Zapewne wielokrotnie słyszałeś o energetyce jądrowej, ale czy wiesz czym ona jest i ja się ja pozyskuj? Poznaj jej właściwości i sposób działania w poniższym artykule.
Co to jest energetyka jądrowa?
Energetyka jądrowa to energia znajdująca się w jądrze atomu. A co to jest atom? Najmniejsze cząstki, na które możemy podzielić znane nam pierwiastki chemiczne.
Atom składa się z trzech cząstek: neutronów, protonów i elektronów. Różnią się one ładunkiem elektrycznym: neutrony nie mają ładunku, protony mają ładunek dodatni, a neutrony ujemny. Atom jest zawsze obojętny, ponieważ ma taką samą liczbę protonów i elektronów. To, co utrzymuje neutrony i protony razem w jądrze, to energia jądrowa. I wiesz co? Mamy możliwość uwolnienia tej energii do produkcji energii elektrycznej.
Teraz, gdy znasz już podstawową teorię, możesz być coraz bardziej ciekawy. Kiedy ludzkość po raz pierwszy zainteresowała się atomami? Musimy udać się do starożytnej Grecji, aby poznać atomistów. Ta szkoła filozoficzna, której przewodził Demokryt z Abdery, twierdziła, że wszechświat składa się wyłącznie z tych maleńkich cząstek i próżni. Dzięki swoim teoriom Demokryt jest uważany za jednego z ojców nauki.
Atomiści nie mieli możliwości udowodnienia swoich teorii, ale rozwój nauki pozwolił nam lepiej zrozumieć atomy i co z nimi zrobić. Pod koniec XIX wieku i w ciągu XX wieku pojawiły się różne modele atomowe próbujące wyjaśnić strukturę tych cząstek. Badania te doprowadziły do opracowania metod wykorzystania energii jądrowej.
Jak uzyskuje się energię jądrową?
Energia jądrowa jest uzyskiwana przez rozpad atomów uranu w elektrowniach jądrowych. Uran jest głównym źródłem paliwa dla tych obiektów. Dlaczego używamy tego materiału? Ponieważ jego niestabilność generuje reakcje, które elektrownie jądrowe wykorzystują do wytwarzania energii. W niektórych przypadkach stosuje się również pluton. Istnieją dwa procesy, w wyniku których powstaje energia jądrowa: rozszczepienie jądra i fuzją jądrowa.
Energia rozszczepienia jądra atomowego
Energię rozszczepienia jądrowego otrzymujemy poprzez rozszczepienie atomu na lżejsze atomy. Uzyskuje się ją w elektrowniach poprzez wywołanie reakcji jądrowych. Reakcja ma na celu uczynienie atomu niestabilnym poprzez zderzenia subcząstek atomowych.
Aby łatwiej to zrozumieć: w atom uderzają neutrony, aż jednemu z nich uda się zbiec z jądrem. W wyniku tego dochodzi do rozszczepienia atomu i uwolnienia energii, a także neutronów i promieniowania gamma. W odpowiednich warunkach efekt ten może wystąpić w reakcji łańcuchowej dzięki uwolnionym neutronom, jeśli uda im się trafić w nowe jądra powstałe po rozszczepieniu atomu.
Energia fuzji jądrowej
Energia fuzji jądrowej powstaje w wyniku połączenia dwóch lekkich atomów, tworząc jeden ciężki atom. Proces ten uwalnia energię, którą można wykorzystać. Zjjawisko to występuje naturalnie i stale na Słońcu, dzięki fuzji atomów wodoru. Ich związek daje początek nowemu atomowi helu, który emituje dużą ilość energii.