Қазақстан үшін ядролық энегетика бөтен сөз емес. Кеңес Одағының арзан энергияға деген қажеттілігі, сондай-ақ оның қару-жарақ жарысына қатысуы 1949 жылы Семей облысының аумағында КСРО-ның алғашқы және сонымен бірге ең ірі ядролық полигонының пайда болуының басты себебі болды. Тәуелсіздік алғаннан кейін полигон жабылды да, Қазақстан алғашқылардың бірі болып өзін ядролық қарусыз мемлекет ретінде жариялады. 1992 жылдың жазында ел өзінің ядролық мұрасын жою процесін бастады. Алайда, әлемнің көптеген елдері бұл мәселе бойынша әлі де белсенді ұстанымға ие бола алмай отыр. Бұған көптеген себептер бар, сондықтан Qazaqstan Tarihy порталы ядролық энергетиканың қалай дамығанын және әлем үшін ядролық энергияны пайдалану неліктен әлі де қызу пікірталас тудыратыны туралы айтпақшы.
Ядролық энергияның қалыптасу тарихындағы бастапқы нүкте - 1896 жыл. Дәл сол жылы француз физигі Антуан Анри Беккерель уран тұздарының фотолюминесценциясы бойынша жүргізген тәжірибелерінде қандай да бір жарық көздері болмаған кезде уранның із қалдыратынын немесе фотографиялық пластинкаларды күңгірттендіретінін кездейсоқ анықтайды. Бұл сол кездегі жаңалық болды және оның мән-жайын анықтай отырып, 1896 жылдың мамыр айында ол уран өздігінен сәуле шығарады деген қорытындыға келді. Айта кетерлігі, Беккерель басқа француз физиктері Кюрилер жұбымен жақсы таныс еді. Бірде, 1902 жылдың көктемінде, ол тіпті олардан радий хлориді бар түтік сұрап, оны күні бойы қалтасына салып қойып жүрді. Көп ұзамай ол қалтаның астындағы терінің қызарғанын байқайды, кейінірек жара пайда болады. Бұны естіген Пьер Кюри, әріптесінің тәжірибесін қайталайды, оның да терісі қызарып, жара шығады. Бір жылдан кейін, 1903 жылы үшеуі де физика бойынша Нобель сыйлығына ие болды. Кейінгі жылдары физиктер Пьер мен Мария Кюри табиғи сәуле шығаратын бірқатар басқа элементтерді (полоний, радий) ашты. Олар бұл құбылыстарды радиоактивтілік деп атады.
Беккерель мен Кюрилер жұбының зерттеулерін кейінірек альфа және бета сәулелерін ашушы, Жаңа Зеландиядан шыққан британдық физик Эрнест Рутерфорд іліп әкетеді. Резерфордтың негізгі жұмысы жоғары жиілікті радио толқындар болатын, бірақ 1898 жылдың жазынан бастап ол уран мен торийдің радиоактивтілігіне қызығушылық танытты. Бірнеше жылдан кейін, 1903 жылы, ол радиоактивтілік бұрын бөлінбейтін деп саналған атомдардың ыдырауымен бірге жүретін сәуле екенін дәлелдей алды. Айта кету керек, оның жұмысы кейінірек оған Нобель сыйлығын беруге себеп болды, бірақ химия саласында (1908). Осы және басқа да кейінгі ашылулар ғылыми қоғамдастықтың ортасында атом құрылымын жақсы түсінуге ықпал етті.
Қолданбалы химия саласындағы тағы бір революцияны неміс химиктері Отто Ган, Фриц Штрассман және Лиза Мейтнер жасады. Соңғысы, айтпақшы, бастапқыда Штрассман мен Ганның командасында болды, бірақ 1938 жылдың көктемінде ол Германиядан кетуге мәжбүр болды, сондықтан ол жаңалықтың ашылуына қатыспады. 1934 жылы олар итальяндық физик Энрико Ферми жұмысын жалғастырды және 1938 жылы желтоқсанда уранның нейтрондармен сәулеленуі ядроның екіге бөлінуіне әкелетінін соның әсерінен энергия босап шығатынын дәлелдейді. Отто Ган Нобель сыйлығын 1945 жылы ғана ала алды.
1939 жылы Отто Ган ашқан жаңалықтан бір жыл өткен соң, ерлі-зайыпты Кюрилердің күйеу баласы, француз физигі Фредерик Жолио-Кюри уран атомы ядросының ыдырауы процесінде, атомдардың әрі қарай бөлінуіне әкелуі мүмкін үш нейтрон бөлінетінін анықтады. Бұл тізбекті ядролық реакцияны қоздыруға және көп мөлшерде энергияны босатуға мүмкіндік ашатын, яғни ядроның ыдырауы жарылысқа әкеледі.
1939 жылы 1 қыркүйекте нацистік Германия Польшаға басып кіріп, осылайша Екінші Дүниежүзілік соғыстың басталғаны жария болды. Осыдан бірнеше ай бұрын, 1939 жылдың көктемінде, Жолио-Кюри жаңалығынан кейін көп ұзамай, нацизмді қолдаған неміс ғалымдары өз үкіметіне "жоғары тиімді жарылғыш заттың жаңа түрін" жасаудың жоғары ықтималдығы туралы хат жазды. Бұл бағыттағы нақты жұмыстар тек күзде басталды. Немістердің бұл ядролық бағдарламасы "Уран жобасы" деп аталды, бірақ бомба жасауда оң жетістікке жетпегендерін айта кету керек.
Сол арада, еврей тектес неміс физиктерінің бір тобы (Лео Силард, Юджин Вигнер және Эдвард Теллер) неміс ғалымдарының қару жасау саласындағы зерттеме жүргізгілері келетіні жайлы біліп қалады. Силард өзінің алаңдаушылығын Батыстың басқа елдерімен бөліскісі келеді де, өз хатына сенімділік беру үшін 1939 жылдың жазында Альберт Эйнштейнді АҚШ президенті Теодор Рузвельтке хат жазуға көндіреді. Хат Рузвельтке 1939 жылдың қазан айында ғана жетеді.
Кейбір тарихшылардың пікірінше, бұл соңғы ашылулар мен уранды қолдана отырып, өте күшті бомба жасау мүмкіндіктерін сипаттайтын бұл хат АҚШ-тағы "Манхэттен жобасына" бастама берді. Басқалары уранның ыдырауы бойынша зерттеулер АҚШ-та 1939 жылдың күзіне дейін де жүргізілген деп санайды. Қалай болғанда да, көп ұзамай Теодор Рузвельт "Манхэттен жобасын" жасайды, оны жасауға соғыстан қашқан еуропалық ғалымдарды пайдаланады және ғылыми зерттеулерге инвестиция салады.
1940 жылы ядролық энергетика тарихына Беркли Калифорния университетінің американдық ғалымдары Эдвин Макмиллан мен Гленн Сиборгтың есімдері жазылды. Зерттеу барысында Макмиллан уранды нейтрондармен сәулелендірген кезде атомдардың бір бөлігі ыдырап, екіншісі жаңа химиялық элемент түзетінін анықтады. Макмиллан нептунийдің ашушысы мәртебесіне ие. Алайда көп ұзамай Макмиллан зертхананы тастап кетуге мәжбүр болды, ал оның ісін әріптесі Гленн Сиборг жалғастырды. 1941 жылы ақпанда ол Макмилланның экспериментіне ұқсас тәжірибе жасап, аз мөлшерде жаңа зат – сәулеленуге ие және ыдырауға бейім, яғни тізбекті реакцияны бастауға қабілетті – плутонийді алады. Сиборг 1951 жылы химия бойынша Нобель сыйлығын алады.
Осы кезде, 1942 жылы Чикагода итальяндық физик, физика бойынша Нобель сыйлығының лауреаты (1938) Энрико Ферми «Chicago Pile-1» деп аталатын әлемдегі алғашқы атом реакторын жасайдыды. Осыдан біраз уақыт бұрын ол уран атомдарының ыдырауының бақыланатын тізбекті реакциясын жасай алған еді.
Осы және осы саладағы бірқатар басқа жаңалықтар үкіметті үлкен инвестициялар тартуға итермеледі. Көп ұзамай "Манхэттен жобасын" жүзеге асыруға Біріккен Корольдіктің және Канада ғалымдары тартылды, олардың ғалымдары өз қарамағына сол кездегі ең жақсы жабдықталған зертханаларға ие болды. Олардың алдына АҚШ-тың қойған мақсаты - 1945 жылдың жазына дейін атом бомбасын жасау.
Зерттеушілер Америка Құрама Штаттарының Үкіметі біреуі уранмен, екіншісі плутониймен жасалуы керек екі атом бомбасын жасауды мақсат етті деп санайды.
Табиғи уран шамамен алғанда ядросында 92 протон және 146 нейтроны бар 99,3% уран-238-ден және үш нейтронға кем уран-235-тің 0,7% - ынан тұрады. тізбекті ядролық реакцияға тек екіншісі ғана қабілетті, сол үшін де ол жоба үшін құнды болды. Қиындық тек уран-235 бөлу мен концентрациясында, яғни байытылған уран алуда болды. Алғашқы бомбаны жасау үшін Америка Құрама Штаттары 64 тонна жоғары байытылған уран өндіре алды. Жарылыс болуы үшін жоғары байытылған уранның екі блогының соқтығысуы қажет болды, содан кейін ол шектен артық күйге өтіп, оның атомдарының бөлінуі басталатын. Содан кейін көзді ашып-жұмғанша тізбекті реакция басталып, өте көп энергия бөлінеді.
Плутоний бомбасын жасау үшін пайда болған плутонийді жинау үшін көптеген уран қазандықтарын жасау қажет болды. Содан кейін оның аз бөлігі бомбаның ортасына орналастырылды. Плутонийдің айналасындағы жарылғыш затты синхронды іске қосу оның қысылуын, шектен асқан критикалық күйге өтуін және жарылысты қамтамасыз етті.
1945 жылы 16 шілдеде Нью-Мексико шөлінде (Аламогордо полигоны) "Trinity" деп аталатын алғашқы сәтті ядролық сынақ өтті. Бұл кезде Германия жеңілісін мойындаған еді, тек жапон империясы ғана АҚШ-пен соғысты жалғастырып жатты. 1945 жылдың шілдесінің соңында Жапония Потсдам декларациясына сәйкес сөзсіз капитуляциядан бас тартты. Бұған жауап ретінде Америка Құрама Штаттары 1945 жылы 6 және 9 тамызда оның аумағына екі атом бомбасын тастады. Уран бомбасы ("Little Boy") Хиросимада 166 мың адамды, ал плутоний бомбасы ("Fat Man") Нагасакиде 80 мыңға жуық адамды мерт қылды. Бірнеше күннен кейін, 14 тамызда Жапония өзінің жеңілгенін жариялады. Зерттеушілер Америка Құрама Штаттарының әскери күшін көрсетуі КСРО-ны АҚШ-қа жету үшін өзінің ядролық бағдарламасын тездетуге мәжбүр етті деп санайды.
Кейінірек, қырғи қабақ соғыс кезінде екі держава да қарулану жарысына тартылды. Олар технологиялық артықшылыққа және әлемдегі ең үлкен ядролық арсеналға қолжеткізуге үлкен ресурстар жұмсады. Екі жақ та жаудың ядролық соққысының алдын алу, болдырмау сылтауымен әрекет етті.
1952 жылы 3 қазанда өзінің атом бомбасының алғашқы сынағы Біріккен Корольдікте өтті. Бірнеше ай бұрын Америка Құрама Штаттары алғашқы термоядролық немесе сутегі бомбасын сынап көрді («Жылыжай» операциясы). Оның әрекет ету принципі термоядролық синтезге негізделген. Бомба жоғары қысым мен бірнеше миллион градус Цельсийда екі жеңіл дейтерий мен тритий атомдарын синтездеу арқылы реакциялар өткізді. Осындай жағдай жасау үшін атом бомбасы қолданылды. Плутоний бомбасының жарылуы атомдардың синтезін бастауға қолайлы жағдай туғызды, ал кейінгі жарылыс атомдардың ыдырауына қарағанда әлдеқайда көп қуатқа ие болды. Кеңес Одағы сутегі бомбасын да жасады. Оның сынақтары 1953 жылдың тамызында Семей полигонының аумағында өтті.
Мінсіз қаруды жасаумен қатар ядролық энергияны өндіру мақсатында ғылыми зерттеулер жүргізілді, ал 1954 жылы маусымда КСРО аумағында алғашқы атом электр станциясы пайда болды. Пайда болған электр станциялары реакторларының көпшілігі суды қысыммен пайдаланды. Мұндай реактордың белсенді аймағында жылу бөлетін элемент орналасқан, оның ішінде отын ретінде пайдаланылатын аз байытылған уран болды. Бақыланатын тізбекті реакцияның ұзақтығы шамамен үш жыл болды. Реакция кезінде шығарылған жылу бастапқы тізбектегі қысым астындағы судың температурасын жоғарылатты. Бастапқы тізбек екінші тізбекпен байланысады, онда қыздырылған су буға айналады. Өз кезегінде бу электр энергиясын өндіретін генератормен механикалық байланысқан турбинаны айналдыру кезінде қолданылды. Салқындату тізбегі суқоймадан су алып, екінші тізбекте буды салқындатуға қызмет етті. Кейде соңғы тізбектегі суды салқындату үшін салқындатқыш мұнаралар салынды.
1957 жылы ядролық энергетика саласындағы зерттеулерді қолдау үшін БҰҰ қамқорлығымен Атом энергиясы жөніндегі халықаралық агенттік (АЭХА)/(МАГАТЭ) құрылды. Ұйым ядролық энергияны бейбіт және қауіпсіз пайдалануға жауап береді. Сонымен қатар, ядролық саланың жетістіктері медицинада да, көбінесе суреттер алу немесе онкологиялық ауруларды емдеу үшін қолданылады.
1960 жылғы 13 ақпанда Франция өзінің алғашқы атом бомбасын сынады. Бұл кезде АҚШ пен КСРО арасындағы қару-жарақ жарысы күшейе түсті. Осы уақытқа дейін екі держава өздерінің құрлықаралық зымырандары мен ядролық суасты қайықтарын да жасады. 1961 жылы 30 қазанда Кеңес Одағы 50-ден 57 мегатонға дейінгі тротил эквивалентіндегі Царь-бомбасының ірі ядролық сынағын өткізді. Бір жылдан кейін Америка Құрама Штаттары 400 км биіктікте сутегі бомбасын жарды. бұл жарылыс Жаңа Зеландия аумағынан жақсы көруге болатын Теріскей шұғыласының жасанды аналогын жасады. Шығарылған радиациялық сәуле кем дегенде сегіз спутникті зақымдады.
1961 жылы АҚШ НАТО, Түркия және Италия елдерінің аумағына ядролық зымырандарын орналастырды. КСРО бұл қауіпті көріп, Кубаға өзінің ядролық зымырандарын орналастырды, бұл Кариб дағдарысына әкелді. Алайда, екі ел арасындағы шиеленіс шешуші нүктеге жеткенде, келіссөздер басталды да, содан кейін екі тарап зымырандарын алып тастап, жағдай тынышталды.
1964 жылы 16 қазанда алғашқы қытай атом бомбасын сәтті сынау туралы хабарламалар пайда болды. Зерттеушілердің пікіріне сенер болсақ, Кеңес Одағы мен Америка Құрама Штаттары жаңа бәсекелестің пайда болуын жақтыра қойған жоқ. БҰҰ көмегімен олар ядролық қаруды таратпау туралы шарт жасауға бастамашылық жасады. Ол қол қою үшін 1968 жылдың 1 шілдесінде ашылды.
Бұл келісім әлемнің бес ядролық державасын бөліп көрсетті. Осы құжатқа сәйкес, қазіргі ядролық державалардың ғылыми біліммен немесе қару – жарақпен бөлісуге, ал қалған елдердің атом бомбасын жасауға құқығы болмады. Бұдан басқа, ядролық державалар мүмкіндігінше қарусыздануы керек. Уақыт өте келе, бұл келісімге Үндістан, Пәкістан және Израильді қоспағанда, әлемнің барлық елдері қол қойды, Израиль басқа елдердің қатты алаңдаушылығына қарамастан, өзінде ядролық қаруының бар-жоғын мүлдем жоққа шығарды. Латын Америкасы мен Кариб теңізі елдері бұл қадамды еуропалықтардан бұрын бастаған. Олардың ядролық қарусыз аймақ құру туралы келісіміне (Тлателолько шарты) 1968 жылы 22 сәуірде қол қойылды. Ақырында, 1972 жылы Америка Құрама Штаттары мен Кеңес Одағы стратегиялық қару өндірісін шектеуге келісті.
1973 жылы бірінші әлемдік мұнай дағдарысы басталғаны белгілі. Мұнай баррелінің бағасы күрт көтеріліп, экономикасы қара алтынға тәуелді әлемдік державаларға зиян келтірді. Әлем мұнайға балама іздей бастады. Франция мен Жапония көп жағдайда ядролық қуатқа сүйенді. Келесі жылдары бүкіл әлемде атом электр станцияларының жаппай құрылысы басталды.
1974 жылғы 18 мамырда Үндістанда "Күлімсіреген Будда" деп аталатын алғашқы жасырын ядролық сынақ өткізілді. Бұл Пәкістанды алаңдатты және ол өз кезегінде өзінің ядролық зерттеулерін бастады. 1976 жылдың шілдесінде Пәкістан өзінің ядролық қаруын жасау жұмыстарын бастады.
Бірнеше жылдан кейін, 1979 жылы Америка Құрама Штаттарында үлкен ядролық апат болды. 1979 жылғы 28 наурызда "Three Mile Island" атом станциясының реакторларының бірі істен шығып, бастапқы контурда жылу тасымалдағыштың ағуы орын алды. Ядролық отын сусыз қалғандықтан, реактордың белсенді аймағы қызып, балқи бастайды. Абырой болғанда, реактор корпусы радиоактивті ағып кетудің алдын алды. Бірнеше жылдан кейін Чернобыльда (1986 ж. 28 сәуір) бірқатар адами қателіктер әсерінен реактор бақылаудан шығып қалады. Оның белсенді аймағының температурасы өте қатты қызған сәтте, бетон төбесін қиратқан жарылыс болды. Оның бір бөлігі құлап, реактордың корпусын сындырды. Радиоактивті бұлт ауаға шығады. Ол Еуропаның бір бөлігіне дейін таралып, зақым келтірген. Кейіннен атом станциясы округінің 2600 шаршы шақырым аумағы адалау аймағына айналды, 200 мыңнан астам тұрғын эвакуацияланды. Бұл апат бүкіл әлемде ядролық энергетикаға қоғамдық қарсылық тудырды және күшейтті. Бұл осы индустрияны дамытуды тоқтата тұруға әкелді.
Кеңес Одағы ыдырап, қырғи қабақ соғыс аяқталғаннан кейін бұрынғы кеңес республикалары ядролық қаруларын АҚШ-пен бірге ядролық арсеналдарын қысқартуды жалғастырған Ресей Федерациясына тапсырды. Бұдан басқа, бүкіл әлемде екі мыңнан астам ядролық сынақтардан кейін 1996 жылғы қыркүйекте Ядролық сынақтарға жан-жақты тыйым салу туралы шарт қабылданды. Шарт күшіне енген жоқ, өйткені сол кезде ядролық реакторлары бар 44 елдің үш елі (Үндістан, Пәкістан және Солтүстік Корея) оған қол қоймады, ал қалған бесеуі (АҚШ, Египет, Иран, Қытай және Израиль) қол қойды, бірақ ратификацияламады.
Екі жылдан кейін Үндістан мен Пәкістан бірқатар ядролық сынақтар өткізді. 2004 жылы Пәкістанның атом бомбасының атасы саналатын Абдул Кадыр Хан Дубайда Ливия, Солтүстік Корея және Иранға атом бомбасын өндіруге қажетті техникалық жоспарлар мен материалдарды жеткізетін құпия желінің құрылғанын мойындады.
2004 жылы Солтүстік Корея мен МАГАТЭ арасында дау-дамай туып, содан кейін ол ядролық қаруды таратпау туралы шарттан өз қолын алып тастады. 2006 жылы ол алғашқы ядролық сынақтарды өткізгенін жариялады. Сол 2004 жылы Иран байытылған уранды ала алғанын мәлімдеді. Бұл халықаралық қауымдастықты алаңдатты. Израиль үкіметі өзінің ядролық бағдарламасының егжей-тегжейін ашпай, ерекше ұстанымға ие. Көптеген адамдар бұл елдің иелігінде ондаған ядролық қару бар деп санайды, бірақ Израиль бұл ақпаратты растамайды әрі ықтимал жауларын қорқыту үшін жоққа да шығармайды.
Егер ядролық энергетиканың артықшылықтары туралы айтатын болсақ, онда олардың бірі ретінде оны пайдалану кезінде көміртегі диоксидінің аз мөлшері шығатынын айтуға болады. Кемшілігі ретінде оның жүздеген мың жыл бойы белсенділігі бар радиоактивті қалдықтар шығаратынын айтуға болады. Дегенмен, қалдықтардың көпшілігі тек бірнеше ондаған жылдар бойы ғана белсенді болып келеді, бірақ ұзақ жартылай ыдырау кезеңі бар жоғары белсенді қалдықтар мәселесі үшін бүгінгі технологиялар біржақты шешім ұсына алмай отыр. Ядролық қалдықтарды сақтау үшін көптеген елдер үш жүз метрден астам тереңдікте орналасқан терең жер асты қоймаларына сүйенеді.
Айта кететін тағы бір апат - 2011 жылғы 11 наурыздағы қайғылы оқиға. Бұл күні Жапонияда 9,1 баллдық жер сілкінісіні болды, бұл осы елде тіркелген ең күшті жер сілкінісі. Осыдан кейін оның жағалауына толқындарының биіктігі он метрден асатын және Фукусима-1 атом электр станциясына зақым келтірген қуатты цунами келді. Бұл зақымдар реакторлардың салқындату жүйесінің бұзылуына әкелді. Бірнеше күн ішінде электр станциясында төрт реактор жарылып, Тынық мұхитын кесіп өтіп, Солтүстік Американың жағалауларына жетіп, солтүстік жарты шарға таралған жоғары белсенді радиациялық бұлт туғызған. Осыдан кейін Жапония үкіметі барлық 39 жапондық атом реакторларының жұмысын тоқтата тұру туралы шешім қабылдады. Ақырында Германия ядролық энергетика саласын біртіндеп жоятыны туралы жариялады, ал әлемдегі көптеген ядролық елдер өздерінің атом электр станцияларындағы қауіпсіздік критерийлерін қайта қарастыра бастады.
2019 жылғы жағдай бойынша тоғыз елде әлі де 16 мың атом бомбасы бар. 2017 жылғы 7 шілдеде БҰҰ-да ядролық қарудан толық арылуды мақсат ететін Ядролық қаруға тыйым салу туралы шарт ұсынылды. Оған 122 ел дауыс берді, тек Нидерланды қарсы болды, ал Сингапур қалыс қалды. Бір қызығы, бұл дауыс беруде "Ядролық клубқа" кіретін тоғыз ел түгел болған жоқ. Егер келісімді 50 ел ратификацияласа, ол күшіне енеді. Бүгінгі таңда мұны 34 ел жасады.
Бүгінде Ядролық энергетика саласында жұмыс істеп тұрған 417 реактор электр энергиясының әлемдік мөлшерінің он пайызынан сәл астамын ғана өндіреді. Энергияға сұранысы қазір қарқынды өсіп жатқан Қытайда салынып жатқан он реакторды қосқанда 46 реактор салынуда. Әлемнің қалған бөлігінде ядролық индустрия ескіруде: бастапқыда жоспарланған пайдалану мерзімі қырық жылға есептелген әлемдік реакторлардың 2/3 бөлігіне қазір 30 жылдан асқан. АЭС-тің жаңа буындары өсіп келе жатқан әлемдік энергия қажеттіліктерін әрең қанағаттандырады және олардың құрылысы айтарлықтай кідірістер мен қосымша шығындармен жүреді.
Қазіргі уақытта Францияда халықаралық эксперименттік термоядролық реактор (ИТЭР) жасауғаа 35 ел ынтымақтасқан. Эксперименттің бюджеті қазірдің өзінде бес миллиард еуродан 15 миллиард еуроға дейін өсті, алайда егер жоба сәтті болса, онда ол аз мөлшерде шикізатты пайдаланып, аз қалдықтар шығаратын өнімділігі жоғары атом электр станцияларының жаңа түрін жасайды.
