ภาวะโลกร้อนมีรากฐานมาจากหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานที่สุดของฟิสิกส์แบบนิวตัน: ไม่มีการกระทำใดที่ปราศจากปฏิกิริยา พูดง่ายๆ ก็คือ เราไม่สามารถสูบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และมลพิษอื่นๆ ที่เกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลเข้าสู่สิ่งแวดล้อมของเราต่อไปได้โดยไม่ได้รับผลกระทบที่ตามมา นักวิทยาศาสตร์ด้านสิ่งแวดล้อมได้ให้ความสำคัญกับปัญหานี้มาระยะหนึ่งแล้ว แต่ตอนนี้รัฐบาลเท่านั้น
ที่ให้ความสนใจ
กับปัญหาที่สมควรได้รับ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่มนุษย์สร้างขึ้นเป็นหนึ่งในภัยคุกคามที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่โลกของเราเผชิญอยู่ และคาดว่าจะมีส่วนทำให้มีผู้เสียชีวิตกว่า 160,000 คนทั่วโลกในแต่ละปี อันเป็นผลจากคลื่นความร้อน น้ำท่วม และความเสียหายของพืชผล
แต่ในการแก้ปัญหาภาวะโลกร้อน เราเผชิญกับภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออก เชื้อเพลิงฟอสซิลให้พลังงานอย่างน้อย 85% ของความต้องการพลังงานทั้งหมดของเรา ตั้งแต่ไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านไปจนถึงการผลิตสินค้าและอาหาร แหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น แหล่งพลังงานจากดวงอาทิตย์ ลม และคลื่น
สามารถช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลของเราได้ แต่ธรรมชาติที่ไม่น่าเชื่อถือและมักจะให้ผลผลิตต่ำหมายความว่าสามารถให้พลังงานได้เพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น แท้จริงแล้ว พลังงานหมุนเวียนรูปแบบส่วนใหญ่มีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยยะสำคัญในตัวมันเอง เช่น การทำให้ภูมิทัศน์เสียโฉม
หรือทำให้สัตว์ป่าใกล้สูญพันธุ์ พวกเขายังกำหนดให้โรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลสแตนด์บายเมื่อผลผลิตต่ำ เช่น เมื่อกังหันลมไม่ได้ผลิตในสภาวะนิ่ง โชคดีที่มีทางเลือกอื่นในการจัดการกับวิกฤตพลังงานที่กำลังจะเกิดขึ้น นั่นคือพลังงานนิวเคลียร์ ในระดับอะตอม พลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมา
ในเหตุการณ์ฟิชชันคือ 200 MeV เมื่อเทียบกับอิเล็กตรอนโวลต์เพียงไม่กี่ตัวที่ผลิตขึ้นแต่ละครั้งที่โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนแตกโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีคาร์บอน ผลก็คือ เม็ดเชื้อเพลิงของเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์หนึ่งเม็ดยาวเพียง 1 ซม. สามารถผลิตไฟฟ้าได้เท่ากับถ่านหิน 1.5 ตัน
นอกจากนี้
พลังงานนิวเคลียร์ยังก่อให้เกิดขยะจำนวนเล็กน้อย ตรงข้ามกับมลพิษปริมาณมหาศาลที่ถูกสูบเข้าไปในสิ่งแวดล้อมอย่างไม่ถูกตรวจสอบโดยการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงฟอสซิล แม้ว่ากากนิวเคลียร์จะเป็นพิษมากกว่าสารก่อมลพิษเหล่านี้ แต่อย่างน้อยก็สามารถกักเก็บไว้ได้อย่างสมบูรณ์
พลังงานนิวเคลียร์เริ่มเป็นที่รู้จักในช่วงปลายทศวรรษ 1950 และ 1960 โดยมีการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หลายแห่งทั่วโลก อย่างไรก็ตาม อันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับกากนิวเคลียร์มักเป็นข้อโต้แย้งต่อพลังงานนิวเคลียร์ เมื่อรวมกับอุบัติเหตุที่เชอร์โนปิลในปี 1986 และกลไกตลาด
ในภาคพลังงาน อุตสาหกรรมนิวเคลียร์ก็เข้าสู่ภาวะถดถอยในช่วงปี 1980 และ 1990 แต่กระแสน้ำดูเหมือนจะเปลี่ยน ตัวอย่างเช่น ในเดือนพฤษภาคม รัฐบาลสหราชอาณาจักรได้ส่งสัญญาณความตั้งใจที่จะสร้างกองเรือใหม่ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ทั่วประเทศ และอีกหลายประเทศ เช่น จีน ฟินแลนด์
ฝรั่งเศส
อินเดีย และรัสเซีย ได้ประกาศหรือแม้แต่เริ่มดำเนินการก่อสร้างใหม่ เครื่องปฏิกรณ์ ไม่ใช่แค่ความจำเป็นเร่งด่วนในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เป็นเชื้อเพลิงในการฟื้นฟูนิวเคลียร์นี้ ข้อโต้แย้งทางเศรษฐกิจจากราคาก๊าซและน้ำมันที่พุ่งสูงขึ้น บวกกับผลประโยชน์เชิงกลยุทธ์
ในการประกันว่าแต่ละประเทศมีแหล่งพลังงานที่มั่นคงก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน ในความเป็นจริง ข้อโต้แย้งทางเศรษฐกิจและกลยุทธ์เหล่านี้แข็งแกร่งมากจนดูเหมือนเป็นไปไม่ได้เลยที่จะเห็นวิธีแก้ปัญหาที่เป็นจริงสำหรับความต้องการด้านพลังงานของเราโดยปราศจากพลังงานนิวเคลียร์ที่กลับมามีบทบาท
สำคัญอีกครั้ง และที่ใดมีพลังงานนิวเคลียร์ ที่นั่นมีนักฟิสิกส์ ประวัติการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใช้พลังงานจากพลังงานที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชั่น กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการยิงนิวตรอนเข้าไปในนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นนิวเคลียสของยูเรเนียม-236 ด้วย
พลังงานส่วนเกินที่มากพอที่จะบิดเบี้ยวและแยกออกเป็นสองส่วน ของฟิชชันหนักและนิวตรอนเพิ่มเติมอีกสองหรือสามตัวต่อเหตุการณ์ฟิชชัน ความแตกต่างของมวลเล็กน้อยระหว่างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเหล่านี้กับนิวตรอนเริ่มต้นและนิวเคลียสของยูเรเนียม-235 จะถูกปลดปล่อยออกมา
เป็นพลังงานผ่านสมการที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ พลังงานส่วนใหญ่นี้กลายเป็นพลังงานจลน์ของผลิตภัณฑ์ฟิชชัน ซึ่งสร้างความร้อนจำนวนมากโดยการชนกับอะตอมที่อยู่รอบๆ ความร้อนนี้ถูกพัดพาไปโดยสารหล่อเย็น เช่น คาร์บอนไดออกไซด์หรือน้ำ (ซึ่งเป็นวงจรสารหล่อเย็นหลัก)
และนำไปใช้เพื่อให้ความร้อนแก่หม้อไอน้ำในวงจรทุติยภูมิที่ผลิตไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนกังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เช่นเดียวกับในสถานีไฟฟ้าที่ใช้ พลังงานจากถ่านหิน. จากนิวตรอนที่ปล่อยออกมา บางส่วนจะหลุดออกจากเครื่องปฏิกรณ์ในขณะที่บางส่วนถูกดูดกลืน แต่ประมาณครึ่งหนึ่ง
จะแยกนิวเคลียสยูเรเนียมเพิ่มเติม ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ เพื่อให้กระบวนการนี้อยู่ภายใต้การควบคุม เครื่องปฏิกรณ์ส่วนใหญ่ต้องการตัวกลั่น ซึ่งโดยปกติทำจากกราไฟต์หรือน้ำ เนื่องจากอะตอมที่เบาของพวกมันสามารถดูดซับพลังงานจลน์ของนิวตรอนได้ดี สหราชอาณาจักรยังได้ดำเนินการวิจัย
เกี่ยวกับการออกแบบ “เครื่องปฏิกรณ์แบบเร็ว” จนถึงต้นทศวรรษ 1990 เช่น ที่ไซต์ ทางตอนเหนือของสกอตแลนด์ เครื่องปฏิกรณ์เหล่านี้ไม่มีผู้ควบคุมและนิวตรอนที่ปล่อยออกมาในเหตุการณ์ฟิชชันจึงคงพลังงานจลน์จำนวนมากไว้ เป็นผลให้เครื่องปฏิกรณ์แบบเร็วสามารถเปลี่ยนยูเรเนียมที่หมดแล้ว
