• Co je to jaderná energie?
• Jak se získává jaderná energie?
• K čemu je jaderná energie?
• Výhody jaderné energetiky
• Nevýhody jaderné energetiky
• Charakteristika jaderné energetiky
• Příklady jaderné energetiky

Vysvětlíme, co je jaderná energie a jak se získává. Také k čemu to je, výhody, nevýhody a nějaké příklady.

Atomová energie je bezpečná, poměrně účinná a všestranná.

Co je to jaderná energie?

Jaderná energie nebo atomová energie je výsledkem reakcí, které se vyskytují v atomových jádrech nebo mezi nimi, to znamená, že je to energie uvolněná při jaderných reakcích. Tyto reakce se mohou objevit spontánně nebo uměle.

Jaderné reakce jsou procesy kombinace nebo fragmentace jader atomy Y subatomární částice. Atomová jádra se mohou spojovat nebo fragmentovat, přičemž v procesu uvolňují nebo absorbují velké množství energie. Když se jádra fragmentují, proces je známý jako jaderné štěpení, a když se spojí, nazývá se to jaderná fúze.

K jadernému štěpení dochází, když je těžké atomové jádro roztříštěno na několik menších jader hmotnost, který je také schopen produkovat volné neutrony, fotony a fragmenty jádra. K jaderné fúzi dochází, když se několik atomových jader s podobnými náboji spojí a vytvoří nové, těžší jádro. Tyto reakce probíhají v jádrech atomů určitých izotopů chemické prvky jako uran (U) nebo vodík (H).

Velké množství energie obsažené v jaderných reakcích je v zásadě způsobeno tím, že část hmoty reagujících částic se přeměňuje na energii přímo. Tento proces argumentoval německý fyzik Albert Einstein tím, že položil svou rovnici:

E = mc²

Kde:

• A: Energie
• m: Hmotnost
• C: rychlost světla

Jak vidíte, rovnice navržená Einsteinem dává do souvislosti hmotnost a energii.

Energii uvolněnou při jaderných reakcích lze využít k výrobě elektřina v termojaderných elektrárnách, v nukleární medicíně, v průmyslu, v hornictví, v archeologie a v mnoha dalších aplikacích.

Jeho hlavní využití je při generování elektrická energie, kde se jaderná energie využívá k vytápění velkých svazky z Voda nebo generovat plyny, jehož kalorická energie ten se pak používá k pohonu velkých turbín, které vyrábějí elektřinu.

Řízené využívání jaderné energie je využíváno pro charitativní účely. Je to velmi důležitý zdroj energie, ale bohužel se také používá pro vojenské účely k výrobě jaderných zbraní hromadného ničení.

Jak se získává jaderná energie?

Jaderné reakce produkují extrémně nestabilní atomy.

Jaderná energie se získává jako výsledek jaderné reakce v určitých atomových jádrech určitých chemických prvků. Některé z nejdůležitějších procesů získávání jaderné energie jsou štěpení izotopu uranu-235 (235U) prvku uranu (U) a fúze izotopů deuterium-tritia (2H-3H) prvku vodíku (H). , ačkoli také jadernou energii lze získat z jaderných reakcí v izotopech thorium-232 (232Th), plutonium-239 (239Pu), stroncium-90 (90Sr) nebo polonium-210 (210Po).

Štěpení uranu-235 (235U) je exotermická reakce, to znamená, že uvolňuje velké množství energie. Uvolněná energie ohřívá médium, ve kterém reakce probíhá, což může být například voda.

Aby došlo ke štěpení, je izotop 235U bombardován neutrony zdarma (i když může být také bombardován protony, jiná jádra nebo gama paprsky), jejichž rychlost je velmi kontrolovaná. Tímto způsobem může být volný neutron absorbován jádrem, což způsobí jeho destabilizaci a fragmentaci a generuje další menší jádra, volné neutrony, další subatomární částice a velké množství energie. Je důležité kontrolovat rychlost neutronů, protože pokud je velmi vysoká, mohly by se jednoduše srazit s jádrem nebo jím projít a nebyly by pohlceny a nevznikly by štěpení.

Jaderné štěpení vytváří volné neutrony a další částice.

Částice generované v důsledku štěpení jádra mohou být zase absorbovány jinými sousedními jádry, která budou také štěpením, a částice, které vznikají v důsledku tohoto jiného štěpení, mohou být opět absorbovány další jádra a tak dále, produkující to, co je známé jako: Řetězová reakce.

Řízené jaderné řetězové reakce mají mnoho prospěšných aplikací, jak bylo uvedeno výše. Když je však řetězová reakce neřízená, pokračuje tak dlouho, dokud již neexistuje žádný materiál ke štěpení, ke kterému dojde v krátké době. Tento nekontrolovaný proces je začátkem operace atomových bomb svržených Spojenými státy na Japonsko v WWII.

Na druhé straně je fúze páru deuterium-tritium (2H-3H) nejjednodušším jaderným fúzním procesem, který existuje. Aby k této fúzi došlo, je nutné přiblížit dva protony (jeden z 2H a druhý z 3H), aby síly silné jaderné interakce (síly, které spojují nukleony, tedy protony a neutrony, a které musí překonat odpudivá síla mezi protony, protože mají stejný náboj) převyšují síly elektrostatické interakce, protože protony mají kladný náboj, takže mají tendenci se navzájem odpuzovat. Aby toho bylo dosaženo, jsou aplikovány určité tlaky a dekomprese teploty velmi konkrétní. Tento proces fúze produkuje jádro 4He, neutron a velké množství energie.

Jaderné reakce produkují nestabilní atomy.

Jaderná fúze je proces, který probíhá spontánně v hvězdy, například Slunce, ale které bylo také vytvořeno uměle.

Obecně platí, že jaderné reakce produkují nestabilní atomy, které, aby se stabilizovaly, vyzařují přebytečnou energii životní prostředí po stanovenou dobu. Tato emitovaná energie se nazývá ionizující záření, které má dostatek energie k ionizaci hmota kolem ní, a proto je záření extrémně nebezpečné pro všechny formy života.

K čemu je jaderná energie?

Mírové využití jaderné energie je četné, nejen pro výrobu elektřiny (která má v dnešním industrializovaném světě již obrovský význam), ale také pro výrobu využitelné a vtahovatelné tepelné energie, popř. mechanická energiea dokonce i formy ionizujícího záření, které lze použít ke sterilizaci lékařského nebo chirurgického materiálu. Používá se také k pohonu vozidel, jako jsou atomové ponorky.

Výhody jaderné energetiky

Výhody jaderné energie jsou:

• Málo znečišťující. Dokud nedojde k nehodám a radioaktivní odpad je řádně likvidován, jaderné elektrárny znečišťují životní prostředí méně než spalováním fosilní paliva.
• Bezpečný. Dokud jsou splněny požadavky bezpečnostníjaderná energie může být spolehlivá, konzistentní a čistá.
• Účinný. Množství energie uvolněné těmito typy jaderných reakcí je obrovské ve srovnání s množstvím surovina požadují.
• Univerzální. Důležitá je aplikace záření a dalších forem jaderné energie v různých oblastech lidského poznání, jako je medicína.

Nevýhody jaderné energetiky

Jaderná energie je nebezpečná pro civilní obyvatelstvo a dokonce i pro život zvířat.

Nevýhody jaderné energie jsou:

• Riskantní V případech havárií, jako je ta, která se stala s jaderným reaktorem v Černobylu v prvním Sovětský svaz, civilní obyvatelstvo a dokonce i zvířata jsou vystaveny vysokému riziku radioaktivní kontaminace.
• Likvidace. S radioaktivními vedlejšími produkty z jaderných elektráren se obtížně manipuluje a některé mají velmi dlouhý poločas rozpadu (dobu, za kterou se radioaktivní atom rozpadne).
• Drahý Vznik jaderných elektráren a jejich využití technika obvykle je to velmi drahé.

Charakteristika jaderné energetiky

Obecně řečeno, jaderná energie je výkonná, účinná, skutečný úspěch lidského mistrovství nad fyzikou. Je to však také riskantní technologie: poté, co jsme viděli katastrofy způsobené atomovými bombami v Hirošimě a Nagasaki nebo černobylskou havárii v SSSR, je známo, že tento typ technologie představuje skutečné nebezpečí pro život na planetě. zname to.

Příklady jaderné energetiky

Mírovým příkladem využití této energie je jakákoli jaderná elektrárna, jako je ta v Ikatě v Japonsku. Příkladem jeho válečného použití bylo bombardování města Japonky z Hirošimy a Nagasaki v roce 1945 během druhé světové války.