Amikor a Föld egyik nagy tektonikus lemeze Japán keleti partjainál egy másik alá esett 2011 márciusában, heves földrengést váltott ki, és 20 méter vagy annál magasabb hullámokkal elindította a szökőárt. Ez a pusztító kombináció több tízezer ember halálát okozta, és elindította a nukleáris válságot, amikor a tengervíz elárasztotta a Fukushima Daiichi Atomerőmű helyét, leállítva az energiát és letiltva a biztonsági biztonsági berendezéseket.
A személyzet nem volt képes a reaktorokat hűtve tartani, ami üzemanyag-olvadáshoz, hidrogénrobbanásokhoz és radioaktív anyagok kibocsátásához vezetett. Több mint kilenc hónap telt el, mielőtt a hatóságok bejelentették, hogy a reaktorok stabil hideg leállási állapotba kerültek. A biztonsági aggodalmak eredményeképpen Japán szinte összes többi nukleáris üzemét leállították.
A Fukushima esemény - az 1986. évi csernobili óta a legrosszabb nukleáris baleset - árnyékot rejtett az atomenergia felett és az ipar növekvő reményei rejlenek a nukleáris reneszánszra. Több mint két évvel később Japán az ország 54 reaktorának csak kettőjét indította újra, és veszélyek továbbra is fennállnak Fukushimán, mivel a munkavállalók küzdenek a radioaktív szennyvízszivárgások visszaszorításáért. Németország és Svájc úgy döntött, hogy fokozatosan megszünteti az atomenergiát, és sok más nemzet újraértékeli nukleáris ambícióit. 2011 júniusában az olasz szavazók népszavazással elutasították országuk nukleáris programját.
Az egyre energiaigényesebb világban azonban a nukleáris energia továbbra is ijesztően megbízható, szén-dioxid-mentes energiaforrás, és vonzó módja az energiaellátás diverzifikálásának és a forrásoktól való távolodásnak, ideértve a szént, amely hozzájárul az éghajlatváltozáshoz. "Szükségünk van néhány technológia reneszánszára, amely helyettesítheti a szén helyét" - mondja Per Peterson, a kaliforniai Berkeley-i Egyetem nukleáris mérnöki professzora. Mind a szén, mind az atomerőművek megépítése költséges, de viszonylag alacsony üzemanyagköltségekkel képesek éjjel-nappal megbízható energiát biztosítani. "Nehéz megérteni, hogyan lehet kiszorítani a szént, ha nem foglalja magában a nukleáris energiát" - mondja Peterson.
Globális szinten a nukleáris jövő egyre inkább Kínában és Indiában rejlik. "A nukleáris reneszánsz jelenleg zajlik, de elsősorban az Egyesült Államokon kívül" - mondta Dan Lipman, az Ipari Csoport Nukleáris Energia Intézetének stratégiai beszállítói programjainak ügyvezető igazgatója. A világszerte építés alatt álló 66 üzemből hét Indiában található. És Kína februárjában összekapcsolta 17. atomreaktorát az elektromos hálózattal.
A történet kevésbé vegyes az Egyesült Államokban, bár az ország vezet a világon az atomenergia-kibocsátás terén. A közelmúltban 31 államban 104 reaktor szolgáltatta az ország villamosenergia-mennyiségének kb. 19% -át. Az Egyesült Államok Energetikai Információs Igazgatósága azt várja, hogy az új reaktorok 2025-ig kb. 5, 5 gigawatt energiát fognak hozzáadni - ami közel három Hoover-gáttal összehasonlítható -. Ez a tavasz két új reaktor építését kezdte először 30 év alatt.
Az alacsony földgázárak azonban megharapták a növénytulajdonosok bevételeit. A flotta idén tavasszal 102 reaktorra esett vissza az üzem bezárása miatt; a legfrissebb példa erre a Wisconsin Kewaunee atomerőműve volt, amelyben a nyereségét a földgázkibocsátás elfogyasztotta. A leállítás az előrejelzéseket támasztotta alá, amelyek szerint további bezárások készülhetnek, mivel a régebbi atomerőművek küzdenek a versenybe. A Duke Energy elutasította két új reaktor terveit Észak-Karolinában, és hivatalosan visszavonta Crystal River reaktorát - két évig elérhető - Floridában, évtizedes üzemeltetés után, és inkább a leállításra, mint a javításra választotta. A környezeti hatásvizsgálat előrejelzései szerint a földgáz és a megújuló energiaforrások az áraktól és a támogatásoktól függően nagyobb szeleteket vesznek egyre növekvő amerikai energiapéktől.
Az 1979. évi nukleáris baleset a Pennsylvania központjában, a három mérföldes szigeten, akárcsak Fukushima, a nukleáris növekedés hasonló időpontjában jött. A csernobili katasztrófa idején azonban ez a növekedés lassulni kezdett. Nemcsak a fokozott biztonsági aggodalmak miatt stagnált, hanem a fosszilis tüzelőanyagok árcsökkenésének is, a hosszú késésekkel, a léggömbölő költségvetésekkel és a magas finanszírozási költségekkel kombinálva, amelyek az 1980-as és a 90-es évek újépítésének jellemzői voltak. Akkor, mint most, a nukleáris gazdaság ijesztõnek bizonyult.
A nukleáris érdeklődés végül újra felújult. Lipman szerint 2005 körül körülbelül a tényezõk összefonódása okozta az építkezést. A gazdasági növekedés fellendítette a villamosenergia-igényt, és a történelmileg ingatag földgázárak felfelé emelkedtek. A 2005. évi energiapolitikai törvény kölcsöngaranciákat és egyéb ösztönzőket biztosított az új atomerőművek számára, és a lakóépületek villamosenergia-igénye a délkeleti államokban - különösen Floridaban - "növekedett, mint a gengszterek". Ráadásul egy pillanatra úgy tűnt, hogy az éghajlat-szabályozás költségesebbé teszi a szénenergiát.
Az időzítés tökéletes volt. "Egy fiatalabb generáció elfelejtette vagy nem élte át a Három mérföldes szigetet és Csernobilot." - mondja Edwin Lyman, a Washington DC-ben az Érintett Tudósok Szövetségének globális biztonsági program vezető tudósa.
Míg egyes amerikaiak felmelegítették az atomenergia növelésének gondolatát, a közvélemény továbbra is megosztott kérdéssel rendelkezik. Öt hónappal a Fukushima-katasztrófa előtt a Pew Kutatóközpont által felkérdezett amerikaiak 47% -a támogatta az atomenergia növekvő felhasználását. Közvetlenül a válságot követően a támogatás 39% -ra esett vissza, ám azóta a vélemények kissé enyhültek.
Egy érzékenyebb közönség csak eddig nyithatja meg az ajtót a nukleáris energia számára. "Nem tudtak megkerülni az atomenergiával kapcsolatos gazdasági kérdéseket, még mielőtt Fukushima történt” - mondja Lyman. A 2011-es japán válság "újabb majomkulcsot dobott a művekbe".
A nukleáris energiát néha fontos fegyverként népszerűsítették az éghajlatváltozás elleni küzdelemben, de "az atomenergia bevezetésének szintje, amelyre a következő néhány évtizedben szüksége lenne a globális felmelegedés kibocsátásának bevágására, olyan óriási, ez egyszerűen nem megvalósítható. "- mondja Lyman.
És Fukushima után a biztonság ismét aggodalomra ad okot. A katasztrófa következményei között szerepel az, hogy fel kell készülni az események valószínűtlen sorozatára - mondja Berkeley's Peterson. Szeptember 11-ét követően az USA nukleáris iparának szabályozásáért felelős Nukleáris Szabályozó Bizottság elkezdte megvizsgálni a széles körben elterjedt károk figyelmen kívül hagyott, ha nem valószínűtlen fenyegetéseit, például: „Mit tegyünk, ha a terroristák eltérítenek egy repülőgépet, és úgy döntenek, hogy repülnek? Azt mondja, hogy az NRC egy ilyen forgatókönyv szerint megvizsgálta az üzem biztonsági rendszereinek esetleges károsodásait, és most megköveteli, hogy az üzemek hordozható vészhelyzeti berendezéseket szerezzenek tartalékként.
Nem vette figyelembe az a lehetőség, hogy egy esemény vagy a természeti veszélyek kombinációja több reaktor leállítását eredményezte egy üzemben, mindegyik sürgősségi reagálást és képzett személyzet erőfeszítéseit követelte meg. Az Egyesült Államok atomerőműveinek több mint egyharmadánál van kettő vagy több reaktor. És a sürgősségi reagálási tervek azonban csak egy kudarcot tettek lehetővé. "Az Egyesült Államokban mindig arra készültünk, hogy az egyik egységgel megtörténjen" - mondta Joe Pollock, a Nukleáris Energia Intézet nukleáris műveleteinek alelnöke. "Képeseknek kell lennünk arra, hogy az összes egységgel egyszerre foglalkozzunk minden tervünkben és előkészítésünkben."
Pollock szerint az Egyesült Államok atomerőművei most már jobban fel vannak készülve a vészhelyzetekre, ám a kritikusok szerint a reformok nem mentek elég messzire. Az Érintett Tudósok Szövetsége figyelmeztette, hogy az Egyesült Államokban sok reaktor sokkal rosszabb helyzetben lehetett, mint a Fukushima Daiichi, hűtési rendszer meghibásodása esetén, mivel a kiégett fűtőelemeik sűrűbben csomagoltak és nehezebb hűteni őket vészhelyzet esetén. A csoport szerint a növényeknek képesnek kell lenniük a 24 órás állomás-áramszünetnek anélkül, hogy hordozható berendezéshez kellene fordulniuk, ahelyett, hogy a Fukushimára válaszul szervezett NRC munkacsoport ajánlott nyolc órát, bár ezt nem követelte volna meg, és készen kell állniuk arra, hogy teljes héten keresztül működik, helyszíni támogatás nélkül, csupán három napig.
A passzív hűtőrendszerrel rendelkező újabb reaktorok, mint például a Westinghouse AP1000, lépéseket mutatnak a jobb biztonság felé. A szivattyúk és dízelgenerátorok helyett az AP1000 a természetes konvekciót, a gravitációt és a víz párolgását használja fel a túlmelegedés és a nyomásnövekedés megakadályozására anélkül, hogy szükség lenne a telephelyen lévő energiára vagy akár a kezelő fellépésére. Úgy tervezték, hogy kibírja a teljes állomás 72 óráját. Négy AP1000 reaktor épül Kínában, és két egységet terveznek a dél-karolinai VC Summer atomerőműben.
Még ebben a fejlett modellben a Westinghouse képes volt azonosítani a Fukushima baleset utáni lehetséges fejlesztési területeket. Lipman szerint a társaság "nagyon jelentősen megvizsgálta a kialakítást, hogy megtudja, milyen változtatásokat kell végrehajtani", és olyan tervezési változásokról beszél, mint például az akkumulátorok magasabbra helyezése vagy vízálló ajtók telepítése az árvízállóság érdekében. Ennek ellenére a vállalat arra a következtetésre jutott, hogy a Az AP1000 elviselhet egy olyan eseményt, amely hasonló a Fukushima Daiichi-t megrontó eseményhez.
A jövőbeni nukleáris reaktorok csökkentése révén elkerülhetők a manapság az 1000 plusz megawatt óriásokkal járó költségek és biztonsági kihívások. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma ambiciózus célt tűz ki a következő évtizedben telepített kisebb, önálló és főleg gyárépítésű reaktorok technológiájának megjelenítésére. Kis moduláris reaktorokként vagy SMR-ként ismertek. Ezeknek a mini atomerőműveknek a villamos teljesítménye kevesebb, mint 300 megavatta lenne, és elég kompaktok ahhoz, hogy vasúton vagy teherautóval szállítsák. A kutatók már több tucat különböző koncepción dolgoznak világszerte.
Az egyik ígéretes típus integrált nyomás alatt álló vízreaktorként ismert. Az mPower elnevezésű, a Babcock & Wilcox nukleáris berendezések gyártójának ez a modell egy 180 megawatt-egyenértékű modult igényel, amelyek négy évig működhetnek üzemanyag-ellátás nélkül - kétszer olyan hosszú, mint a mai reaktorok. És elég kicsik ahhoz, hogy potenciálisan felhasználhassák a meglévő infrastruktúrát az öregedő szénüzemekben, megteremtve annak lehetőségét, hogy nyugdíjba vonulásuk után új, nukleáris üzemű életet biztosítsanak az 1950-es években működő szénüzemeknek. Az SMR-k telepítésének becsült költsége egységenként 800 millió és 2 milliárd dollár között van - ez körülbelül egyötöde a nagy reaktorok költségeinek.
"Valójában sokkal könnyebb megtervezni a biztonságos, kicsi reaktorokat" - mondja Peterson. Nagy reaktorok esetén fennáll a veszélye, hogy „forró pontok” alakuljanak ki az üzemanyagban. „Ha az üzemanyag megsérül, nehezebb lesz lehűlni, és így a kár tovább terjedhet” - magyarázza Peterson. A jól megtervezett kisebb reaktorok, amelyek kiküszöbölhetik ezt a problémát, és akár válsághelyzetben akár elháríthatják a külső berendezések szükségességét és a hamis emberi döntéshozatalt is, „belsőleg biztonságosabbak” lehetnek. Még mindig bizonytalan, hogy a moduláris reaktorok milyen mértékben javíthatják a biztonságot a valós életben való felhasználás során.
A költség előnyeit sem garantáljuk. "A nukleáris energia története arra késztette a reaktorokat, hogy egyre nagyobbra váljanak" - mondja Lyman. "Ha a kis reaktorokat versenyképesvé szeretné tenni a nagy reaktorokkal, akkor csökkentenie kell az üzemeltetési költségeket" - mondja. "A munkaköltségeket felelőtlen módon kell csökkentenie. Nem bizonyított, hogy biztonságos a reaktorok számának csökkentése. üzemeltetők és biztonsági személyzet, és továbbra is fenntartják a biztonságot. " Lehetséges, hogy egy kicsi reaktor biztonságosabbá válik, mint egy nagyobb reaktor, hozzáteszi: "De ez nem fog automatikusan megtörténni."
Bármely olyan innovatív technológia számára, amely felválthatja vagy sikeres lehet a mai reaktorokban, hosszú út áll előttünk. "Még a legjobban tanulmányozott növényeknek is nagyon sok rejtélyük van" - mondja Lyman. A Fukushima utáni törekvés az ismeretlen ismeretek átvizsgálására és a szükségtelen kockázat kiküszöbölésére túl rövid lehet a tartós változáshoz. Ezúttal Lyman azt mondja: " jó, ha változás történne a katasztrófa sztrájkja előtt. "
