New Ways and Needs for Exploiting Nuclear Energy

تاریخ بشر داستان صعود به سطوح بی‌سابقه آسایش، بهره‌وری و مصرف است که با تسلط بیشتر بر ذخایر اساسی و جریان‌های انرژی امکان‌پذیر شده است. این خط سیر معجزه آسا با این اتفاق نظر روبرو می شود که انتشارات انسانی مضر هستند و باید کاهش یابند و نیازمند کربن زدایی از سیستم انرژی هستند.

حوزه بالغ ارزیابی پایداری مبتنی بر شاخص، چارچوب سیستماتیک دقیقی را برای متعادل کردن مزایا و معایب فن‌آوری‌های مختلف انرژی موجود با استفاده از ارزیابی‌های چرخه عمر و معیارهای وزن دهی که محیط، اقتصاد و جامعه را پوشش می‌دهد، فراهم می‌کند. سه رکن پایداری در چنین چارچوبی، انرژی هسته‌ای در رتبه‌بندی مطلوب قرار می‌گیرد، اما از آنجایی که اغلب بر زباله‌های رادیواکتیو و ریسک‌گریزی تأکید می‌شود، انرژی‌های تجدیدپذیر معمولاً در رتبه اول قرار می‌گیرند. با این حال، کمی کردن شدت پیامدهای سوانح هسته‌ای بر اساس هزینه‌های یکپارچه خشن و متعادل کردن شدت با احتمالات کم حادثه ناشی از آسیب هسته‌ای نشان می‌دهد که میانگین هزینه خارجی چنین حوادثی مشابه با انرژی‌های تجدیدپذیر مدرن است و به مراتب کمتر از کربن است. انرژی مبتنی بر انرژی است.

این کتاب هدف کلی و معیارهای درخواستی بی‌سابقه مربوط به رام کردن خطرات هسته‌ای را با حذف مکانیسم‌هایی که منجر به حوادث جدی می‌شوند و اجتناب از زمان‌های بسیار طولانی سرپرستی تا آنجا که ممکن است، با طراحی تدوین می‌کند. این ویژگی‌های طراحی کلیدی تولید انرژی هسته‌ای را بررسی می‌کند و راه را برای اکتشاف ترکیب‌های کاملاً جدید فناوری‌ها برای دستیابی به طرح‌های سیستم «انقلابی» یا حتی «عجیب‌انگیز» هموار می‌کند. این کتاب همچنین امتیازاتی را برای طرح‌های انتخاب‌شده ارائه می‌کند و پتانسیل بالایی برای پیشرفت‌های گسترده را مورد بحث قرار می‌دهد، با خطوط کوچک مدولار از بهترین نسخه‌ها به عنوان جذاب‌ترین.

با توجه به جاه‌طلبی و چالش‌ها، نویسندگان درخواست می‌کنند افزایش فوری بودجه حداقل دو مرتبه بزرگ برای برنامه گسترده بین المللی غیرنظامی "سوپر آپولو" در سیستم های انرژی هسته ای. تجربه نشان می‌دهد که چنین سرمایه‌گذاری‌هایی در فناوری‌های بنیادی، نوآوری‌های انقلابی غیرقابل دستیابی را با سرریزهای سودمند گسترده برای بخش خصوصی و عمومی برای نسل‌های بعدی امکان‌پذیر می‌سازد.

The history of mankind is a story of ascent to unprecedented levels of comfort, productivity and consumption, enabled by the increased mastery of the basic reserves and flows of energy. This miraculous trajectory is confronted by the consensus that anthropogenic emissions are harmful and must decrease, requiring de-carbonization of the energy system.

The mature field of indicator-based sustainability assessment provides a rigorous systematic framework to balance the pros and cons of the various existing energy technologies using lifecycle assessments and weighting criteria covering the environment, economy, and society, as the three pillars of sustainability. In such a framework, nuclear power is ranked favorably, but since emphasis is often placed on radioactive wastes and risk aversion, renewables are usually ranked top. However, quantifying the severity of the consequences of nuclear accidents on a rough integral cost basis and balancing severity with low core-damage accident probabilities indicates that the average external cost of such accidents is similar to that of modern renewables, and far less than carbon-based energy.

This book formulates the overall goal and associated unprecedented demanding criteria of taming nuclear risks by excluding mechanisms that lead to serious accidents and avoiding extremely long stewardship times as far as possible, by design. It reviews the key design features of nuclear power generation, paving the way for the exploration of radically new combinations of technologies to come up with “revolutionary” or even “exotic” system designs. The book also provides scores for the selected designs and discusses the high potential for far-reaching improvements, with small modular lines of the best versions as being most attractive.

Given the ambition and challenges, the authors call for an urgent increase in funding of at least two orders of magnitude for a broad international civilian “super-Apollo” program on nuclear energy systems. Experience indicates that such investments in fundamental technologies enable otherwise unattainable revolutionary innovations with massive beneficial spillovers to the private sector and the public for the next generations.