Kui 2011. aasta märtsis surus Jaapani idaranniku alla üks maakera suur tektooniline plaat, tekitas see vägivaldse maavärina ja pani aluse tsunamile, mille lained ulatusid vähemalt 20 jalga. See laastav kombinatsioon jättis kümned tuhanded inimesed surma ja pani aluse tuumakriisile, kui merevesi ujutas Fukushima Daiichi tuumaelektrijaama territooriumi, vähendades elektrienergiat ja keelates varuturvavarustuse.
Meeskonnad ei suutnud reaktoreid jahedana hoida, mis tõi kaasa kütuse sulamise, vesiniku plahvatuse ja radioaktiivse materjali eraldumise. Möödus enam kui üheksa kuud enne seda, kui ametivõimud teatasid, et reaktorid on viidud külmakäigukasti stabiilsesse olekusse. Ohutusprobleemid viisid ka peaaegu kõigi Jaapani teiste tuumajaamade sulgemiseni.
Fukushima sündmus - halvim tuumaõnnetus pärast Tšernobõli 1986. aastal - on heitnud varju aatomienergiale ja tööstuse kasvavad lootused "tuumarenessansile". Rohkem kui kaks aastat hiljem on Jaapan taaskäivitanud riigi 54 reaktorist vaid kaks ja Fukushimas püsib oht, kuna töötajad võitlevad radioaktiivsete reoveelekkega. Saksamaa ja Šveits on otsustanud tuumaenergia järk-järgult loobuda ning paljud teised riigid hindavad oma tuumaalaseid ambitsioone ümber. 2011. aasta juunis lükkasid Itaalia valijad rahvahääletusel tagasi oma riigi tuumaprogrammi.
Üha energianäljasemas maailmas on tuumaenergia endiselt kiuslikult usaldusväärne, süsinikuvaba jõuallikas ja atraktiivne viis energiavarude mitmekesistamiseks ja eemaldumiseks allikatest, sealhulgas söest, mis aitab kaasa kliimamuutustele. "Me vajame mõne tehnoloogia taaselustamist, mis võib asendada kivisütt, " ütleb Berkeley California ülikooli tuumatehnika professor Per Peterson. Nii söe- kui ka tuumajaamade ehitamine on kulukas, kuid suudab suhteliselt madalate kütusekuludega pakkuda ööpäevaringselt usaldusväärset elektrienergiat. "Raske on aru saada, kuidas te võiksite söe tõrjuda, kui te ei hõlma tuumaenergiat, " ütleb Peterson.
Globaalselt on tuumaenergia tulevik üha enam Hiinas ja Indias. "Tuumarenessanss on praegu käimas, kuid peamiselt väljaspool USA-d, " ütles Dan Lipman, kes on tööstusrühma tuumaenergia instituudi strateegiliste tarnijaprogrammide tegevdirektor. Kogu maailmas ehitatavatest 66 jaamast seitse asub Indias. Ja Hiina ühendas veebruaris oma 17. tuumareaktori elektrivõrguga.
Ameerika Ühendriikides on lugu segamini, ehkki see riik on tuumaelektrienergia tootmises maailmas esirinnas. Kuni viimase ajani andsid 104 reaktorit 31 osariigis umbes 19 protsenti kogu riigi elektrienergiast. USA energiateabe administratsioon eeldab, et uued reaktorid lisavad aastaks 2025 tuumavõimsuse umbes 5, 5 gigavatti - mis on võrreldav peaaegu kolme Hooveri tammiga - tuumavõimsust. Sel kevadel alustati kahe uue reaktori ehitamist esimest korda 30 aasta jooksul.
Kuid madalad maagaasihinnad on taimeomanike tuludest hammustuse ära võtnud. Laevastik langes sel kevadel tehaste sulgemise tõttu 102 reaktorisse. Viimane näide on Wisconsini Kewaunee tuumajaam, mille kasumid kaotasid maagaasirelvad. Seiskamine on soodustanud prognoose, et vanemate tuumajaamade konkureerimisel vaeva võib olla oodata rohkem sulgemisi. Duke Energy loobus kahe uue reaktori plaanimisest Põhja-Carolinas ja asus ametlikult oma Crystal Riveri reaktori - kaheks aastaks võrguühenduseta - Floridasse pärast aastakümneid kestnud kasutamist, valides pigem seiskamise kui remondi. Keskkonnamõju hindamise prognooside kohaselt võtavad maagaas ja taastuvad energiaallikad sõltuvalt hindadest ja subsiidiumidest suurema osa USA kasvavast energiakoogist.
1979. aasta tuumaõnnetus Pennsylvania kesklinnas asuval Kolme miili saarel, nagu ka Fukushima, saabus sarnasel tuumaenergia kasvu ajal. Tšernobõli katastroofi ajaks oli kasv siiski hakanud aeglustuma. See ei jäänud seisma mitte ainult kõrgendatud ohutusprobleemide tõttu, vaid ka fossiilkütuste hindade languse tõttu koos pikkade viivituste, õhupallide suurendamise eelarvete ja kõrgete rahastamistasudega, mis olid uute tehaste ehitamise tunnusjooned 1980ndatel ja 90ndatel. Siis, nagu praegu, osutus tuumaenergia ökonoomne hirmutavaks.
Huvi tuumaenergia vastu taastus lõpuks. Lipmani sõnul on 2005. aasta paiku ehitustegevusele kaasa aidanud mitmesuguste tegurite liitumine. Majanduskasv suurendas elektrinõudlust ja ajalooliselt volatiilsed maagaasi hinnad olid tõusuteel. 2005. aasta energiapoliitika seadus nägi ette uutele tuumajaamadele laenutagatisi ja muid stiimuleid ning kaguosa osariikide - eriti Florida - elamunõudlus elektrienergia järele kasvas nagu gangbusters, ”ütleb ta. Lisaks tundus hetkeks võimalik, et kliimaregulatsioon võib söeenergia kallimaks muuta.
Ajastus oli ideaalne. "Noorem põlvkond oli unustanud või ei olnud Kolme Miili saare ja Tšernobõli läbi elanud või polnud seda veel elanud, " ütleb Washingtoni DC-s murelike teadlaste liidu globaalse julgeolekuprogrammi vanemteadur Edwin Lyman.
Kuigi mõned ameeriklased on soojendanud tuumaenergia suurendamise ideed, on üldsus selles küsimuses endiselt lõhenenud. Viis kuud enne Fukushima katastroofi pooldas 47 protsenti Pewi uurimiskeskuse küsitletud ameeriklastest tuumaenergia üha suuremat kasutamist. Vahetult pärast kriisi langes toetus 39 protsendini, kuid pärast seda on arvamused mõnevõrra leebunud.
Vastuvõtlikum avalikkus saab ukse avada ainult tuumaenergia osas. "Nad ei suutnud tuumaenergia majandusküsimustes ringi liikuda, isegi enne Fukushima juhtumist, " räägib Lyman. 2011. aasta Jaapani kriis "viskas teostesse veel ühe ahvivõtme".
Tuumaenergiat on mõnikord reklaamitud kui olulist relva kliimamuutuste vastases võitluses, kuid "tuumaenergia kasutuselevõtu tase, mida vajate järgmise paarikümne aasta jooksul globaalse soojenemise heitkoguste mõjutamiseks, oleks nii tohutu, see pole lihtsalt teostatav, "Ütleb Lyman.
Ja pärast Fukushimat on ohutus taas mure. Katastroofist väljuvate õppetundide hulgas on vajadus valmistuda sündmuste ebatõenäolisteks järjestusteks, väidab Berkeley's Peterson. Pärast 11. septembrit hakkas USA tuumatööstuse reguleerimise eest vastutav tuumaregulatsiooni komisjon uurima tähelepanuta jäetud, kui mitte ebatõenäolise ulatusliku kahju tekkimise ohte - näiteks küsimused, mida teha, kui terroristid kaaperdavad lennuki ja otsustavad selle lennata. USA tuumajaama, "räägib Peterson. NRC vaatas tema sõnul sellise stsenaariumi korral kahju, mis tehase turvasüsteemidele juhtuks, ja nõuab nüüd, et tehased omandaksid varukoopiana kaasaskantavaid hädaabiseadmeid.
Arvesse ei võetud võimalust, et üks sündmus või looduslike ohtude kombinatsioon võib tekitada tehases mitu reaktorit, millest igaüks nõuab hädaolukorras reageerimist ja koolitatud personali jõupingutusi. Praegu on enam kui kolmandikul Ameerika Ühendriikide tuumaelektrijaamadest kaks või enam reaktorit. Ja siiski võimaldasid hädaolukorra lahendamise kavad ainult ühe tõrke. "USA-s oli meie ettevalmistus alati selline, et see juhtuks ühega üksustest, " ütleb tuumaenergia instituudi tuumaoperatsioonide asepresident Joe Pollock. "Peame suutma kõigi plaanide ja ettevalmistamise ajal üheaegselt kõigi üksustega hakkama saada."
Pollocki sõnul on USA tuumajaamad hädaolukordadeks nüüd paremini varustatud, kuid kriitikute sõnul pole reformid piisavalt kaugele jõudnud. Murelike teadlaste liit on hoiatanud, et paljud USA reaktorid võisid jahutussüsteemi rikete korral olla palju halvemad kui Fukushima Daiichi, sest nende kasutatud tuumkütuse basseinid on tihedamalt pakitud ja neid on hädaolukorras keerulisem hoida. Rühm väidab, et taimed peaksid olema võimelised taluma 24-tunnist jaama elektrikatkestust, ilma et nad kasutaksid kaasaskantavaid seadmeid, selle asemel, et reageerida Fukushimale korraldatud NRC töörühma poolt soovitatud kaheksa tunni jooksul, ehkki seda ei nõuta, ning nad peaksid olema valmis toimib terve nädala ilma saidivälise toeta, mitte ainult kolme päeva jooksul.
Uuemad passiivse jahutussüsteemiga reaktorid, näiteks Westinghouse'i AP1000, näitavad samme parema ohutuse poole. Pumpade ja diiselgeneraatorite asemel kasutab AP1000 looduslikku konvektsiooni, raskusjõudu ja vee aurustumist, et vältida ülekuumenemist ja rõhu suurenemist, ilma et oleks vaja välist toite või isegi operaatori tegevust. See on loodud vastu pidama 72 tunni pikkusele elektrijaama elektrikatkestusele. Hiinas on ehitamisel neli AP1000 reaktorit ja Lõuna-Carolinas asuvasse VC Summeri tuumajaama on kavandatud kaks ühikut.
Isegi selle täiustatud mudeli korral suutis Westinghouse kindlaks teha Fukushima õnnetuse järgsed potentsiaalsed parandamist vajavad valdkonnad. Lipmani sõnul "läks ettevõte tagasi ja uuris disainilahendust väga põhjalikult, et näha, milliseid muudatusi oleks vaja teha", arutades disainilahenduse muudatusi, nagu näiteks patareide kõrgemale paigutamine või veekindlate uste paigaldamine veetõkkekindluse tagamiseks. Sellegipoolest on ettevõte jõudnud järeldusele, et AP1000 võib taluda sündmust, mis sarnaneb Fukushima Daiichi raputanud sündmusega.
Tulevased tuumareaktorid võivad mõnede praeguste 1000 pluss megavatt-hiiglastega seotud kulude ja ohutusprobleemide kõrvaldamise vähendada. USA energeetikaministeeriumil on ambitsioonikas eesmärk näha järgmise kümnendi jooksul kasutusele väiksemate, iseseisvate ja enamasti tehases ehitatud reaktorite tehnoloogiat. Väikeste modulaarsete reaktoritena või SMR-idena tuntud mini-tuumajaamade elektrienergia oleks väiksem kui 300 megavatti ja need oleksid piisavalt kompaktsed raudtee või veoautodega toimetamiseks. Juba praegu töötavad teadlased kümnete erinevate kontseptsioonide kallal kogu maailmas.
Üks paljulubav tüüp on tuntud kui integreeritud survestatud veereaktor. Tuumaenergiaettevõtte Babcock & Wilcox nimetatud mudel, mida nimetatakse mPoweriks, nõuab paari 180-megavatist ekvivalenti moodulit, mis võivad neli aastat töötada ilma tankimata - kaks korda kauem kui tänapäeva reaktorid. Ja need on piisavalt väikesed, et potentsiaalselt kasutada olemasolevat infrastruktuuri vananevates söetehastes, suurendades võimalust anda pärast pensionile jäämist 1950ndate aastate söetehastele uus tuumaenergiaga töötav elu. SMR-ide kasutuselevõtu eeldatavad kulud ulatuvad 800 miljonist dollarini 2 miljardi dollarini ühiku kohta - umbes viiendik suurte reaktorite maksumusest.
"Ohutute väikeste reaktorite kavandamine on tõesti palju lihtsam, " ütleb Peterson. Suurte reaktorite korral on oht, et kütuses tekivad "kuumad kohad". “Kui kütus on kahjustatud, muutub see raskemaks jahtumiseks ja seega võivad kahjustused levida, ” selgitab Peterson. Hästi kavandatud väiksemad reaktorid, mis suudavad seda probleemi vältida ja võib-olla isegi kriisi ajal kõrvaldada vajaduse väliste seadmete ja inimlike otsuste tegemise järele, võivad olla sisemiselt ohutumad. Siiski on endiselt ebatõenäoline, mil määral võiksid väikesed modulaarsed reaktorid parandada reaalajas kasutamise ohutust.
Samuti pole kulueelised tagatud. "Tuumaenergia ajalugu on ajendanud reaktoreid üha suuremaks minema, " kasutab mastaabisäästu ära, ütles Lyman. "Kui soovite muuta väikesed reaktorid suurte reaktoritega konkurentsivõimeliseks, peate vähendama tegevuskulusid, " ütleb ta. "Tööjõukulusid tuleb vähendada viisil, mis on vastutustundetu. Pole tõestatud, et on ohutu vähendada operaatorid [ja] turvatöötajad ja säilitavad endiselt turvalisuse. " Väikese reaktori on võimalik muuta turvalisemaks kui suuremat reaktorit, lisab ta, "kuid see ei juhtu automaatselt."
Mis tahes uuendusliku tehnoloogia jaoks, mis võib tänapäevaseid reaktoreid asendada või neist õnnestuda, seisab ees pikk tee. "Isegi kõige paremini uuritud taimedel on palju saladusi, " ütleb Lyman. Fukushima-järgne püüdlus neid tundmatuid uurida ja tarbetuid riske kõrvaldada võib olla liiga lühike kestvate muutuste saavutamiseks. Seekord ütleb Lyman: "See oleks tore, kui muutused toimuksid enne katastroofi. "
