Атомнинг катта тарихи: бир зарра инсониятни қандай ўзгартирди?

"Атом" атамасини илк бор қадимги юнон файласуфи Демокрит (милоддан аввалги тахминан 460–370 йиллар) қўллаган. Унинг фикрича, бу бўлинмас заррачалар барча жисмларнинг асосини ташкил этади.

Шарқ Уйғониш даврининг буюк алломаси Абу Райҳон Беруний (973–1048) эса ўзининг илмий-фалсафий ёзишмаларида, хусусан, Ибн Синога йўллаган машҳур мактубларида атом ва модданинг тузилиши масалаларини танқидий таҳлил қилган. У атом мутлақо бўлинмайди, деган қадимги қарашларга нисбатан танқидий ёндашиб, уларни илмий ва мантиқий нуқтаи назардан муҳокама қилган.

Ядро физикасининг асосчиларидан бири Эрнест Резерфорд (1871–1937) атомнинг ички тузилиши ва атом ядроси мавжудлигини ўтказган тажрибалари орқали асослаб берди. Кейинчалик ядро физикаси ва элементар заррачалар физикасининг ривожланиши натижасида атом ҳам, унинг ядроси ҳам мураккаб тузилишга эга экани аниқланди ва кўплаб субатом заррачалар кашф этилди. Резерфорд радиоактив моддаларнинг парчаланиши ва элементларнинг радиоактив ўзгариши соҳасидаги тадқиқотлари учун 1908 йилда кимё бўйича Нобель мукофоти билан тақдирланган.

Бугунги кунда электр энергияси ҳаётимизнинг ажралмас қисмига айланган. Эрталаб уйғонишимиз билан чироқларни ёқамиз, телефонларимизни қувватлаймиз, электр чойнак ва музлатгичдан фойдаланамиз. Кун давомида компьютер, телевизор, интернет инфратузилмаси ва турли маиший қурилмалар электр энергияси ёрдамида ишлайди. Саноат корхоналарининг фаолияти, метро ва электр поездларининг ҳаракати, шифохоналар ва мактабларнинг ишлаши, ҳатто кўчаларни ёритиш ҳам электр энергиясига боғлиқ.

Дунё аҳолиси ва иқтисодиётининг ўсиши натижасида электр энергиясига бўлган талаб ҳам тобора ортиб бормоқда. Шу сабабли электр энергиясини ишлаб чиқариш, ундан оқилона фойдаланиш ва янги энергия манбаларини ривожлантириш муҳим аҳамият касб этмоқда.
Бугунги кунда атом энергетикаси жаҳон электр энергетикасининг муҳим таркибий қисмларидан бири ҳисобланади. 2024 йилда атом электр станциялари дунё бўйича қарийб 2667 ТВт·соат электр энергияси ишлаб чиқарган бўлиб, бу глобал электр энергияси ишлаб чиқаришининг тахминан 9 фоизига тенг. 

2026 йил ўртаси ҳолатига кўра, Халқаро атом энергияси агентлиги (IAEA) маълумотларида дунё бўйлаб 417 та атом энергетика реактори ишлаб тургани ва уларнинг умумий соф электр қуввати қарийб 380 ГВт экани қайд этилган. Бундан ташқари, 77 та реактор қурилиш босқичида бўлиб, уларнинг умумий қуввати 80,7 ГВт атрофида. 

Шуни таъкидлаш жоизки, битта атом электр станцияси таркибида бир нечта реактор бўлиши мумкин. Шу сабабли реакторлар сони, одатда, атом электр станциялари сонидан кўпроқ бўлади.
1950 йиллардан буён дунё бўйлаб юзлаб атом энергетика реакторлари қурилди. Уларнинг бир қисми ҳозиргача ишламоқда, айримлари қурилиш жараёнида, бошқалари эса фаолиятини тўхтатган ёки эксплуатациядан чиқарилган. IAEA маълумотларига кўра, ҳозиргача 220 та реактор доимий равишда ишдан чиқарилган. 

Атом энергетикасига бўлган қизиқишнинг сақланиб қолаётгани, аввало, электр энергиясига бўлган талабнинг муттасил ортиб бораётгани билан боғлиқ. Сайёрамиз аҳолиси ўсиб бормоқда, саноат ривожланмоқда, электромобиллар, маълумотлар марказлари ва сунъий интеллект каби энергияга талабчан технологиялар ҳаётимизга тобора чуқур кириб келмоқда. Турмуш тарзи ва иқтисодиётдаги бундай ўзгаришлар эса ишончли, барқарор ва йирик ҳажмда энергия етказиб бера оладиган манбаларга бўлган эҳтиёжни оширмоқда.

Бундай манбалардан бири атом энергетикасидир. У бир қатор муҳим афзалликларга эга.
Биринчидан, атом электр станциялари нисбатан кичик ҳудудда жойлашган ҳолда катта миқдорда электр энергияси ишлаб чиқариш имконини беради. Катта қувватли реактор юз минглаб хонадонларни электр энергияси билан таъминлашга қодир.

Иккинчидан, атом электр станцияси реактори ишлаётган пайтда кўмир ёки газ ёқилмайди. Шу сабабли электр энергияси ишлаб чиқариш жараёнида иссиқхона газлари чиқиндилари кўмир ва газга асосланган электр станцияларига нисбатан жуда кам бўлади. Шу жиҳатдан атом энергетикаси иқлим ўзгаришини юмшатиш чораларининг бир қисми сифатида кўриб чиқилмоқда.

Учинчидан, атом электр станциялари қуёш ва шамол электр станцияларидан фарқли равишда қуёш нурланиши ёки шамол тезлигига бевосита боғлиқ эмас. Шу сабабли улар сутка давомида барқарор электр энергияси ишлаб чиқариш имконини беради. Ишлаб чиқариш ҳажми режали таъмирлаш ва бошқа техник омилларга қараб ўзгариши мумкин бўлса-да, атом энергетикаси юқори қувват коэффициенти билан ажралиб туради. Масалан, IAEA маълумотларига кўра, тижорий эксплуатациядаги реакторларнинг 2025 йилдаги ўртача қувватдан фойдаланиш коэффициенти 83,3 фоизни ташкил этган. 

Иқтисодий нуқтаи назардан атом энергетикаси ўзига хос хусусиятларга эга. Атом электр станциясини қуриш учун жуда катта миқдорда инвестиция ва нисбатан узоқ вақт талаб этилади. Шу сабабли қурилиш босқичида лойиҳанинг харажатлари юқори бўлади. Бироқ станция ишга туширилгандан кейин ядро ёқилғисининг нисбатан кичик миқдори узоқ муддат давомида катта ҳажмда электр энергияси ишлаб чиқариш имконини беради. Кўплаб атом электр станциялари 40–60 йил ва ундан ҳам кўпроқ муддат эксплуатация қилиниши мумкин.

Бундан ташқари, атом электр станцияларининг барпо этилиши минглаб иш ўринларини яратиш, муҳандислик ва юқори технологияли ишлаб чиқариш тармоқларини ривожлантириш, илмий-тадқиқот ишларини рағбатлантириш ҳамда малакали мутахассислар тайёрлашга хизмат қилиши мумкин. Шу маънода атом энергетикаси нафақат энергетика соҳаси, балки фан, таълим ва юқори технологиялар ривожига ҳам таъсир кўрсатади.

Шу билан бирга, атом энергетикасининг муаммоли жиҳатлари ҳам мавжуд. Асосий масалалардан бири — радиоактив чиқиндиларни хавфсиз бошқариш ва узоқ муддат сақлашдир. Бундай чиқиндиларни махсус технологиялар асосида қайта ишлаш, сақлаш ва захиралаш талаб этилади.
Шунингдек, ўтмишда атом электр станцияларида содир бўлган йирик авариялар жамоатчилик фикрига жиддий таъсир кўрсатган. Бу ҳолат атом энергетикаси хавфсизлигига нисбатан эҳтиёткор муносабатнинг шаклланишига сабаб бўлган.

Атом энергетикаси дунё энергетика тизимининг муҳим, аммо мураккаб таркибий қисми ҳисобланади. У глобал электр энергиясининг тахминан ўндан бир қисмини ишлаб чиқаради ва электр энергетикасида кам углеродли манбалардан бири сифатида муҳим ўрин тутади.  Кейинги йилларда электр энергиясига бўлган талабнинг муттасил ортиб бориши ва иссиқхона газлари чиқиндиларини қисқартириш зарурати шароитида кўплаб давлатлар атом энергетикасини узоқ муддатли энергия стратегияларининг бир қисми сифатида баҳоламоқда. Ҳозирда дунёда қарийб 80 та янги атом энергетика реактори қурилмоқда ёки қурилиш жараёнига киритилган. 

Атом электр станциялари ҳозирги кунда дунё миқёсида электр энергияси ишлаб чиқаришнинг муҳим манбаларидан бири ҳисобланади. Улар кўплаб мамлакатларнинг энергетика тизимида мустаҳкам ўрин эгаллаган, юқори технологияларга асосланган энергетик иншоотларга айланган. Аҳоли сонининг ўсиши, урбанизация ва саноатлашув жараёнларининг жадаллашиши шароитида атом энергетикаси энергетик хавфсизликни таъминлаш ва барқарор иқтисодий ривожланишга эришишда стратегик аҳамият касб этиши мумкин.

Энг оддий тушунчада, атом электр станцияси ядро энергиясини электр энергиясига айлантиришга мўлжалланган мураккаб муҳандислик-техник мажмуадир. Мураккаб тузилишига қарамай, унинг ишлаш тамойили физиканинг яхши ўрганилган қонунларига асосланади.

Атом электр станцияларининг аксарияти оғир ядроларнинг, асосан уран изотопларининг, бошқариладиган занжирли бўлиниш реакциясига асосланади. Бу жараёнда катта миқдорда иссиқлик энергияси ажралиб чиқади. Ҳосил бўлган иссиқлик сувни буғга айлантиради, буғ эса турбинани ҳаракатга келтиради. Турбинанинг айланиши натижасида электр генераторида электр энергияси ҳосил бўлади. Яъни, энергиянинг умумий занжири шартли равишда «ядро энергияси → иссиқлик энергияси → механик энергия → электр энергияси» кўринишида ифодаланиши мумкин.

Атом электр станцияси бошқа иссиқлик электр станцияларидан электр энергиясини ҳосил қилишнинг умумий тамойили бўйича унчалик фарқ қилмайди: турбина айланади, генератор электр энергияси ишлаб чиқаради ва бу энергия истеъмолчиларга узатилади. Асосий фарқ эса иссиқликни ҳосил қилиш манбаидадир. Кўмир ёки газ электр станцияларида иссиқлик ёқилғи ёқилиши ҳисобига ҳосил бўлса, атом электр станцияларида у атом ядроларининг бўлиниши натижасида ажралиб чиқади.
Атом энергетикасининг асосий афзалликларидан бири унинг юқори энергия зичлигидир. Кам миқдордаги ядро ёқилғиси узоқ вақт давомида катта миқдорда энергия ишлаб чиқариш имконини беради. Шу билан бирга, атом электр станцияларининг ишлаб чиқариш жараёни об-ҳаво шароитларига бевосита боғлиқ эмас ва улар узоқ муддат давомида барқарор электр энергияси ишлаб чиқариш имконини беради.

АЭСнинг экологик жиҳати ҳам муҳим омил ҳисобланади. Атом электр станцияларида электр энергияси ишлаб чиқариш жараёнида кўмир ва газ станцияларидаги каби катта миқдорда карбонат ангидрид (CO₂) чиқарилмайди. Шу боис атом энергетикаси кам углеродли энергетика манбаларидан бири ҳисобланади. Бироқ унинг экологик таъсири мутлақо йўқ эмас: уран қазиб олиш ва қайта ишлаш, радиоактив чиқиндиларни бошқариш, сув ресурсларидан фойдаланиш ва станцияларни қуриш ҳамда эксплуатация қилиш билан боғлиқ экологик масалалар мавжуд.

Шу сабабли атом энергетикасини «мутлақо экологик тоза» манба сифатида эмас, балки ҳаётий цикл давомида иссиқхона газлари чиқиндилари нисбатан паст бўлган кам углеродли энергия манбаларидан бири сифатида баҳолаш илмий жиҳатдан тўғри бўлади.

Умуман олганда, атом энергияси инсоният тараққиётида муҳим ўрин тутади. Атом ҳақидаги дастлабки фалсафий тасаввурлардан бошланган илмий изланишлар замонавий ядро физикаси, тиббиёт, саноат, космик тадқиқотлар ва энергетика каби кўплаб соҳаларнинг ривожланишига олиб келди. Бугун атом энергетикаси электр энергиясига бўлган ортиб бораётган талабни қондириш, энергетик хавфсизликни мустаҳкамлаш ва кам углеродли энергетика тизимига ўтишда муҳим имкониятлардан бири сифатида қаралмоқда.

Шу билан бирга, атом энергиясидан фойдаланиш катта масъулиятни талаб қилади. Ядровий хавфсизликни таъминлаш, радиоактив чиқиндиларни ишончли бошқариш, замонавий технологияларни жорий этиш, юқори малакали мутахассислар тайёрлаш ва жамоатчилик ишончини таъминлаш атом энергетикасининг келажагини белгилайдиган асосий омиллардир. Демак, атомнинг инсоният тараққиётидаги ўрни нафақат унинг улкан энергетик имкониятлари, балки илм-фан, технология ва жамият олдидаги масъулият билан ҳам белгиланади.

Қ.Санақулов,
У.Шарафутдинов.