- Hva er kjernekraften?
- Hvordan oppnås kjernekraft?
- Hva er kjernekraft til for?
- Fordeler med kjernekraft
- Ulemper med kjernekraft
- Kjennetegn ved kjernekraft
- Eksempler på kjernekraft
Vi forklarer hva kjernekraft er og hvordan den oppnås. Også hva det er for, fordeler, ulemper og noen eksempler.
Atomenergi er trygg, ganske effektiv og allsidig.Hva er kjernekraften?
Kjerneenergi eller atomenergi er resultatet av reaksjonene som skjer i atomkjernene eller mellom dem, det vil si at det er energien som frigjøres i kjernefysiske reaksjoner. Disse reaksjonene kan oppstå spontant eller kunstig.
Kjernereaksjoner er prosesser for kombinasjon eller fragmentering av kjernene til atomer Y subatomære partikler. Atomkjerner kan kombinere eller fragmentere, frigjøre eller absorbere store mengder energi i prosessen. Når kjerner fragmenteres, er prosessen kjent som kjernefysisk fisjon, og når de kombineres kalles den kjernefysisk fusjon.
Kjernefysisk fisjon oppstår når en tung atomkjerne er fragmentert i flere kjerner av mindre vekt, som også er i stand til å produsere frie nøytroner, fotoner og fragmenter av kjernen. Kjernefusjon oppstår når flere atomkjerner med lignende ladninger kombineres for å danne en ny, tyngre kjerne. Disse reaksjonene skjer i kjernene til atomene til visse isotoper av kjemiske elementer som uran (U) eller hydrogen (H).
Den store energimengden som er involvert i kjernefysiske reaksjoner skyldes i bunn og grunn at en del av massen til de reagerende partiklene omdannes direkte til energi. Denne prosessen ble argumentert av den tyske fysikeren Albert Einstein ved å stille sin ligning:
E = mc²
Hvor:
- OG: Energi
- m: masse
- c: lysets hastighet
Som du kan se, relaterer ligningen foreslått av Einstein masse og energi.
Energien som frigjøres i kjernefysiske reaksjoner kan brukes til å generere elektrisitet i termonukleære kraftverk, i nukleærmedisin, i industrien, i gruvedrift, i arkeologi og i mange andre applikasjoner.
Dens viktigste bruk er i generering av elektrisk energi, hvor kjernekraft brukes til å varme opp store volumer fra Vann eller å generere gasser, hvem sin kalori energi den brukes så til å drive store turbiner som produserer elektrisitet.
Den kontrollerte bruken av atomenergi brukes til veldedige formål. Det er en svært viktig energikilde, men også, dessverre, brukes den til militære formål for produksjon av masseødeleggelsesvåpen.
Hvordan oppnås kjernekraft?
Kjerneenergi oppnås som et resultat av kjernereaksjonen i visse atomkjerner av visse kjemiske elementer. Noen av de viktigste prosessene for å oppnå kjernekraft er spaltningen av isotopen uranium-235 (235U) av grunnstoffet uran (U) og fusjonen av isotopene deuterium-tritium (2H-3H) av grunnstoffet hydrogen (H) , selv om også Atomenergi kan oppnås fra kjernefysiske reaksjoner i isotopene thorium-232 (232Th), plutonium-239 (239Pu), strontium-90 (90Sr) eller polonium-210 (210Po).
Spaltningen av uran-235 (235U) er en eksoterm reaksjon, det vil si at den frigjør mye energi. Den frigjorte energien varmer opp mediet som reaksjonen foregår i, som for eksempel kan være vann.
For at fisjon skal oppstå, blir 235U-isotopen bombardert med nøytroner gratis (selv om det også kan bombarderes med protoner, andre kjerner eller gammastråler) hvis hastighet er svært kontrollert. På denne måten kan et fritt nøytron absorberes av kjernen, noe som får det til å destabiliseres og fragmenteres, og generere andre mindre kjerner, frie nøytroner, andre subatomære partikler og store mengder energi. Det er viktig å kontrollere hastigheten til nøytronene fordi hvis den er veldig høy kan de ganske enkelt kollidere med eller passere gjennom kjernen, og de vil ikke bli absorbert for å produsere fisjon.
Partiklene som genereres som et resultat av fisjon av en kjerne, kan i sin tur absorberes av andre nabokjerner, som også vil være fisjon, og partiklene som genereres som et resultat av denne andre fisjonen, kan igjen bli absorbert av andre kjerner, og så videre, som produserer det som er kjent som: Kjedereaksjon.
Kontrollerte kjernefysiske kjedereaksjoner har mange fordelaktige anvendelser, som nevnt ovenfor. Men når kjedereaksjonen er ukontrollert, fortsetter den til det ikke er mer materiale til fisjon, noe som skjer i løpet av kort tid. Denne ukontrollerte prosessen er begynnelsen på operasjonen av atombombene som ble sluppet av USA på Japan i andre verdenskrig.
På den annen side er fusjonen av deuterium-tritium-paret (2H-3H) den enkleste kjernefusjonsprosessen som finnes. For at denne fusjonen skal skje, er det nødvendig å bringe to protoner nærmere hverandre (en fra 2H og den andre fra 3H) slik at kreftene til sterk kjernefysisk interaksjon (krefter som forener nukleoner, det vil si protoner og nøytroner, og som må overvinne frastøtningskraften mellom protoner, siden de har samme ladning) overstiger de elektrostatiske interaksjonskreftene, siden protoner har en positiv ladning, så de har en tendens til å frastøte hverandre. For å oppnå dette påføres visse trykk og dekompresjoner, samt temperaturer veldig spesifikk. Denne fusjonsprosessen produserer en 4He-kjerne, et nøytron og en stor mengde energi.
Kjernefysisk fusjon er en prosess som skjer spontant i stjerner, for eksempel Solen, men som også har blitt generert kunstig.
Generelt produserer kjernefysiske reaksjoner ustabile atomer, som for å stabilisere seg selv avgir overflødig energi til miljø for en bestemt tid. Denne utsendte energien kalles ioniserende stråling, som har nok energi til å ionisere saken rundt det, som er grunnen til at stråling er ekstremt farlig for alle livsformer.
Hva er kjernekraft til for?
Den fredelige bruken av kjernekraft er mange, ikke bare for generering av elektrisitet (som allerede er av enorm betydning i dagens industrialiserte verden), men også for produksjon av brukbar og uttrekkbar varmeenergi, eller mekanisk energi, og til og med former for ioniserende stråling som kan brukes til å sterilisere medisinsk eller kirurgisk materiale. Den brukes også til å drive kjøretøy, for eksempel atomubåter.
Fordeler med kjernekraft
Fordelene med kjernekraft er:
- Lite forurensende. Så lenge det ikke er noen ulykker og radioaktivt avfall deponeres på riktig måte, forurenser atomkraftverk miljøet mindre enn brennende fossilt brensel.
- Sikker. Så lenge kravene til sikkerhet, kan kjernekraft være pålitelig, konsekvent og ren.
- Effektiv. Mengden energi som frigjøres av disse typene kjernefysiske reaksjoner er enorme sammenlignet med mengden av råmateriale de krever.
- Allsidig. Anvendelse av stråling og andre former for atomenergi på ulike områder av menneskelig kunnskap, som medisin, er viktig.
Ulemper med kjernekraft
Ulempene med kjernekraft er:
- Risikabelt I tilfeller av ulykker, som den som skjedde med atomreaktoren i Tsjernobyl i fv. Sovjetunionen, sivilbefolkningen og til og med dyrelivet har høy risiko for radioaktiv forurensning.
- Avhending. Radioaktive biprodukter fra kjernekraftverk er vanskelige å håndtere og noen har en svært lang halveringstid (tiden det tar før et radioaktivt atom går i oppløsning).
- Dyrt Opprettelse av atomkraftverk og bruk av dette teknologi det er vanligvis veldig dyrt.
Kjennetegn ved kjernekraft
Grovt sett er kjernekraft kraftig, effektiv, en sann prestasjon av menneskelig mestring over fysikk. Imidlertid er det også en risikabel teknologi: etter å ha sett katastrofene forårsaket av atombombene i Hiroshima og Nagasaki, eller Tsjernobyl-ulykken i USSR, er det kjent at denne typen teknologi representerer en reell fare for liv på planeten. vi vet det.
Eksempler på kjernekraft
Et fredelig eksempel på bruken av denne energien er et hvilket som helst atomkraftverk, slik som det i Ikata, i Japan. Et eksempel på dens krigerske bruk var bombardementet av byer Japanske kvinner fra Hiroshima og Nagasaki i 1945 under andre verdenskrig.