Jedną z najważniejszych potrzeb człowieka, niezbędnych do życia, jest potrzeba energii. Obecnie dostarczana jest ona w wielu formach, pierwotnie człowiek czerpał ją z promieniowania słonecznego, jedzenia, a po nauczeniu się wzniecania ognia - również jako samodzielnie wytworzoną energię cieplną. Z czasem nauczono się korzystać z energii potencjalnej wód i wiatru, poprzez budowę wiatraków i kół wodnych. Jednak wciąż była to energia ze źródeł odnawialnych, dopiero rewolucja przemysłowa zaczęła produkować energię z nieodnawialnych źródeł. Początkowo był to węgiel kamienny, ale im bardziej rozwijała się technika zaczęto szukać innych rozwiązań i tak , dzisiaj głównym źródłem energii na świecie jest ropa naftowa, perspektywicznie gaz ziemny. Zauważa się również powrót do alternatywnych, odnawialnych źródeł energii - wodnej, wiatrowej, biomasy, atomowej i innych. Produkcja energii i jej zużycie na mieszkańca jest jednym z mierników poziomu i jakości życia danego kraju, co świadczy o wielkiej roli, jaką odgrywa energia w życiu współczesnego świata (niezbędna do prawidłowego funkcjonowania wszystkich dziedzin gospodarki).

W pracy zostaną przedstawione najważniejsze źródła i formy energii.

Najważniejszą formą energii wykorzystywanej przez człowieka jest energia elektryczna. Jest to energia finalna, to znaczy końcowa forma energii, gotowa do wykorzystania. Ma ona wiele zalet - jest bezpieczna dla środowiska, łatwa w przesyle i przetwarzaniu. Jej udział we wszystkich formach energii finalnej przoduje, i nieustannie wzrasta. Na przestrzeni 10 lat od 1980 roku obserwowano wzrost udziału tej formy energii w wielu krajach o kilka procent (np. we Francji - o 5%). Szacuje się, że do 2010 roku wzrośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną nawet o 70 %. Niezbędna jest więc budowa i modernizacja elektrowni, by w przyszłości były w stanie sprostać potrzebom energetycznym społeczeństwa.

Elektrownia jest zakładem przemysłowym , przetwarzającym energię pierwotną na energię elektryczną. Podczas tego procesu wytwarza się bardzo dużo ciepła, co powoduje straty ekonomiczne. Aby im zapobiec, energię cieplną wykorzystuje się np. do ogrzewania mieszkań. Taki zakład zwany jest elektrociepłownią.

W zależności od formy energii pierwotnej, wykorzystywanej do produkcji energii elektrycznej (wodna, jądrowa, surowce kopalne), inny jest proces technologiczny wytwarzania, jednak ostateczna forma energii nie zmienia się. Najwięcej energii elektrycznej produkują klasyczne elektrownie - 60%.

Jednym z poważniejszych problemów związanych z produkcją energii elektrycznej jest ich niekorzystne oddziaływanie na środowisko. Podczas każdej produkcji przemysłowej, zwłaszcza związanej ze spalaniem paliw, emitowane są do atmosfery trujące związki chemiczne: tlenki węgla, tlenki azotu, tlenki siarki, jak również substancje zapylające powietrze. Poważnym, a czasami niezauważalnym problemem jest hałas, który powstaje przy przeładunkach paliwa, kruszeniu węgla, a także wytwarzany jest przez różnego rodzaju urządzenia. Nie można zapominać o ściekach, które towarzyszą procesom uzdatniania wody, odsiarczaniu spalin, często tego typu operacje powodują podgrzewanie wody w naturalnych zbiornikach wodnych, co oddziałuje niekorzystnie na florę i faunę tych wód. Bardzo niekorzystny wpływ mają wytwarzane pola elektromagnetyczne.

Ze względu na tak duże zagrożenie wszystkich elementów środowiska (zatrucie powietrza, gleb, zanieczyszczenie wód, choroby zwierząt i roślin i in.), ludzi - choroby cywilizacyjne, jak również wytworów działalności ludzkiej - np. niszczenie budynków, a w związku z tym ogromne straty w wielu działach gospodarki, podejmowane są działania, aby ograniczyć ten problem. Są to np.: instalacje do odsiarczania spalin, wzbogacanie paliw, utylizacja odpadów paleniskowych, rozwój nowych technologii, takich jak kotły fluidalne, oraz wiele innych środków.

Jednym z najbardziej zagrożonych elementów środowiska naturalnego są wody. Ogromne jej ilości zużywane są do procesów technologicznych, związanych z przetwarzaniem energii. Woda potrzebna jest do wytwarzania pary, jak również jej chłodzenia - w obu tych procesach niezbędna jest duża ilość wody, często bardzo dobrej jakości. Tego typu działania zaburzają naturalny obieg wody w przyrodzie, powodują niedobory wody, czym zakłócają jej bilans. Bardzo duże zagrożenie stanowią elektrownie dla organizmów żywych. Szkodzą im w różnoraki sposób - poprzez uszkodzenia mechaniczne, zatrucie niebezpiecznymi substancjami, szok termiczny itd.

Technologie stosowane w elektrowniach stanowią również zagrożenie dla roślinności, zwłaszcza dla lasów. Zakłócają ich rozwój, naruszają naturalną równowagę chemiczno - biologiczną, głownie poprzez zatrucie gleb. Trujące substancje emitowane przez elektrownie powodują choroby i obumieranie roślinności. Zagrożona ona jest również poprzez wpływ bezpośredni - np. poparzenia. Na skutek nadmiernego zapylenia, zatykane zostają aparaty szparkowe - utrudnia to właściwe procesy fotosyntezy. Zaburzenie fotosyntezy roślin to zagrożenie również dla ludzi.

Mając na uwadze bezpieczeństwo środowiska, zrównoważony rozwój oraz pozostawienie go w jak najlepszym stanie dla przyszłych pokoleń, stosuje się alternatywne źródła energii, pochodzące z odnawialnych źródeł, jak również energię atomową, bardzo kontrowersyjną, jednak bardzo bezpieczną dla środowiska.

Proces technologiczny w elektrowni atomowej polega na rozszczepianiu jąder uranu lub innych promieniotwórczych pierwiastków, na skutek którego następuje wyzwolenie energii cieplnej, służącej do ogrzewania wody. Ciepło pary wodnej jest zamieniane na energię mechaniczną, a następnie w generatorze - na energię elektryczną.

W elektrowniach jądrowych są dwa obiegi technologiczne. Obieg pierwotny, to początkowe procesy związane z rozszczepianiem jąder atomów w reaktorze. W wymienniku energia jest przekazywana do obiegu wtórnego, polegającego na produkcji energii elektrycznej. Obieg wtórny nie różni się prawie niczym od obiegu w konwencjonalnych elektrowniach.

Głównym elementem w elektrowni atomowej są reaktory jądrowe, w których zachodzą kluczowe procesy pierwotnego obiegu. Zazwyczaj używa się reaktorów wodnych lub ciśnieniowych.

Choć elektrownie atomowe należą do najbezpieczniejszych, to i w nich zdarzają się awarie, które ze względu na używane do produkcji energii promieniotwórcze substancje, mogą mieć straszne skutki dla środowiska i ludzi. Najgłośniejszymi katastrofami w elektrowniach atomowych, były: w 1979 roku w Three Island w Stanach Zjednoczonych i w 1986 roku w Czarnobylu (Związek Radziecki).

Wciąż szuka się nowych rozwiązań, aby zmniejszyć ryzyko awarii w tych elektrowniach. Reaktory PIUS i AP-600 powstały właśnie w tym celu. Ich działanie pozwala na szybkie i bezpieczne odsunięcie reaktora od pracy w razie jakichkolwiek problemów czy zaburzeń podczas działania.

Jak każdy tego typu zakład, elektrownie jądrowe oddziałują na środowisko. Przede wszystkim podczas ich pracy do atmosfery wydzielane są radioaktywne substancje. Często są nimi zanieczyszczone również wody.

Także kopalnie materiałów używanych w elektrowniach atomowych, np. uranu mogą być groźne dla środowiska, z powodu wydzielania radioaktywnych substancji. Problemem jest także składowanie odpadów. Paliwo do elektrowni jądrowych jest bardzo trwałe, więc praktycznie niemożliwe jest stworzenie dla nich bezpiecznego miejsca składowania, bez ryzyka, że wytrzyma ono okres do momentu całkowitego rozpadu pierwiastka. Również wypalone paliwo atomowe nadal jest radioaktywne i stanowi zagrożenie dla ludzi i przyrody. Są trzy możliwości, aby temu zaradzić. Po pierwsze, składuje się je w miejscach stosunkowo bezpiecznych, do których ludzie nie mają dostępu, np. w głębokich kopalniach lub pod dnem mórz.

Kolejny sposób to zbiorniki betonowe, które chłodzi się za pomocą powietrza.

Można także przerobić paliwo tak, aby było bezpieczne dla człowieka. Polega ono na odzyskaniu z paliwa substancji promieniotwórczych.

Niebezpieczne dla środowiska jest także przewożenie materiałów radioaktywnych. Tego typu transport musi spełnić wszelkie normy i przepisy dla niego przygotowane. Zabezpieczenia te są niezbędne, ze względu na ryzyko pożaru i wypadków. Substancje promieniotwórcze są transportowane koleją oraz samochodami.

Trzeba wspomnieć, że paradoksalnie energetyka jądrowa zabezpiecza nas przed działaniem niebezpiecznego promieniowania, ze względu na skracanie czasu rozpadu tych pierwiastków. Poza tym, odpady elektrowni atomowych są lepiej zabezpieczone od tych z elektrowni konwencjonalnych, które również zawierają pierwiastki radioaktywne. Ludzie poddawani są nieustannie różnym rodzajom promieniowania - kosmicznego, ziemskiego, materiałów budowlanych itd., dlatego strach przed budową elektrowni atomowych jest nieuzasadniony.

Przed wybudowaniem elektrowni, należy dokładnie zbadać teren pod względem społecznym, meteorologicznym, geologicznym, hydrologicznym, sejsmologicznym itd.

Są trzy rodzaje awarii w elektrowniach jądrowych. Pierwszy typ, to awarie przeciętne, które w najgorszym przypadku wiążą się z wyłączeniem reaktora, kiedy problem jest rozwiązany, praca zostaje wznowiona. Awarie rzadkie, to takie, które nie są niebezpieczne dla obszaru poza strefą ochronną. Najgroźniejsze są maksymalne awarie projektowe, w której wydzielana jest maksymalna dawka promieniowania, określona w raporcie bezpieczeństwa.

Dużą uwagę należy poświęcić gospodarowaniu odpadami stałymi w elektrowniach atomowych. Substancje te dzieli się na wysoko aktywne , średnio aktywne i nisko aktywne. Do odpadów wysoko aktywnych należą wewnętrzne części reaktora, które są pod bezpośrednim wpływem działania promieniowania neutronowego, a także zużyte filtry oczyszczające powietrze. Do odpadów średnio aktywnych należą części pierwotnego obiegu. Do odpadów nisko aktywnych zalicza się drobne części i urządzenia, wchodzące w skład układów pomocniczych, również odzież i obuwie pracowników, elementy drewniane, odpady budowlane.

Z elektrowni atomowej odprowadzane są również odpady ciekłe. Należą do nich: koncentrat powyparny, zużyte wysoko aktywne jonity, zużyte nisko aktywne jonity. Są one przechowywane w specjalnie do tego celu przeznaczonych budynkach, a po upływie kilku lat, po zmniejszeniu ich radioaktywności zostają wtopione w asfalt, a następnie wywożone na składowisko odpadów promieniotwórczych.

Obecnie obserwuje się spadek zapotrzebowania na energię elektryczną. Kraje wysoko rozwinięte praktycznie zaprzestały już budowy nowych elektrowni atomowych, natomiast kraje słabo rozwinięte coraz częściej skłaniają się w tym kierunku, ze względu na wzrost produkcji przemysłowej na ich obszarach.

W Polsce na razie nie ma tego typu elektrowni, ale prawdopodobnie za około 10 lat powstanie taka inwestycja, ze względu na zwiększające się potrzeby energetyczne kraju. Innym rozwiązaniem jest rozwój energetyki alternatywnej, produkującej energię ze źródeł odnawialnych (energetyka wodna, wiatrowa, biomasy, słoneczna, geotermalna itd.). oprócz tego niezbędna jest także oszczędność energii.

W roku 1995 na świecie istniały 432 reaktory jądrowe. Energetyka atomowa jest stosowana w 35 krajach i stanowi 17% całości produkowanej energii. Potęgą w tej dziedzinie jest między innymi Japonia, która posiada ponad 50 czynnych reaktorów, a także Szwajcaria, której cała energetyka opiera się na źródłach odnawialnych - wodnych i atomowych. Tylko jedna elektrownia w tym kraju opalana jest olejem.

Wszyscy sąsiedzi Polski mają już elektrownie jądrowe, za wyjątkiem Białorusi.

Energetyka jądrowa rozwijana jest w: Argentynie, Armenii, Belgii, Brazylii, Bułgarii, Chinach, Tajwanie, Czechach, Finlandii, Francji, Holandii, Hiszpanii, Indiach, Iranie, Japonii, Kanadzie, Kazachstanie, Korei Południowej, Kubie, Litwie, Meksyku, Niemczech, Pakistanie, RPA, Rosji, Rumunii, Słowacji, Słowenii, Szwecji, Szwajcarii, Ukrainie, USA, Węgrzech, Wielkiej Brytanii oraz we Włoszech.