Када се у марту 2011. године једна од великих земаљских тектонских плоча гурнула под другу крај источне обале Јапана, створио је снажан земљотрес и покренуо цунами са таласима који су достизали висину од 20 и више метара. Ова разорна комбинација оставила је мртве на десетине хиљада људи и покренула нуклеарну кризу када је морска вода поплавила место нуклеарне електране Фукусхима Даиицхи, прекинувши струју и онеспособијући резервну сигурносну опрему.
Посаде нису биле у стању да одржавају реакторе хладним, што је довело до топљења горива, експлозија водоника и ослобађања радиоактивног материјала. Прошло је више од девет месеци пре него што су власти објавиле да су реактори доведени у стабилно стање хладног гашења. Забринутости у вези са сигурношћу такође су довеле до гашења готово свих осталих јапанских електрана у Јапану.
Догађај у Фукушими - најгора нуклеарна несрећа од Чернобила 1986. - бацио је сенку на атомску енергију и индустрија се надала за „нуклеарну ренесансу“. Више од две године касније, Јапан је поново покренуо само два од 54 реактора земље, а на Фукушими и даље постоје опасности док се радници боре да спрече цурење радиоактивних отпадних вода. Немачка и Швајцарска одлучиле су да укину нуклеарну енергију, а многе друге нације преиспитују своје нуклеарне амбиције. У јуну 2011. године италијански гласачи су на референдуму одбацили нуклеарни програм своје земље.
Ипак, за свет који све више губи енергију, нуклеарно оружје остаје снажно поуздан извор енергије без угљеника и атрактиван начин за диверзификацију снабдевања енергијом и удаљавање од извора укључујући угљен који доприноси климатским променама. "Потребна нам је ренесанса неке технологије која може заузети место угља", каже Пер Петерсон, професор нуклеарног инжењерства на Калифорнијском универзитету у Берклију. И угљени и нуклеарне електране скупе су за изградњу, али могу да обезбеде поуздану снагу сваког сата уз релативно ниске трошкове горива. "Тешко је схватити на који начин бисте могли угрозити угаљ ако не укључите нуклеарни систем", каже Петерсон.
Глобално гледано, будућност нуклеарне енергије све више лежи у Кини и Индији. "Нуклеарна ренесанса је тренутно у току, али првенствено ван Сједињених Држава", каже Дан Липман, извршни директор стратешких програма добављача за Институт за нуклеарну енергију, индустријску групу. Седам од 66 постројења која се тренутно граде широм света налазе се у Индији. Кина је повезала свој 17. нуклеарни реактор са електроенергетском мрежом у фебруару.
Прича је више помешана у Сједињеним Државама, мада та земља води у свету по нуклеарној производњи електричне енергије. До недавно, 104 реактора у 31 држави осигуравали су око 19 процената електричне енергије у земљи. Америчка администрација за информације о енергетици предвиђа да ће нови реактори до 2025. године додати око 5, 5 гигавата - упоредиво са скоро три Хооверове бране - нуклеарног капацитета. Овог пролећа изградња два нова реактора почела је први пут у 30 година.
Али ниске цене природног гаса одузеле су приходима власницима постројења. Флота се овог пролећа спустила на 102 реактора због затварања постројења, најновији пример је нуклеарна станица Кеваунее из Висцонсина, која је видела да је њен профит појео гипка природним гасом. Затварање је подстакло предвиђања да ће можда бити више затварања када се старије нуклеарне електране боре за конкуренцију. Дуке Енерги одбацио је планове за два нова реактора у Северној Каролини и званично је повукао свој реактор Цристал Ривер - ван мреже две године - на Флориди, после деценија рада, одлучивши се за гашење, а не за поправак. Прогнозе ЕИА виде да природни гас и обновљиви извори енергије заузимају веће кришке растуће америчке енергетске пите, зависно од цена и субвенција.
Нуклеарна несрећа 1979. године на острву Тхрее Миле у централној Пенсилванији, попут Фукушиме, догодила се у слично време нуклеарног раста. У време чернобилске катастрофе, међутим, тај раст је почео да успорава. Она је стагнирала не само због повећане забринутости за безбедност, већ и због пада цена фосилних горива у комбинацији са дугим кашњењима, балонским буџетима и високим трошковима финансирања који су били заштитни знак изградње нових постројења у 1980-им и 90-има. Тада је, као и сада, економија нуклеарне енергије била застрашујућа.
Интерес за нуклеарну енергију на крају је поново распламсао. Отприлике 2005. године, каже Липман, мноштво фактора покренуло је изградњу. Економски раст повећао је потражњу за електричном енергијом, а историјски нестабилне цијене природног гаса биле су у порасту. Закон о енергетској политици из 2005. пружио је гаранције за кредите и друге подстицаје за нове нуклеарне електране, а потражња за електричном енергијом у југоисточним државама - посебно на Флориди - „расла је попут гангбустера“, каже он. Поред тога, на тренутак се учинило да би климатска регулатива могла да учини енергију угља скупљом.
Време је било савршено. „Млађа генерација [је] заборавила или није преживела острво Три миље и Чернобил, “ каже Едвин Лиман, старији научник за Глобални програм безбедности при Унија забринутих научника у Вашингтону, ДЦ
Док су се неки Американци загрејали на идеју о повећању нуклеарне енергије, јавност је и даље подељена по том питању. Пет месеци пре катастрофе у Фукушими, 47 одсто Американаца које је истраживао истраживачки центар Пев подржавало је све већу употребу нуклеарне енергије. Одмах након кризе подршка је пала на 39 процената, али мишљења су се од тада донекле умирила.
Више пријемчива јавност може отворити врата за сада само за нуклеарну енергију. "Нису могли да заобиђу економска питања нуклеарне енергије, чак и пре него што се Фукусхима догодила", каже Лиман. Криза 2011. у Јапану "бацила је још један мајмунски кључ у дело".
Нуклеарна енергија је понекад промовисана као важно оружје у борби против климатских промена, али „ниво размештања нуклеарне енергије који би вам био потребан током наредних неколико деценија да удубљење у емисији глобалног загревања буде тако огроман, то једноставно није изводљиво, "Каже Лиман.
А након Фукушиме, сигурност је опет брига. Беркелеи'с Петерсон, међу лекцијама за излазак из катастрофе, мора се припремити за невероватне секвенце догађаја. Након 11. септембра, Комисија за нуклеарну регулацију, одговорна за регулисање нуклеарне индустрије САД-а, почела је испитивати превидјене, ако не и невероватне, претње од широке штете - питања, попут „шта бисмо урадили када би терористи отели авион и одлучили да лете њиме. у америчку нуклеарку, "каже Петерсон." НРЦ је гледао штету која би се догодила безбедносним системима електране у таквом сценарију, каже он, и сада захтева да постројења набаве преносну опрему за хитне случајеве као резерву.
Оно што није урачунато била је могућност да се један догађај или комбинација природних опасности сруши више реактора у постројењу, а сваки од њих захтева хитну реакцију и напоре обученог особља. Више од трећине нуклеарних електрана у Сједињеним Државама тренутно има два или више реактора. Па ипак, планови за реаговање у хитним ситуацијама омогућавали су само један неуспех. "У САД је наша припрема увек била да ће се то десити једној од јединица", каже Јое Поллоцк, потпредседник нуклеарних операција Института за нуклеарну енергију. "Морамо бити у стању да се бавимо са свим јединицама истовремено у свим нашим плановима и припремама."
Поллоцк каже да су нуклеарне електране у САД-у сада боље опремљене за ванредне ситуације, али критичари кажу да реформе нису довољно напредовале. Унија забринутих научника упозорила је да би се у случају квара на расхладном систему многи реактори у Сједињеним Државама могли догодити далеко горе од Фукушиме Даиицхи, јер су њихови резервоари за гориво густо набијени и теже их је држати на хладном у хитним случајевима. Група тврди да би постројења требала бити способна издржати 24-сатно затварање станица без прибјегавања преносивој опреми, умјесто осам сати које препоручује, иако то није потребно, радна група НРЦ-а, организована као одговор на Фукушиму, и они би требали бити спремни да функционишу читаву недељу без подршке ван места, за разлику од само три дана.
Новији реактори са пасивним системима хлађења, попут Вестингхоусе-овог АП1000, показују кораке ка бољој сигурности. Умјесто пумпи и дизел агрегата, АП1000 користи природну конвекцију, гравитацију и испаравање воде како би се спријечило прегријавање и нагомилавање тлака без потребе за вањском снагом или чак радом радника. Дизајниран је да издржи 72 сата потпуног искључивања станица. Четири реактора АП1000 су у изградњи у Кини и две јединице планиране су за ВЦ летњу нуклеарну електрану у Јужној Каролини.
Чак је и у овом напредном моделу Вестингхоусе успео да идентификује потенцијална подручја за побољшање након несреће у Фукушими. Липман каже да се компанија "вратила и прегледала дизајн веома значајно да би се виделе какве промене је потребно извршити", разговарајући о променама у дизајну, као што су постављање батерија на више или уградњу водонепропусних врата за отпорност на поплаве. АП1000 би могао да издржи догађај сличан оном који је осакатио Фукусхима Даиицхи.
Будући нуклеарни реактори могу смањити број изазова у погледу трошкова и сигурности повезаних са данашњим гигантима од 1.000 мегавата. Америчко Министарство енергетике има амбициозан циљ да види технологију за мање, самосталне и углавном фабрички изграђене реакторе, распоређене у следећој деценији. Познате као мали модуларни реактори или СМРс, ове мини нуклеарне електране имале би електричну снагу еквивалентну мањој од 300 мегавата и биле би довољно компактне за испоруку жељезницом или камионом. Истраживачи већ раде на десетинама различитих концепата широм света.
Једна перспективна врста позната је као интегрални водени реактор под притиском. Названу мПовер, овај модел компаније за нуклеарну опрему Бабцоцк & Вилцок позива на пар модула еквивалентних 180 мегавата који могу радити четири године без долијевања горива - двоструко дуже од данашњих реактора. И оне су довољно мале да потенцијално могу користити постојећу инфраструктуру у старим постројењима угља, повећавајући могућност да се новим, нуклеарним горивом, животињским електранама угља из 1950-их година након пензионисања. Процијењени трошкови за имплементацију СМР-а крећу се од 800 до 2 милијарде долара по јединици - што је отприлике петину трошкова великих реактора.
"Заправо је много лакше обликовати сигурне, мале реакторе", каже Петерсон. Код великих реактора постоји опасност од развијања „врућих тачака“ у гориву. "Једном када се гориво оштети, постаје све теже охладити, па се штета може проширити", објашњава Петерсон. Добро дизајнирани мањи реактори који могу избећи овај проблем и можда чак и умањити потребу за спољном опремом и погрешним људским одлучивањем у времену кризе могу бити "интринзично сигурнији", каже он. Међутим, степен до којег мали модуларни реактори могу побољшати сигурност у стварном кориштењу остаје неизвестан.
Нису загарантоване ни трошковне предности. "Историја нуклеарне енергије покренула је реакторе да постају све веће и веће", како би искористили економију обима, каже Лиман. "Ако ћете направити мале реакторе конкурентним великим реакторима, мораћете да смањите трошкове рада, " треба да смањите трошкове рада на начин који је неодговоран. Доказано је да је сигурно смањити број оператери [и] особље обезбеђења и даље одржавају сигурност. " Могуће је направити мали реактор сигурнијим од већег реактора, додаје, "али то се неће догодити аутоматски".
За било коју иновативну технологију која би могла да замени или наследи данашње реакторе, пред нама је дуг пут. "Чак и најбоље проучаване биљке имају пуно мистерија, " каже Лиман. Покушај пост-Фукушиме да се помно проуче те непознанице и елиминише непотребан ризик можда је прекратак да би се постигле трајне промене. Овај пут, Лиман каже, „Било би то лепо ако би дошло до промена пре удара катастрофе. "
