nói "Tôi không thể hỗ trợ cấp giấy phép này như Fukushima chưa từng xảy ra".[50] Jaczko đã từ chức vào tháng 4 năm 2012.Một tuần sau khi miền Nam nhận được giấy phép để bắt đầu xây dựng chính trên hai lò phản ứng mới, hàng chục môi trường và chống hạt nhân đã kiện dừng dự án mở rộng nhà máy Vogtle, nói "an toàn công cộng và vấn đề môi trường từ hạt nhân Fukushima Daiichi Nhật Bản" vụ tai nạn lò phản ứng chưa được tính đến ".[51] Vào tháng 7 năm 2012, vụ kiện đã bị bác bỏ bởi Tòa án phúc thẩm của Washington, DC.[52]Vào năm 2013, bốn lò phản ứng lão hóa không cạnh tranh ở Hoa Kỳ đã bị đóng cửa.[53][54] Tại Hoa Kỳ, bốn [lò phản ứng [Thế hệ III] mới đang được xây dựng tại Vogtle và Trạm mùa hè, trong khi một phần năm sắp hoàn thành tại [[Watts] Trạm phát điện hạt nhân Bar | Trạm Watts Bar]], cả năm dự kiến sẽ đi vào hoạt động trước năm 2020.[50]
Năm 2012, Hiệp hội hạt nhân thế giới báo cáo rằng việc sản xuất điện hạt nhân ở mức thấp nhất kể từ năm 1999.[55] Theo Hiệp hội hạt nhân thế giới, xu hướng toàn cầu dành cho các nhà máy điện hạt nhân mới đang trực tuyến được cân bằng bởi số lượng các nhà máy cũ đã được nghỉ hưu.[56]Các nước như Úc, Áo, Đan Mạch, Hy Lạp, Ireland, Ý, Latvia, Liechtenstein, Luxembourg, Malta, Bồ Đào Nha, Israel, Malaysia, New Zealand, và Na Uy không có lò phản ứng điện hạt nhân và vẫn phản đối năng lượng hạt nhân.[43][57]Đến năm 2015, triển vọng của IAEA về năng lượng hạt nhân đã trở nên hứa hẹn hơn."Cơ quan điện hạt nhân là một yếu tố quan trọng trong việc hạn chế phát thải khí nhà kính," cơ quan này lưu ý, và "triển vọng về năng lượng hạt nhân vẫn tích cực trong trung và dài hạn bất chấp một tác động tiêu cực ở một số nước sau hậu quả của [Fukushima-Daiichi] tai nạn... nó vẫn là nguồn lớn thứ hai trên toàn thế giới về điện carbon thấp.Và 72 lò phản ứng đang được xây dựng vào đầu năm ngoái là lớn nhất trong vòng 25 năm. "[58]
Tính đến năm 2015, 441 lò phản ứng có công suất điện lưới toàn cầu là 382,9 GW, với 67 lò phản ứng hạt nhân mới đang được xây dựng.[59]Hơn một nửa trong tổng số 67 được xây dựng là ở châu Á, với 28 ở [Trung Quốc], nơi có nhu cầu cấp thiết để kiểm soát ô nhiễm từ các nhà máy than.[60]Tám kết nối lưới mới đã được Trung Quốc hoàn thành vào năm 2015[61][62] và lò phản ứng được hoàn thành gần đây nhất được kết nối với lưới điện, tính đến tháng 1 năm 2016, là Nhà máy điện hạt nhân Kori tại Hàn Quốc.[63][64] Vào tháng 10 năm 2016, Watts Bar 2 trở thành lò phản ứng mới đầu tiên của Hoa Kỳ để đi vào hoạt động thương mại từ năm 1996.[65]
Thực đơn
Năng_lượng_hạt_nhânLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Năng_lượng_hạt_nhân