Nuclear environment Essay

There  has  not  been  a  nuclear  power  plant  licensed  since  1979  due  to  the  radioactive  releases  at  the  Three  Mile  Island  nuclear  power  plant  and  an  accident  at  Chernobyl.  Opinion  of  the  public  and  federal  government  regarding  nuclear  power  has  since  changed  because  the  nuclear  power  plants  are  operating  with  extraordinary  reliability  and  economy.  Nuclear  has  again  become  the  focus  of  attention  as  the  natural  gas  prices  increase  coupled  with  capacity  shortages  in  California  in  2000-2001.  Burning  coal  produced  Sulfur  dioxide  l  causes  of  acid  rain.  Carbon  dioxide  and  other  Green  house  gases  such  as  and  five  others  come  from  burning  fossil  fuel  in  the  power  plants.  The  amount  of  heat  trapping  carbon  dioxide  in  the  atmosphere  causes  global  warming  and  serious  disruptions  to  agriculture  and  other  ecosystems.  In  December  1997,  delegates  from  159  countries  gathered  in  Kyoto,  Japan,  and  adopted  a  treaty  that  could  limit  the  greenhouse  gases.  In  order  to  cut  the  greenhouse  gases,  the  treaty  encouraged  the  fossil  fuel  dependent  countries  to  develop  renewable  and  alternative  technologies.  Nuclear  power  is  an  alternative  technology.  With  the  modular  type  construction,  standardization,  and  one-step  approval,  the  nuclear  power  can  be  revived.  The  new  reactors  are  safer  and  more  efficient  than  plants  built  in  the  past.  Nuclear  energy  is  clean,  affordable  and  reliable  and  offers  a  potential  and  promise  for  this  country  and  the  rest  of  the  world.  The  paper  discusses  different  ways  of  reviving  nuclear  power.

Nuclear  power  is  often  described  as  a  big,  fast,  and  vital  energy  option—the  only  practical  and  proven  source  big  and  fast  enough  to  do  much  to  abate  climate  change.  Yet  industry  and  government  data  tell  the  opposite  story.  Nuclear  power  worldwide  has  less  installed  capacity  and  generates  less  electricity  than  its  decentralized  no-  and  low-carbon  competitors—one-third  renewable  (excluding  big  hydroelectric  dams),  two-thirds  fossil-fueled  combined-heat-and  power.  In  2004,  these  rivals  added  nearly  three  times  as  much  output  and  six  times  as  much  capacity  as  nuclear  power  added;  by  2010,  industry  forecasts  this  six  fold  ratio  to  widen  to  136–184  as  nuclear  orders  fade,  then  nuclear  capacity  gradually  disappears  as  aging  reactors  retire.  These  comparisons  don’t  count  more  efficient  use  of  electricity,  which  isn’t  being  tracked,  but  efficiency  gains  plus  decentralized  sources  now  add  at  least  ten  times  as  much  capacity  per  year  as  nuclear  power.

Nuclear  power  is  an  inherently  limited  way  to  protect  the  climate,  because  it  makes  electricity,  whose  generation  releases  only  two-fifths  of  U.S.  CO2  emissions;  it  must  run  steadily  rather  than  varying  widely  with  loads  as  many  power  plants  must;  and  its  units  are  too  big  for  many  smaller  countries  or  rural  users.  But  nuclear  power  is  a  still  less  helpful  climate  solution  because  it’s  about  the  slowest  option  to  deploy  (in  capacity  or  annual  output  added  per  year)—as  observed  market  behavior  confirms—and  the  most  costly.  Its  higher  cost  than  competitors,  per  unit  of  net  CO2  displaced,  means  that  every  dollar  invested  in  nuclear  expansion  will  worsen  climate  change  by  buying  less  solution  per  dollar.  Specifically,  every  $0.10  spent  to  buy  a  single  new  nuclear  kilowatt-hour  (roughly  its  delivered  cost,  including  its  2004  subsidies,  according  to  the  authoritative  2003  MIT  study’s  findings  expressed  in  2004  $)  could  instead  have  bought  1.2  to  1.7  kWh  of  wind  power  (“firmed”  to  be  available  whenever  desired),  0.9  to  1.7+  kWh  of  gas-fired  industrial  or  ~2.2–6.5+  kWh  of  building-scale  cogeneration  (adjusted  for  their  CO2  emissions),  2.4–8.9  kWh  of  waste-heat  cogeneration  burning  no  incremental  fuel  (more  if  credited  for  burning  less  fuel),  or  from  several  to  10+  kWh  of  electrical  savings  from  more  efficient  use.  In  this  sense  of  “opportunity  cost”—any  investment  foregoes  other  outcomes  that  could  have  been  bought  with  the  same  money—nuclear  power  is  far  more  carbon-intensive  than  a  coal  plant.

National  energy  policy  currently  rests  on  and  reinforces  an  illusion.  Original  advocates  conjure  up  a  vision  of  a  vibrant  nuclear  power  industry  poised  for  rapid  growth,  with  no  serious  rivals  in  sight,  and  with  a  supposedly  vital  role  in  mitigating  the  threat  of  climate  change.  A  credulous  press  accepts  this  supposed  new  reality  and  creates  an  echo-box  to  amplify  it.  Some  politicians  and  opinion  leaders  endorse  it.  Yet  industry  data  reveal  the  opposite:  a  once  significant  but  now  dying  industry  already  fading  from  the  marketplace  (Figs.  1–2,  pp.  2–3),  overtaken  and  humbled  by  swifter  rivals.  In  2004  alone,  Spain  and  Germany  each  added  as  much  wind  capacity—two  billion  watts  (GW)—as  nuclear  power  is  adding  worldwide  in  each  year  of  this  decade.3  Around  2005–2006,  nuclear  construction  starts  may  add  less  capacity  than  solar  cells.  And  in  the  year  2010,  nuclear  power  is  projected  by  the  International  Atomic  Energy  Agency  to  add  136–184  X less  net  capacity  than  the  decentralized  electricity  industries  project  their  technologies  will  add.

Worldwide,  low-  and  no-carbon  decentralized  sources  of  electricity-surpassed  nuclear  power  in  capacity  in  2002  and  in  annual  output  in  2005.  In  2004,  they  added  5.9X  as  much  capacity  and  2.9X  as  much  annual  output  as  nuclear  power  added.  (Output  lags  capacity  by  3  y  because  nuclear  plants  typically  run  more  hours  per  year  than  wind  power  and  solar  power  —  though  other  renewable,  like  the  fossil-fueled  cogeneration  shown,  have  high  average  capacity  factors.  Large  hydro,  over  10  MWe,  isn’t  shown  in  these  graphs  nor  included  in  this  paper’s  analysis.)  The  post-2004  forecasts  or  projections  shown  are  industries,  and  are  imprecise  but  qualitatively  clear.  The  E.U.  aims  to  get  12%  of  its  energy  and  ~21%  of  electricity  from  renewable  by  2010,  when  the  European  Wind  Energy  Association  projects  75  GW  of  installed  European  wind  power.  Cna  targets  decentralized  renewable  to  grow  from  37  GW  in  2004  to  60  GW,  a  tenth  of  total  capacity,  in  2010.  Two-thirds  of  the  decentralized  non-nuclear  capacity  shown  is  fossil-fueled  co-  or  regeneration  (making  power  +  heat  +  cooling);  its  total  appears  to  be  conservatively  low  (e.g.,  no  steam  turbines  outside  China),  and  it  is  ~60–70%  gas-fired,  so  its  overall  carbon  intensity  is  probably  less  than  half  that  of  the  separate  power  stations  and  boilers  (or  furnaces)  that  it  has  displaced;  the  normal  range  would  be  ~30–80%  less  carbon.

Standard  studies  compare  a  new  nuclear  plant  only  with  a  central  power  plant  burning  coal  or  natural  gas.  They  conclude  that  new  nuclear  plants’  marked  disadvantage  in  total  cost  might  be  overcome  if  their  construction  became  far  cheaper,  or  if  construction  and  operation  were  even  more  heavily  subsidized,  or  if  carbon  were  heavily  taxed,  or  if  (as  nuclear  advocates  prefer)  all  of  these  changes  occurred.  But  those  central  thermal  power  plants  are  all  the  wrong  competitors.  None  of  them  can  compete  with  wind  power  (and  some  other  renewable),  let  alone  with  two  far  cheaper  resources:  cogeneration  of  heat  and  power,  and  efficient  use  of  electricity.  The  MIT  study  (note  57),  like  every  other  widely  quoted  study  of  nuclear  economics,  simply  didn’t  xamine  these  competitors10  on  the  grounds  of  insufficient  time  and  funding.  Thus  the  distinguished  authors’  “judgment”  that  nuclear  power  merits  continued  subsidy  and  support,  because  we’ll  supposedly  need  all  energy  options,  is  only  their  personal  opinion  unsupported  by  analysis.  The  author  has  verified  this  widely  overlooked  interpretation  with  three  of  the  MIT  study’s  leaders.

The  links  between  nuclear  power  and  nuclear  weapons  go  back  to  the  very  beginning  of  the  development  of  atomic  energy.  Over  time  the  nature  and  strength  of  these  links  have  varied.

Key  points

•  Any  country  that  has  nuclear  power  has  the  potential  to  make  nuclear  weapons.

•  The  Nuclear  Non-Proliferation  Treaty  (NPT)  enshrines  the  right  of  member  states  to  have  nuclear  power  as  long  as  they  promise  not  to  develop  nuclear  weapons.

•  The  United  Nations  International  Atomic  Energy  Agency  (IAEA)  promotes  the  spread  of  nuclear  technology  as  part  of  its  remit,  as  well  as  trying  to  ensure  that  civil  nuclear  material  is  not  used  for  military  purposes.  Both  the  NPT  and  the  IAEA,  who  are  responsible  for  controlling  nuclear  proliferation,  also  have  a  brief  to  spread  the  use  of  nuclear  power.

•  The  inspection  and  safeguarding  roles  of  the  IAEA  are  somewhat  limited,  in  the  official  nuclear  weapons-states  as  well  as  in  others.  Accounting  for  fissile  materials  is  very  problematic  –  Russia  being  a  case  in  point,  but  not  a  lone  case.

Nuclear  materials  and  weapons
Plutonium  and  uranium
Uranium  ore  contains  only  about  0.7%  of  the  fissile  isotope  U235.  In  order  to  be  suitable  for  use  as  a  nuclear  fuel  for  generating  electricity  it  must  be  processed  (by  separation)  to  contain  about  3%  of  U235  (this  form  is  called  Low  Enriched  Uranium  –  LEU).  Weapons  grade  uranium  has  to  be  enriched  to  90%  of  U235  (Highly  Enriched  Uranium  or  HEU),  which  can  be  done  using  the  same  enrichment  equipment.  There  are  about  38  working  enrichment  facilities  in  16  countries.  (1)  The  Hiroshima  bomb  was  made  using  about  60kg.  Of  (HEU).  Today’s  more  sophisticated  nuclear  weapons  can  be  made  with  20  –  25  kg.  Because  the  numbers  of  warheads  and  their  accuracy  have  been  increased.  Plutonium  is  a  product  of  the  chain  reaction  in  nuclear  reactors;  it  is  separated  by  reprocessing  the  “spent”  fuel  (which  is  highly  radioactive  but  no  longer  usable  in  the  reactors  in  fuel  rods).  In  2000  Britain  had  an  estimated  stockpile  of  some  78  tonnes  of  civil  plutonium  out  of  a  world  store  of  about  210  tones.

(2).  The  military  stockpile  was  about  7.6  tones  in  1999

(3).  Only  2  -10  kg.  Are  necessary  to  make  a  nuclear  bomb.

Depleted  uranium
An  important  product  of  the  processing  of  uranium,  which  has  commercial  and  military  use,  is  depleted  uranium  (DU),  which  is  essentially  what  is  left  over  after  uranium  enrichment.  Some  DU  is  used  to  make  a  tank  Armour-piercing  projectile,  the  DU  penetrate,  which  has  been  used  in  both  Gulf  Wars  and  in  Kosovo.  (Probably  two  or  three  times,  as  much  was  used  in  the  recent  Gulf  War  as  in  the  first.)  DU  is  toxic  both  chemically  and  radio  logically,  and  is  widely  believed,  with  scientific  support,  to  have  caused  cancers,  birth  defects  and  deaths  where  used.  The  Ministry  of  Defense  admitted  in  1998  “the  potential  to  cause  adverse  health  effects”,  but  maintained:  “There  are  no  immediate  plans  to  withdraw  DU-based  tank  ammunition  from  service…  No  satisfactory  alternative  currently  exists  to  achieve  the  levels  of  penetration  required…”


Davida Higgin, 2006, The links between nuclear power =and nuclear weapons, 11 Dec 2007, From,

Pete Roche, 2005, Is nuclear power a solution to climate change? , 11 Dec 2007 from