Я зібрав величезну колекцію дуже особливого столового посуду — тарілки, миски, блюдця, чашки — американської марки Fiesta, який почали випускати ще в 1930-ті. Я люблю приносити кілька із цих тарілок на лекції та показувати студентам. Зокрема, оранжеві тарілки під назвою Fiesta red містять оксид урану, який раніше часто був складником керамічної глазурі. Я підношу до тарілки лічильник Гейгера, і він починає швидко пікати. Отже, уран, що міститься в тарілці, радіоактивний і випромінює гамма-промені. Після цієї демонстрації я завжди запрошую студентів до себе на вечерю, але, хоч як дивно, охочих не було ще жодного разу.
Під час розщеплення важких ядер вивільняється велика кількість енергії — як в атомному реакторі, де відбуваються керовані ланцюгові реакції перетворення ядер урану-235, так і в атомній бомбі, де реакції некеровані і призводять до колосальних руйнувань. Атомна електростанція, що за секунду виробляє мільярд джоулів енергії (109 ватів, або 1000 мегаватів), використовує за рік приблизно 1027 ядер урану-235, тобто лише 400 кілограмів цієї радіоактивної речовини.
Проте у природному урані вміст урану-235 становить 0,7 відсотка (решта — це уран-238). Тому на атомних електростанціях використовують збагачений уран. Ступінь збагачення різниться, але зазвичай становить 5 відсотків. Це означає, що вміст урану-235 у паливних стрижнях уже не 0,7 відсотка, а 5 відсотків. Таким чином, ядерний реактор потужністю 1000 мегаватів за рік споживатиме приблизно 8 тонн урану, з яких 400 кілограмів припадає на уран-235. Для порівняння — аналогічна електростанція, що працює на викопному паливі, спалює приблизно 5 мільйонів тонн вугілля за рік.
Збагачувати уран надзвичайно дорого. Роблять це за допомогою тисяч центрифуг. Уран, з якого виготовляють ядерну зброю, має містити мінімум 85 відсотків урану-235. Можливо, тепер ви розумієте, чому світ дуже непокоїться через країни, що збагачують уран до невизначеного ступеня, який ніхто не може проконтролювати.
На атомних електростанціях тепло, що виділяється під час керованої ядерної реакції, випаровує воду, пара обертає турбіну й виробляється електроенергія. Таким чином на електроенергію перетворюється приблизно 35 відсотків атомної енергії. Коли ви читаєте, що атомна електростанція виробляє 1000 мегаватів, то не зрозуміло, чи це 1000 мегаватів загальної потужності (третина якої перетворюється на електроенергію, а дві третини втрачаються у вигляді тепла), чи це вся електроенергія, і тоді загальна потужність електростанції становить приблизно 3000 мегаватів. Це суттєва різниця! Вчора я прочитав у газеті, що Іран найближчим часом планує запустити атомну електростанцію, яка вироблятиме 1000 мегаватів електроенергії (оце зрозуміло!).
Останніми роками світ неабияк переймається із приводу глобального потепління і знову зайшла мода на атомну енергетику, бо на відміну від електростанцій, що працюють на викопному паливі, атомні електростанції викидають незначну кількість парникових газів. У Сполучених Штатах уже працює більше ста атомних електростанцій, що виробляють приблизно 20 відсотків енергії, яку ми споживаємо. У Франції ця цифра становить приблизно 75 відсотків. Частка атомної енергетики у світовому споживанні електроенергії — майже 15 відсотків. У кожної країни своя політика щодо ядерної енергетики, але щоб побудувати більше електростанцій, політичні діячі мають докласти неабияких зусиль, щоб розвіяти страхи суспільства, викликані сумнозвісними аваріями на Трі-Майл-Айленд, у Чорнобилі й на Фукусімі. Також це потребує дуже значних коштів: за різними оцінками, вартість будівництва атомної електростанції коливається в межах від 5‒10 мільярдів доларів у США до приблизно 2 мільярдів доларів у Китаї. Нарешті, дуже серйозною технологічною й політичною проблемою було і залишається зберігання радіоактивних відходів атомних електростанцій.
Земля все ще має величезні запаси викопного палива, але ми використовуємо його значно швидше, ніж природа здатна його відтворити. Населення світу й далі зростає, зокрема в таких країнах, як Китай та Індія, тим часом стрімко розвиваються і енергоємні технології. І справді уникнути цього неможливо. Ми стоїмо перед загрозою дуже серйозної енергетичної кризи. Як нам її подолати?
По-перше, важливо усвідомити, яку величезну кількість електроенергії ми споживаємо щодня, й намагатися використовувати її менше. Як на мене, я досить скромний енергоспоживач, але оскільки я мешкаю в Сполучених Штатах, упевнений, що все одно споживаю в чотири-п’ять разів більше, ніж у середньому у світі. Я користуюся електрикою. Для опалення, нагрівання води та приготування їжі використовую газ. Я їжджу на машині — не дуже часто, але все-таки спалюю якусь кількість бензину. Якщо все це додати, думаю, я у 2009 році споживав у середньому приблизно 100 мільйонів джоулів (30 кіловат-годин) енергії на день, з яких приблизно половина припадає на електроенергію. В енергетичному еквіваленті це наче експлуатувати дві сотні рабів, які гарували б на мене як прокляті по дванадцять годин на день. Подумайте про це! Колись дозволити собі таке могли тільки найзаможніші монархи. У які неймовірно розкішні часи ми живемо! Кожного божого дня на мене працюють двісті рабів по дванадцять годин без перерви — і все для того, щоб я міг жити так, як хочу. За 1 кіловат-годину електроенергії, тобто 3,6 мільйона джоулів, я сплачую лише 25 центів. Тому мій сумарний рахунок за місяць (я порахував сюди газ і бензин, бо їхня вартість на одиницю енергії не дуже відрізняється) за цих двохсот рабів становить у середньому 225 доларів. Це більше долара за раба на місяць! Таким чином, зміна ставлення конче потрібна. Але цього недостатньо.