พลังงานนิวเคลียร์ (อะตอม) ข้อดีและข้อเสียของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

พลังงานนิวเคลียร์เป็นวิธีเดียวที่จะสนองความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นของมนุษยชาติ

ไม่มีแหล่งพลังงานอื่นใดที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอ การบริโภคทั่วโลกเพิ่มขึ้น 39% จากปี 1990 ถึง 2008 และเพิ่มขึ้นทุกปี พลังงานแสงอาทิตย์ไม่สามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรมได้ ปริมาณสำรองน้ำมันและถ่านหินกำลังจะหมดลง ในปี 2559 มีหน่วยพลังงานนิวเคลียร์ 451 หน่วยปฏิบัติการในโลก โดยรวมแล้ว หน่วยพลังงานผลิตไฟฟ้าได้ 10.7% ของการผลิตไฟฟ้าทั่วโลก 20% ของไฟฟ้าที่ผลิตในรัสเซียทั้งหมดผลิตโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์มีปริมาณมากกว่าปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้อย่างมีนัยสำคัญ

ยูเรเนียม 1 กิโลกรัมที่เสริมสมรรถนะ 4% จะปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณเทียบเท่ากับการเผาไหม้น้ำมัน 60 ตันหรือถ่านหิน 100 ตัน

การดำเนินงานที่ปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เมื่อเปรียบเทียบกับโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

นับตั้งแต่การก่อสร้างโรงงานนิวเคลียร์แห่งแรก เกิดอุบัติเหตุประมาณสามโหลเกิดขึ้น ในสี่กรณีมีการปล่อยสารอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศ จำนวนเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดของมีเทนในเหมืองถ่านหินมีมากมายหลายสิบเหตุการณ์ เนื่องจากอุปกรณ์ล้าสมัย จำนวนอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนจึงเพิ่มขึ้นทุกปี อุบัติเหตุใหญ่ครั้งสุดท้ายในรัสเซียเกิดขึ้นในปี 2559 ที่เมืองซาคาลิน จากนั้นชาวรัสเซีย 20,000 คนก็ไม่มีไฟฟ้าใช้ เหตุระเบิดในปี 2556 ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน Uglegorsk (ภูมิภาคโดเนตสค์ ประเทศยูเครน) ทำให้เกิดไฟไหม้ที่ไม่สามารถดับได้เป็นเวลา 15 ชั่วโมง สารพิษจำนวนมากถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ

ความเป็นอิสระจากแหล่งพลังงานฟอสซิล

ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงธรรมชาติกำลังจะหมดลง ปริมาณถ่านหินและน้ำมันที่เหลืออยู่ประมาณ 0.4 IJ (1 IJ = 10 24 J) ปริมาณสำรองยูเรเนียมเกิน 2.5 IJ นอกจากนี้ยูเรเนียมยังสามารถนำมาใช้ซ้ำได้ เชื้อเพลิงนิวเคลียร์นั้นง่ายต่อการขนส่งและค่าขนส่งก็ต่ำ

การเปรียบเทียบความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ในปี 2013 การปล่อยก๊าซทั่วโลกจากการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตไฟฟ้าอยู่ที่ 32 กิกะตัน ซึ่งรวมถึงไฮโดรคาร์บอนและอัลดีไฮด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไม่ใช้ออกซิเจน แต่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนใช้ออกซิเจนในการออกซิไดซ์เชื้อเพลิงและผลิตเถ้าหลายแสนตันต่อปี การปล่อยก๊าซที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกิดขึ้นไม่บ่อยนัก ผลข้างเคียงจากกิจกรรมของพวกเขาคือการปล่อยสารกัมมันตภาพรังสีซึ่งจะสลายตัวภายในไม่กี่ชั่วโมง

"ปรากฏการณ์เรือนกระจก" กระตุ้นให้ประเทศต่างๆ จำกัดปริมาณถ่านหินและน้ำมันที่เผา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในยุโรปลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 700 ล้านตันต่อปี

ผลกระทบเชิงบวกต่อเศรษฐกิจ

การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สร้างงานในโรงงานและในอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เลนินกราด จัดหาเครื่องทำความร้อนและน้ำร้อนให้กับผู้ประกอบการอุตสาหกรรมในท้องถิ่น สถานีแห่งนี้เป็นแหล่งออกซิเจนทางการแพทย์สำหรับสถาบันทางการแพทย์ และไนโตรเจนเหลวสำหรับองค์กรต่างๆ เวิร์คช็อปไฮดรอลิกจ่ายน้ำดื่มให้กับผู้บริโภค ปริมาณพลังงานที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเจริญรุ่งเรืองที่เพิ่มขึ้นของภูมิภาค

ของเสียอันตรายอย่างแท้จริงจำนวนเล็กน้อย

เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วเป็นแหล่งพลังงาน กากกัมมันตภาพรังสีคิดเป็น 5% ของเชื้อเพลิงใช้แล้ว จากขยะ 50 กก. มีเพียง 2 กก. เท่านั้นที่ต้องจัดเก็บระยะยาวและต้องมีการแยกแยกอย่างจริงจัง

สารกัมมันตรังสีผสมกับแก้วเหลวแล้วเทลงในภาชนะที่มีผนังหนาทำจากโลหะผสมเหล็ก ภาชนะเหล็กพร้อมที่จะจัดเก็บสารอันตรายที่เชื่อถือได้นาน 200-300 ปี

การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ (FNPP) จะช่วยจ่ายไฟฟ้าราคาถูกให้กับพื้นที่เข้าถึงยาก รวมถึงพื้นที่เสี่ยงต่อแผ่นดินไหว

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีความสำคัญในพื้นที่เข้าถึงยากของฟาร์อีสท์และฟาร์นอร์ธ แต่การก่อสร้างสถานีนิ่งนั้นไม่สมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจในพื้นที่ที่มีประชากรเบาบาง วิธีแก้ปัญหาคือการใช้สถานีความร้อนนิวเคลียร์ลอยน้ำขนาดเล็ก โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำแห่งแรกของโลก Akademik Lomonosov จะเปิดตัวในฤดูใบไม้ร่วงปี 2019 บนชายฝั่งคาบสมุทร Chukotka ในเมือง Pevek การก่อสร้างหน่วยพลังงานลอยน้ำ (FPU) กำลังดำเนินการที่อู่ต่อเรือบอลติกในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำทั้งหมด 7 แห่งมีแผนจะเริ่มดำเนินการภายในปี 2563 ข้อดีของการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลอยน้ำ:

• การจัดหาไฟฟ้าและความร้อนราคาถูก
• รับน้ำจืด 40-240,000 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน
• ไม่จำเป็นต้องอพยพประชาชนอย่างเร่งด่วนในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์
• เพิ่มความต้านทานแรงกระแทกของหน่วยกำลัง
• ศักยภาพก้าวกระโดดในการพัฒนาเศรษฐกิจของภูมิภาคที่มีโรงไฟฟ้าพลังน้ำ

แนะนำข้อเท็จจริงของคุณ

ข้อเสียของพลังงานนิวเคลียร์

ต้นทุนจำนวนมากสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

การก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์สมัยใหม่มีมูลค่าประมาณ 9 พันล้านดอลลาร์ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญบางคนระบุว่าค่าใช้จ่ายอาจสูงถึง 20-25 พันล้านยูโร ต้นทุนของเครื่องปฏิกรณ์หนึ่งเครื่อง ขึ้นอยู่กับกำลังการผลิตและผู้จัดหา อยู่ในช่วง 2-5 พันล้านดอลลาร์ ซึ่งสูงกว่าต้นทุนพลังงานลมถึง 4.4 เท่า และแพงกว่าพลังงานแสงอาทิตย์ถึง 5 เท่า ระยะเวลาคืนทุนของสถานีค่อนข้างนาน

ปริมาณสำรองยูเรเนียม-235 ซึ่งใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เกือบทั้งหมดนั้นมีจำกัด

ปริมาณสำรองยูเรเนียม-235 จะมีอายุ 50 ปี การเปลี่ยนมาใช้ยูเรเนียม-238 และทอเรียมผสมกันจะทำให้เราสามารถผลิตพลังงานเพื่อมนุษยชาติต่อไปอีกพันปี ปัญหาคือหากต้องการเปลี่ยนมาใช้ยูเรเนียม-238 และทอเรียม คุณต้องใช้ยูเรเนียม-235 การใช้ยูเรเนียม-235 สำรองทั้งหมดจะทำให้การเปลี่ยนแปลงเป็นไปไม่ได้

ต้นทุนการผลิตพลังงานนิวเคลียร์สูงกว่าต้นทุนการดำเนินงานของฟาร์มกังหันลม

นักวิจัยของ Energy Fair ได้นำเสนอรายงานที่แสดงให้เห็นถึงความไร้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจของการใช้พลังงานนิวเคลียร์ 1 เมกะวัตต์ต่อชั่วโมงที่ผลิตโดยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีค่าใช้จ่าย 60 ปอนด์ ($96) มากกว่าพลังงานที่ผลิตโดยกังหันลมในปริมาณเท่ากัน การดำเนินงานของสถานีแยกนิวเคลียร์มีค่าใช้จ่าย 202 ปอนด์ ($323) ต่อ 1 MW/ชั่วโมง และโรงงานผลิตพลังงานลมมีราคา 140 ปอนด์ ($224)

ผลกระทบร้ายแรงจากอุบัติเหตุที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ความเสี่ยงของการเกิดอุบัติเหตุที่โรงงานมีอยู่ตลอดอายุการใช้งานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ตัวอย่างที่เด่นชัดคืออุบัติเหตุเชอร์โนบิลซึ่งต้องกำจัดผู้คนจำนวน 600,000 คนออกไป ภายใน 20 ปีหลังเกิดอุบัติเหตุ ผู้ชำระบัญชี 5,000 รายเสียชีวิต แม่น้ำ ทะเลสาบ พื้นที่ป่า การตั้งถิ่นฐานทั้งขนาดเล็กและขนาดใหญ่ (พื้นที่ 5 ล้านเฮกตาร์) กลายเป็นสิ่งไม่เอื้ออำนวย 200,000 km2 ถูกปนเปื้อน อุบัติเหตุดังกล่าวทำให้มีผู้เสียชีวิตหลายพันคนและมีผู้ป่วยมะเร็งต่อมไทรอยด์เพิ่มขึ้น ในยุโรป มีการบันทึกกรณีเด็กที่เกิดมาพร้อมกับความผิดปกติจำนวน 10,000 รายในเวลาต่อมา

ความจำเป็นในการกำจัดกากกัมมันตภาพรังสี

แต่ละขั้นตอนของการแยกตัวของอะตอมมีความเกี่ยวข้องกับการสร้างของเสียอันตราย แหล่งเก็บข้อมูลถูกสร้างขึ้นเพื่อแยกสารกัมมันตรังสีก่อนที่จะสลายตัวโดยสมบูรณ์ โดยครอบครองพื้นที่ขนาดใหญ่บนพื้นผิวโลก ซึ่งตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกลของมหาสมุทรโลก กากกัมมันตภาพรังสี 55 ล้านตันที่ฝังอยู่ในพื้นที่ 180 เฮกตาร์ในทาจิกิสถานมีความเสี่ยงที่จะรั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อม จากข้อมูลในปี 2552 ขยะกัมมันตรังสีจากองค์กรรัสเซียเพียง 47% เท่านั้นที่อยู่ในสภาพที่ปลอดภัย

ฉันคิดว่าในประเทศอดีตสหภาพโซเวียต เมื่อพูดถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ความคิดเรื่องโศกนาฏกรรมในเชอร์โนบิลก็แวบขึ้นมาในจิตใจของหลาย ๆ คนทันที นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะลืมและฉันอยากจะเข้าใจหลักการทำงานของสถานีเหล่านี้ตลอดจนค้นหาข้อดีและข้อเสียของพวกเขา

หลักการทำงานของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์คือสถานที่ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งประเภทหนึ่งซึ่งมีเป้าหมายเพื่อผลิตพลังงานและต่อมาเป็นไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้ว วัยสี่สิบเศษของศตวรรษที่ผ่านมาถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของยุคโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ในสหภาพโซเวียต มีการพัฒนาโครงการต่าง ๆ เกี่ยวกับการใช้พลังงานปรมาณูไม่ใช่เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหาร แต่เพื่อความสงบสุข จุดประสงค์อันสงบสุขประการหนึ่งคือการผลิตไฟฟ้า ในช่วงปลายยุค 40 งานแรกเริ่มทำให้แนวคิดนี้เป็นจริง สถานีดังกล่าวทำงานบนเครื่องปฏิกรณ์น้ำซึ่งพลังงานจะถูกปล่อยและถ่ายโอนไปยังสารหล่อเย็นต่างๆ ในระหว่างกระบวนการนี้ ไอน้ำจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงในคอนเดนเซอร์ จากนั้นกระแสน้ำจะไหลผ่านเครื่องปั่นไฟไปยังบ้านเรือนของชาวเมือง

ข้อดีและข้อเสียทั้งหมดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์

ฉันจะเริ่มต้นด้วยข้อได้เปรียบขั้นพื้นฐานและชัดเจนที่สุด - ไม่ต้องพึ่งพาการใช้เชื้อเพลิงสูง นอกจากนี้ค่าใช้จ่ายในการขนส่งเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จะต่ำมากซึ่งต่างจากเชื้อเพลิงทั่วไป ฉันอยากจะทราบว่าสิ่งนี้สำคัญมากสำหรับรัสเซีย เนื่องจากถ่านหินของเราถูกส่งมาจากไซบีเรีย และมีราคาแพงมาก

จากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม: ปริมาณการปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศต่อปีอยู่ที่ประมาณ 13,000 ตันและไม่ว่าตัวเลขนี้จะดูใหญ่แค่ไหนเมื่อเปรียบเทียบกับองค์กรอื่น ๆ ตัวเลขก็ค่อนข้างเล็ก ข้อดีและข้อเสียอื่นๆ:

• ใช้น้ำจำนวนมากซึ่งทำให้สภาพแวดล้อมแย่ลง
• ต้นทุนการผลิตไฟฟ้าเกือบจะเท่ากันกับที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อน
• ข้อเสียเปรียบใหญ่คือผลที่ตามมาอันเลวร้ายของอุบัติเหตุ (มีตัวอย่างมากมาย)

ฉันอยากจะทราบด้วยว่าหลังจากที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์หยุดเดินเครื่องแล้ว จะต้องเลิกกิจการ และอาจมีราคาเกือบหนึ่งในสี่ของราคาก่อสร้าง แม้จะมีข้อบกพร่องทั้งหมด แต่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็ค่อนข้างพบเห็นได้ทั่วไปในโลก

ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์เมื่อเปรียบเทียบกับการผลิตพลังงานประเภทอื่นนั้นชัดเจน พลังงานสูงและต้นทุนพลังงานสุดท้ายที่ต่ำเปิดโอกาสที่ดีสำหรับการพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์และการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ในประเทศส่วนใหญ่ของโลกข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ยังคงถูกนำมาพิจารณาในปัจจุบัน - มีการสร้างหน่วยพลังงานมากขึ้นเรื่อย ๆ และมีการสรุปสัญญาสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในอนาคต

ข้อได้เปรียบหลักประการหนึ่งของพลังงานนิวเคลียร์คือความสามารถในการทำกำไร ประกอบด้วยหลายปัจจัยและที่สำคัญที่สุดคือการพึ่งพาการขนส่งน้ำมันเชื้อเพลิงต่ำ ลองเปรียบเทียบโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีกำลังการผลิต 1 ล้านกิโลวัตต์กับหน่วยโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีกำลังเทียบเท่ากัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนต้องการเชื้อเพลิง 2 ถึง 5 ล้านตันต่อปี ต้นทุนการขนส่งอาจสูงถึง 50% ของต้นทุนพลังงานที่ผลิตได้ และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะต้องส่งมอบยูเรเนียมประมาณ 30 ตัน ซึ่งแทบไม่มีผลกระทบต่อราคาพลังงานขั้นสุดท้ายเลย

นอกจากนี้ข้อดีประการหนึ่งของพลังงานนิวเคลียร์ก็คือการใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ไม่ได้มาพร้อมกับกระบวนการเผาไหม้และการปล่อยสารอันตรายและก๊าซเรือนกระจกออกสู่ชั้นบรรยากาศ ซึ่งหมายความว่าต้องมีการก่อสร้างโรงงานราคาแพงเพื่อบำบัดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสู่บรรยากาศให้บริสุทธิ์ จะไม่จำเป็น หนึ่งในสี่ของการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศทั้งหมดมาจากโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อสถานการณ์สิ่งแวดล้อมของเมืองที่ตั้งอยู่ใกล้กับพวกเขา และต่อสถานะของบรรยากาศโดยทั่วไป เมืองที่ตั้งอยู่ใกล้กับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ดำเนินงานตามปกติจะได้รับประโยชน์อย่างเต็มที่จากพลังงานนิวเคลียร์ และถือว่าเป็นหนึ่งในเมืองที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากที่สุดในทุกประเทศทั่วโลก พวกเขาดำเนินการตรวจสอบสถานะกัมมันตภาพรังสีของโลก น้ำ และอากาศอย่างต่อเนื่องตลอดจนการวิเคราะห์พืชและสัตว์ - การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องดังกล่าวทำให้สามารถประเมินข้อดีข้อเสียของพลังงานนิวเคลียร์และผลกระทบต่อระบบนิเวศของพลังงานนิวเคลียร์ได้อย่างสมจริง ภูมิภาค. เป็นที่น่าสังเกตว่าในระหว่างการสังเกตในพื้นที่ที่ตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์นั้น ไม่เคยบันทึกการเบี่ยงเบนของพื้นหลังของกัมมันตภาพรังสีจากปกติ เว้นแต่จะเป็นกรณีฉุกเฉิน

ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ไม่ได้จบเพียงแค่นั้น ในบริบทของความอดอยากด้านพลังงานที่กำลังจะเกิดขึ้นและปริมาณสำรองเชื้อเพลิงคาร์บอนที่ลดลง ปัญหาเรื่องปริมาณสำรองเชื้อเพลิงสำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็เกิดขึ้นตามธรรมชาติ คำตอบสำหรับคำถามนี้เป็นแง่ดีมาก: ปริมาณสำรองยูเรเนียมเจือจางและองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ ในเปลือกโลกมีจำนวนหลายล้านตันและในระดับการบริโภคในปัจจุบันถือว่าไม่สิ้นสุดในทางปฏิบัติ

แต่ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ไม่เพียงขยายไปถึงโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เท่านั้น ปัจจุบันพลังงานปรมาณูถูกนำมาใช้เพื่อจุดประสงค์อื่นนอกเหนือจากการจัดหาพลังงานไฟฟ้าให้กับประชากรและอุตสาหกรรม ดังนั้น ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์สำหรับกองเรือดำน้ำและเรือตัดน้ำแข็งนิวเคลียร์จึงไม่สามารถประเมินสูงเกินไปได้ การใช้เครื่องยนต์นิวเคลียร์ช่วยให้พวกมันดำรงอยู่ได้ด้วยตนเองเป็นเวลานาน เคลื่อนที่ไปในระยะทางใดก็ได้ และช่วยให้เรือดำน้ำอยู่ใต้น้ำได้นานหลายเดือน ปัจจุบัน โลกกำลังพัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใต้ดินและลอยน้ำ รวมถึงเครื่องยนต์นิวเคลียร์สำหรับยานอวกาศ

เมื่อพิจารณาถึงข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ เราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าในอนาคตมนุษยชาติจะยังคงใช้ความสามารถของพลังงานปรมาณู ซึ่งเมื่อจัดการอย่างระมัดระวัง จะก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง และในทางปฏิบัติแล้วจะไม่กระทบต่อความสมดุลของระบบนิเวศบนโลกของเรา แต่ข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ได้จางหายไปในสายตาของประชาคมโลกหลังจากเกิดอุบัติเหตุร้ายแรงสองครั้ง: ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เชอร์โนบิลในปี 1986 และที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟูกูชิมะ-1 ในปี 2011 ขนาดของเหตุการณ์เหล่านี้มีมากจนผลที่ตามมาสามารถครอบคลุมข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์เกือบทั้งหมดที่มนุษยชาติรู้จัก สำหรับหลายประเทศ โศกนาฏกรรมในญี่ปุ่นกลายเป็นแรงผลักดันให้ปรับเปลี่ยนกลยุทธ์ด้านพลังงานและเปลี่ยนการเน้นไปที่การใช้แหล่งพลังงานทางเลือก

การใช้พลังงานนิวเคลียร์ในโลกสมัยใหม่กลายเป็นเรื่องสำคัญมาก จนหากเราตื่นขึ้นมาในวันพรุ่งนี้และพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์หายไป โลกที่เรารู้ๆ กันก็คงไม่ดำรงอยู่อีกต่อไป สันติภาพเป็นพื้นฐานของการผลิตทางอุตสาหกรรมและการดำรงชีวิตในประเทศต่างๆ เช่น ฝรั่งเศสและญี่ปุ่น เยอรมนีและบริเตนใหญ่ สหรัฐอเมริกา และรัสเซีย และหากสองประเทศสุดท้ายยังสามารถทดแทนแหล่งพลังงานนิวเคลียร์ด้วยสถานีความร้อนได้ ดังนั้นสำหรับฝรั่งเศสหรือญี่ปุ่นสิ่งนี้จึงเป็นไปไม่ได้เลย

การใช้พลังงานนิวเคลียร์ก่อให้เกิดปัญหามากมาย โดยพื้นฐานแล้ว ปัญหาทั้งหมดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าการใช้พลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสของอะตอม (ซึ่งเราเรียกว่าพลังงานนิวเคลียร์) เพื่อประโยชน์ของบุคคลนั้น บุคคลได้รับความชั่วร้ายที่สำคัญในรูปแบบของกากกัมมันตภาพรังสีสูงซึ่งไม่สามารถถูกโยนทิ้งไปได้ง่ายๆ ของเสียจากแหล่งพลังงานนิวเคลียร์จะต้องได้รับการประมวลผล ขนส่ง ฝัง และจัดเก็บเป็นเวลานานในสภาพที่ปลอดภัย

ข้อดีข้อเสีย ประโยชน์และโทษของการใช้พลังงานนิวเคลียร์

มาดูข้อดีข้อเสียของการใช้พลังงานปรมาณูนิวเคลียร์ ประโยชน์ อันตราย และความสำคัญในชีวิตของมนุษยชาติกัน เห็นได้ชัดว่าพลังงานนิวเคลียร์ในปัจจุบันเป็นที่ต้องการของประเทศอุตสาหกรรมเท่านั้น กล่าวคือ พลังงานนิวเคลียร์เพื่อสันติภาพส่วนใหญ่จะใช้ในโรงงานต่างๆ เช่น โรงงาน โรงงานแปรรูป เป็นต้น เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้พลังงานเข้มข้นซึ่งห่างไกลจากแหล่งไฟฟ้าราคาถูก (เช่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำ) ที่ใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เพื่อรับรองและพัฒนากระบวนการภายใน

ภูมิภาคและเมืองเกษตรกรรมไม่ต้องการพลังงานนิวเคลียร์มากนัก ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะแทนที่ด้วยสถานีระบายความร้อนและสถานีอื่น ๆ ปรากฎว่าการเรียนรู้ การได้มา การพัฒนา การผลิต และการใช้พลังงานนิวเคลียร์ส่วนใหญ่มุ่งเป้าไปที่การตอบสนองความต้องการผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมของเรา มาดูกันว่าพวกเขาเป็นอุตสาหกรรมประเภทไหน: อุตสาหกรรมยานยนต์, การผลิตทางทหาร, โลหะวิทยา, อุตสาหกรรมเคมี, อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ฯลฯ

คนยุคใหม่อยากขับรถใหม่ไหม? อยากแต่งตัวด้วยเสื้อผ้าสังเคราะห์ที่ทันสมัย ​​กินผ้าสังเคราะห์ และใส่ทุกอย่างที่ทำจากวัสดุสังเคราะห์หรือเปล่า? ต้องการผลิตภัณฑ์ที่มีสีสันในรูปทรงและขนาดต่างกันหรือไม่? ต้องการโทรศัพท์ ทีวี คอมพิวเตอร์ใหม่ทั้งหมดหรือไม่? คุณต้องการซื้อจำนวนมากและเปลี่ยนอุปกรณ์รอบตัวคุณบ่อยครั้งหรือไม่? คุณต้องการที่จะกินอาหารเคมีอร่อยจากบรรจุภัณฑ์สีหรือไม่? คุณต้องการที่จะมีชีวิตอยู่อย่างสงบสุขหรือไม่? อยากฟังสุนทรพจน์หวานๆจากจอทีวีไหม? เขาต้องการให้มีรถถังจำนวนมาก เช่นเดียวกับขีปนาวุธและเรือลาดตระเวน รวมถึงกระสุนและปืนหรือไม่?

และเขาได้รับมันทั้งหมด ไม่สำคัญว่าท้ายที่สุดแล้วความแตกต่างระหว่างคำพูดและการกระทำจะนำไปสู่สงคราม ไม่สำคัญว่าการรีไซเคิลจะต้องใช้พลังงานด้วย ตอนนี้ชายคนนั้นสงบแล้ว เขากินดื่มไปทำงานขายและซื้อ

และทั้งหมดนี้ต้องใช้พลังงาน และยังต้องใช้น้ำมัน แก๊ส โลหะ ฯลฯ เป็นจำนวนมากอีกด้วย และกระบวนการทางอุตสาหกรรมทั้งหมดนี้ต้องใช้พลังงานนิวเคลียร์ ดังนั้นไม่ว่าใครจะพูดอะไร จนกว่าจะมีการผลิตเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันแสนสาหัสทางอุตสาหกรรมเครื่องแรก พลังงานนิวเคลียร์ก็จะพัฒนาเท่านั้น

เราสามารถระบุทุกสิ่งที่เราคุ้นเคยว่าเป็นข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์ได้อย่างปลอดภัย ข้อเสียคือโอกาสที่น่าเศร้าของการเสียชีวิตที่ใกล้จะเกิดขึ้นเนื่องจากการล่มสลายของทรัพยากรที่หมดไป ปัญหาของกากนิวเคลียร์ การเติบโตของจำนวนประชากร และความเสื่อมโทรมของพื้นที่เพาะปลูก กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลังงานนิวเคลียร์ทำให้มนุษย์เริ่มควบคุมธรรมชาติได้มากขึ้น โดยข่มขืนเกินกว่าที่จะวัดได้ จนถึงขนาดที่ว่าในเวลาไม่กี่ทศวรรษ เขาได้เอาชนะขีดจำกัดของการผลิตซ้ำทรัพยากรพื้นฐาน ทำให้เกิดกระบวนการล่มสลายของการบริโภคระหว่างปี 2000 และปี 2553 กระบวนการนี้ไม่ขึ้นอยู่กับบุคคลอีกต่อไป

ทุกคนจะต้องกินน้อยลง อยู่น้อยลง และเพลิดเพลินกับสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติน้อยลง ข้อดีหรือข้อเสียอีกประการหนึ่งคือพลังงานนิวเคลียร์ ซึ่งก็คือประเทศที่เชี่ยวชาญอะตอม จะสามารถแจกจ่ายทรัพยากรที่หายากของผู้ที่ไม่เชี่ยวชาญอะตอมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น มีเพียงการพัฒนาโปรแกรมฟิวชั่นแสนสาหัสเท่านั้นที่จะทำให้มนุษยชาติสามารถอยู่รอดได้ ตอนนี้เรามาอธิบายรายละเอียดว่านี่คือ "สัตว์ร้าย" แบบไหน - พลังงานปรมาณู (นิวเคลียร์) และมันกินด้วยอะไร

มวล สสาร และพลังงานปรมาณู (นิวเคลียร์)

เรามักจะได้ยินข้อความที่ว่า “มวลและพลังงานเป็นสิ่งเดียวกัน” หรือการตัดสินที่นิพจน์ E = mc2 อธิบายการระเบิดของระเบิดปรมาณู (นิวเคลียร์) ตอนนี้เมื่อคุณมีความเข้าใจครั้งแรกเกี่ยวกับพลังงานนิวเคลียร์และการประยุกต์แล้ว คงไม่ฉลาดเลยที่จะสับสนกับข้อความเช่น "มวลเท่ากับพลังงาน" ไม่ว่าในกรณีใด วิธีตีความการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่เช่นนี้ไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุด เห็นได้ชัดว่านี่เป็นเพียงความคิดของนักปฏิรูปรุ่นเยาว์ “ชาวกาลิลีแห่งยุคใหม่” อันที่จริง การทำนายทฤษฎีซึ่งได้รับการตรวจสอบจากการทดลองหลายครั้งบอกเพียงว่าพลังงานมีมวลเท่านั้น

ตอนนี้เราจะอธิบายมุมมองสมัยใหม่และให้ภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการพัฒนา
เมื่อพลังงานของวัตถุใดๆ เพิ่มขึ้น มวลของมันจะเพิ่มขึ้น และเราถือว่ามวลที่เพิ่มขึ้นนี้มาจากพลังงานที่เพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อรังสีถูกดูดซับ ตัวดูดซับจะร้อนขึ้นและมวลของมันจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นนั้นน้อยมากจนเกินความแม่นยำของการวัดในการทดลองทั่วไป ในทางตรงกันข้าม หากสารปล่อยรังสีออกมา มันจะสูญเสียมวลของมันไปหนึ่งหยดซึ่งถูกรังสีพาไป คำถามที่กว้างกว่านั้นเกิดขึ้น: มวลของสสารทั้งหมดถูกกำหนดโดยพลังงานไม่ใช่หรือ กล่าวคือ ไม่มีพลังงานสำรองมหาศาลในสสารทั้งหมดใช่หรือไม่ เมื่อหลายปีก่อน การเปลี่ยนแปลงของกัมมันตภาพรังสีตอบสนองเชิงบวกต่อสิ่งนี้ เมื่ออะตอมกัมมันตภาพรังสีสลายตัว พลังงานจำนวนมหาศาลจะถูกปล่อยออกมา (ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของพลังงานจลน์) และมวลส่วนเล็กๆ ของอะตอมก็จะหายไป การวัดแสดงให้เห็นสิ่งนี้อย่างชัดเจน ดังนั้นพลังงานจึงพามวลไปด้วย ส่งผลให้มวลของสสารลดลง

ด้วยเหตุนี้ ส่วนหนึ่งของมวลของสสารจึงสามารถใช้แทนกันได้กับมวลของการแผ่รังสี พลังงานจลน์ ฯลฯ นั่นคือเหตุผลที่เราพูดว่า: "พลังงานและสสารมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงร่วมกันได้บางส่วน" ยิ่งไปกว่านั้น ตอนนี้เราสามารถสร้างอนุภาคของสสารที่มีมวลและสามารถแปลงเป็นรังสีได้อย่างสมบูรณ์ซึ่งมีมวลด้วยเช่นกัน พลังงานของการแผ่รังสีนี้สามารถแปลงเป็นรูปแบบอื่นโดยถ่ายเทมวลของมันไปให้พวกมัน ในทางกลับกัน รังสีสามารถกลายเป็นอนุภาคของสสารได้ ดังนั้น แทนที่จะพูดว่า "พลังงานมีมวล" เราสามารถพูดได้ว่า "อนุภาคของสสารและการแผ่รังสีสามารถสลับสับเปลี่ยนกันได้ และดังนั้นจึงสามารถสลับสับเปลี่ยนกับพลังงานรูปแบบอื่นได้" นี่คือการสร้างและการทำลายสสาร เหตุการณ์การทำลายล้างดังกล่าวไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในขอบเขตของฟิสิกส์ เคมี และเทคโนโลยีทั่วไป โดยจะต้องค้นหาเหตุการณ์เหล่านี้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แต่เป็นกระบวนการแอคทีฟที่ศึกษาโดยฟิสิกส์นิวเคลียร์ หรือในเบ้าหลอมระเบิดปรมาณูที่มีอุณหภูมิสูงในดวงอาทิตย์และดวงดาว อย่างไรก็ตาม คงไม่มีเหตุผลที่จะบอกว่า "พลังงานคือมวล" เราพูดว่า: "พลังงานก็มีมวลเช่นเดียวกับสสาร"

มวลของวัตถุธรรมดา

เรากล่าวว่ามวลของสสารธรรมดาบรรจุพลังงานภายในจำนวนมหาศาลไว้ภายในตัวมันเอง เท่ากับผลคูณของมวลด้วย (ความเร็วแสง)2 แต่พลังงานนี้มีอยู่ในมวลและไม่สามารถปล่อยออกมาได้หากมวลหายไปอย่างน้อยบางส่วน แนวคิดที่น่าอัศจรรย์เช่นนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และเหตุใดจึงไม่ค้นพบก่อนหน้านี้? มีการเสนอมาก่อน - การทดลองและทฤษฎีในรูปแบบที่แตกต่างกัน - แต่จนถึงศตวรรษที่ 20 การเปลี่ยนแปลงของพลังงานไม่ได้ถูกสังเกต เพราะในการทดลองทั่วไป มันสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของมวลอย่างไม่น่าเชื่อ อย่างไรก็ตาม ตอนนี้เรามั่นใจว่ากระสุนที่บินได้มีมวลเพิ่มขึ้นเนื่องจากมีพลังงานจลน์ แม้แต่ที่ความเร็ว 5,000 เมตร/วินาที กระสุนที่มีน้ำหนัก 1 กรัมพอดีก็จะมีมวลรวม 1.00000000001 กรัม ทองคำขาวร้อนที่มีน้ำหนัก 1 กิโลกรัมจะเพิ่มเพียง 0.000000000004 กิโลกรัม และในทางปฏิบัติแล้ว ไม่มีการชั่งน้ำหนักใดที่จะบันทึกสิ่งเหล่านี้ได้ การเปลี่ยนแปลง เฉพาะเมื่อมีการปล่อยพลังงานสำรองจำนวนมหาศาลออกจากนิวเคลียสของอะตอม หรือเมื่อ "โปรเจกไทล์" ของอะตอมถูกเร่งความเร็วให้มีความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง มวลของพลังงานจึงจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเท่านั้น

ในทางกลับกัน แม้แต่ความแตกต่างเล็กน้อยของมวลก็ยังแสดงถึงความเป็นไปได้ที่จะปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา ดังนั้นอะตอมของไฮโดรเจนและฮีเลียมจึงมีมวลสัมพัทธ์ 1.008 และ 4.004 ถ้าไฮโดรเจนสี่นิวเคลียสรวมกันเป็นฮีเลียมนิวเคลียสเดียวได้ มวลของ 4.032 จะเปลี่ยนเป็น 4.004 ความแตกต่างมีน้อยเพียง 0.028 หรือ 0.7% แต่มันหมายถึงการปล่อยพลังงานขนาดมหึมา (ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของรังสี) ไฮโดรเจน 4.032 กิโลกรัมจะผลิตรังสีได้ 0.028 กิโลกรัม ซึ่งมีพลังงานประมาณ 600000000000 แคลอรี่

เปรียบเทียบสิ่งนี้กับ 140,000 Cals ที่ปล่อยออกมาเมื่อไฮโดรเจนในปริมาณเท่ากันรวมตัวกับออกซิเจนในการระเบิดทางเคมี
พลังงานจลน์ธรรมดามีส่วนสำคัญต่อมวลของโปรตอนที่เร็วมากที่ผลิตในไซโคลตรอน และสิ่งนี้สร้างปัญหาเมื่อทำงานกับเครื่องจักรดังกล่าว

ทำไมเรายังเชื่อว่า E=mc2

ตอนนี้เรารับรู้ว่าสิ่งนี้เป็นผลโดยตรงจากทฤษฎีสัมพัทธภาพ แต่ความสงสัยประการแรกเกิดขึ้นในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของรังสี ดูเหมือนว่ารังสีจะมีมวล และเนื่องจากการแผ่รังสีเคลื่อนตัวราวกับปีกด้วยความเร็วด้วยพลังงานหรือค่อนข้างมาก ตัวมันเองก็คือพลังงาน ตัวอย่างของมวลจึงปรากฏขึ้นซึ่งเป็นของบางสิ่งที่ "ไม่มีวัตถุ" กฎการทดลองของแม่เหล็กไฟฟ้าทำนายว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าควรมี "มวล" แต่ก่อนที่จะมีการสร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพ มีเพียงจินตนาการที่ไร้ขอบเขตเท่านั้นที่สามารถขยายอัตราส่วน m=E/c2 ไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นได้

รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าทุกประเภท (คลื่นวิทยุ อินฟราเรด แสงที่มองเห็นและอัลตราไวโอเลต ฯลฯ) มีคุณสมบัติร่วมกันบางประการ นั่นคือ รังสีทั้งหมดแพร่กระจายในสุญญากาศด้วยความเร็วเท่ากัน และถ่ายโอนพลังงานและโมเมนตัมทั้งหมด เราจินตนาการถึงแสงและการแผ่รังสีอื่นๆ ในรูปของคลื่นที่แพร่กระจายด้วยความเร็วสูงแต่มีความเร็วที่แน่นอน c = 3*108 เมตร/วินาที เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวดูดซับ ความร้อนจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งบ่งชี้ว่ากระแสแสงนำพาพลังงาน พลังงานนี้จะต้องแพร่กระจายไปพร้อมกับการไหลด้วยความเร็วแสงเท่ากัน ในความเป็นจริง ความเร็วแสงวัดได้ด้วยวิธีนี้ เมื่อถึงเวลาที่พลังงานแสงส่วนหนึ่งจะเดินทางเป็นระยะทางไกล

เมื่อแสงตกกระทบพื้นผิวของโลหะบางชนิด มันจะผลักอิเล็กตรอนที่ลอยออกมาเหมือนกับถูกลูกบอลขนาดเล็กกระแทก เห็นได้ชัดว่ามีการกระจายเป็นส่วนที่มีความเข้มข้นซึ่งเราเรียกว่า "ควอนตัม" นี่คือธรรมชาติควอนตัมของการแผ่รังสี แม้ว่าส่วนต่างๆ เหล่านี้จะถูกสร้างขึ้นโดยคลื่นก็ตาม แสงแต่ละชิ้นที่มีความยาวคลื่นเท่ากันจะมีพลังงานเท่ากัน ซึ่งก็คือพลังงาน "ควอนตัม" ที่แน่นอน ส่วนดังกล่าวเร่งด้วยความเร็วแสง (อันที่จริงแล้วเป็นแสง) ถ่ายโอนพลังงานและโมเมนตัม (โมเมนตัม) ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถระบุมวลที่แน่นอนของการแผ่รังสี - มวลที่แน่นอนถูกกำหนดให้กับแต่ละส่วน

เมื่อแสงสะท้อนจากกระจก จะไม่มีการปล่อยความร้อนออกมา เนื่องจากลำแสงที่สะท้อนกลับจะนำพาพลังงานทั้งหมดออกไป แต่กระจกจะอยู่ภายใต้แรงกดดันคล้ายกับแรงดันของลูกบอลหรือโมเลกุลที่ยืดหยุ่น หากแทนที่จะส่องกระจก แสงกระทบกับพื้นผิวดูดซับสีดำ ความดันก็จะลดลงครึ่งหนึ่ง สิ่งนี้บ่งชี้ว่าลำแสงมีปริมาณการเคลื่อนที่ที่กระจกหมุน ดังนั้นแสงจึงมีพฤติกรรมราวกับว่ามีมวล แต่มีวิธีอื่นที่จะรู้ได้ว่าบางสิ่งมีมวลหรือไม่? มวลมีอยู่ในตัวมันเอง เช่น ความยาว สีเขียว หรือน้ำ หรือไม่? หรือมันเป็นแนวคิดที่สร้างขึ้นโดยพฤติกรรมเช่นความสุภาพเรียบร้อย? อันที่จริงพิธีมิสซาเป็นที่รู้แก่เราในสามประการ:

• A. ข้อความที่คลุมเครือซึ่งระบุถึงปริมาณของ "สาร" (มวลจากมุมมองนี้มีอยู่ในสสาร - เอนทิตีที่เราสามารถมองเห็น สัมผัส และผลัก)
• B. ข้อความบางอย่างที่เชื่อมโยงกับปริมาณทางกายภาพอื่น ๆ
• B. มวลถูกอนุรักษ์ไว้

ยังคงต้องกำหนดมวลในแง่ของโมเมนตัมและพลังงาน สิ่งใดที่เคลื่อนไหวซึ่งมีโมเมนตัมและพลังงานจะต้องมี "มวล" มวลควรเป็น (โมเมนตัม)/(ความเร็ว)

ทฤษฎีสัมพัทธภาพ

ความปรารถนาที่จะเชื่อมโยงความขัดแย้งทางการทดลองที่เกี่ยวข้องกับอวกาศและเวลาสัมบูรณ์เข้าด้วยกันทำให้เกิดทฤษฎีสัมพัทธภาพ การทดลองกับแสงสองประเภทให้ผลลัพธ์ที่ขัดแย้งกัน และการทดลองกับไฟฟ้ายิ่งทำให้ความขัดแย้งนี้รุนแรงขึ้นอีก จากนั้นไอน์สไตน์เสนอให้เปลี่ยนกฎเรขาคณิตง่ายๆ สำหรับการบวกเวกเตอร์ การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นแก่นแท้ของ "ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ" ของเขา

สำหรับความเร็วต่ำ (จากหอยทากที่ช้าที่สุดไปจนถึงจรวดที่เร็วที่สุด) ทฤษฎีใหม่ก็สอดคล้องกับทฤษฎีเก่า
ด้วยความเร็วสูงซึ่งเทียบได้กับความเร็วแสง การวัดความยาวหรือเวลาของเราจะถูกปรับเปลี่ยนโดยการเคลื่อนที่ของร่างกายสัมพันธ์กับผู้สังเกต โดยเฉพาะมวลของร่างกายจะมากขึ้นเมื่อเคลื่อนที่เร็วขึ้น

จากนั้นทฤษฎีสัมพัทธภาพก็ประกาศว่ามวลที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นเรื่องทั่วไปโดยสมบูรณ์ ที่ความเร็วปกติจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง และที่ความเร็วเพียง 100,000,000 กม./ชม. เท่านั้นที่มวลจะเพิ่มขึ้น 1% อย่างไรก็ตาม สำหรับอิเล็กตรอนและโปรตอนที่ปล่อยออกมาจากอะตอมกัมมันตภาพรังสีหรือเครื่องเร่งปฏิกิริยาสมัยใหม่ จะมีค่าถึง 10, 100, 1,000%…. การทดลองกับอนุภาคพลังงานสูงช่วยยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างมวลและความเร็วได้เป็นอย่างดี

อีกด้านมีรังสีที่ไม่มีมวลนิ่ง มันไม่ใช่สสารและไม่สามารถคงอยู่ได้ มันมีมวลและเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว c ดังนั้นพลังงานจึงเท่ากับ mc2 เราพูดถึงควอนตัมว่าเป็นโฟตอน เมื่อเราต้องการสังเกตพฤติกรรมของแสงว่าเป็นกระแสของอนุภาค โฟตอนแต่ละตัวมีมวล m ที่แน่นอน พลังงาน E=mс2 และโมเมนตัม (โมเมนตัม)

การเปลี่ยนแปลงทางนิวเคลียร์

ในการทดลองกับนิวเคลียสบางกรณี มวลของอะตอมหลังการระเบิดอย่างรุนแรงไม่รวมกันเป็นมวลรวมเท่ากัน พลังงานที่ปล่อยออกมาจะพาส่วนหนึ่งของมวลไปด้วย ชิ้นส่วนอะตอมที่หายไปดูเหมือนจะหายไปแล้ว อย่างไรก็ตาม หากเรากำหนดมวล E/c2 ให้กับพลังงานที่วัดได้ เราจะพบว่ามวลนั้นยังคงอยู่

การทำลายล้างของสสาร

เราคุ้นเคยกับการคิดว่ามวลเป็นสมบัติที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของสสาร ดังนั้นการเปลี่ยนมวลจากสสารไปสู่การแผ่รังสี - จากหลอดไฟไปเป็นรังสีที่หลบหนี - จึงดูเหมือนเกือบจะเหมือนกับการทำลายสสาร อีกก้าวหนึ่ง - และเราจะแปลกใจที่ค้นพบสิ่งที่เกิดขึ้นจริง: อิเล็กตรอนบวกและลบ อนุภาคของสสารที่รวมตัวกันถูกแปลงเป็นรังสีโดยสมบูรณ์ มวลของสสารกลายเป็นรังสีที่มีมวลเท่ากัน นี่เป็นกรณีของการหายไปของสสารในความหมายที่แท้จริงที่สุด ราวกับอยู่ในโฟกัสในแสงแฟลช

การวัดแสดงให้เห็นว่า (พลังงาน การแผ่รังสีระหว่างการทำลายล้าง)/c2 เท่ากับมวลรวมของอิเล็กตรอนทั้งสอง - บวกและลบ แอนติโปรตอนรวมกับโปรตอนและทำลายล้าง ซึ่งมักจะปล่อยอนุภาคที่เบากว่าและมีพลังงานจลน์สูง

การก่อตัวของสสาร

ตอนนี้เราได้เรียนรู้การจัดการรังสีพลังงานสูง (รังสีเอกซ์คลื่นสั้นพิเศษ) แล้ว เราก็สามารถเตรียมอนุภาคของสสารจากการแผ่รังสีได้ หากเป้าหมายถูกโจมตีด้วยรังสีดังกล่าว บางครั้งพวกมันจะผลิตอนุภาคคู่กัน เช่น อิเล็กตรอนบวกและลบ และถ้าเราใช้สูตร m=E/c2 อีกครั้งสำหรับทั้งการแผ่รังสีและพลังงานจลน์ มวลก็จะถูกอนุรักษ์ไว้

เพียงแค่เกี่ยวกับพลังงานเชิงซ้อน – พลังงานนิวเคลียร์ (อะตอม)

• แกลเลอรี่ภาพ รูปภาพ ภาพถ่าย
• พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานปรมาณู-ปัจจัยพื้นฐาน โอกาส โอกาส การพัฒนา
• ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจข้อมูลที่เป็นประโยชน์
• ข่าวสีเขียว – พลังงานนิวเคลียร์ พลังงานปรมาณู
• ลิงค์ไปยังวัสดุและแหล่งที่มา – พลังงานนิวเคลียร์ (อะตอม)