Tuumaenergia ja lõhustumine

Tuumaenergia ja lõhustumine

Tuumaenergia on energia, mida aatomi sees hoiavad jõud, mis hoiavad koos aatomi tuuma. Teadlased on õppinud, kuidas püüda nendest jõududest suurt hulka energiat, mida saab seejärel genereerida elekter .

E = mckaks

Oma relatiivsusteooria kallal töötades Albert Einstein avastas matemaatilise valemi E = mckaks. See valem näitas, et ainet saab muundada energiaks. Ehkki see kõlab lihtsa kontseptsioonina, näitas see, et väga väikesest ainekogusest võib tekkida suur energiahulk. Seda saaks teha aatomi lõhustamisega protsessis, mida nimetatakse tuuma lõhustumiseks.

Tuuma lõhustumine

Tuuma lõhustamine on suure aatomi jagunemise protsess kaheks või enamaks väiksemaks aatomiks. Aatomi jagunemisel vabaneb tohutu kogus energiat. Kui energia vabaneb aeglaselt ja kontrollitult, saab seda kasutada elektri tootmiseks meie kodude toitmiseks. Kui energia vabaneb korraga, toimub ahelreaktsioon, mis põhjustab tuumaplahvatuse.

Tuumaelektrijaamad

Üks tuumalõhustumise peamisi rakendusi on tuumaenergia. Tuumaelektrijaamad kasutavad soojuse tootmiseks tuuma lõhustumist. Nad kasutavad seda soojust veest auru loomiseks, mis omakorda toidab elektrigeneraatoreid.



Umbes kakskümmend protsenti Ameerika Ühendriikide elektrist toodetakse tuumaelektrijaamades. USA-s on 104 kaubanduslikku tuumaenergia tootvat üksust

Tuumajaamad kasutavad seda elementi uraan kütusena. Uraani kontrollvardasid kasutatakse tagamaks, et poolatavate aatomite ahelreaktsioon kulgeks kontrollitud tempos.

Radioaktiivsed jäätmed

Üks tuumaenergia kõrvalproduktidest on radioaktiivsed jäätmed. See on tuumareaktsioonist järelejäänud materjal. Radioaktiivsed materjalid võivad olla ohtlikud inimestele ja loomade elule.

Tuumaenergia muud kasutusalad

Tuumaelektrijaamal on lisaks elektrijaamadele ka muid rakendusi. Üks rakendus on tuumajõud laevadel ja allveelaevadel. Tuumaenergia allveelaevad võivad jääda vee alla ja liikuda pikka aega suurel kiirusel. Tuumaenergiat on kasutatud ka mereväe laevadel, jäämurdmiseks polaarmeredes kasutatavatel laevadel ja kosmoselaevadel.


Need USA mereväe laevad on tuumajõul töötavad
Tuumasüntees

Teine tuumaenergia vorm on tuumasüntees. Sulandumine toimub siis, kui kaks või enam aatomit on ühendatud suurema aatomi saamiseks. Tähed saavad oma jõu tuumasünteesist. Tähe sisemuses muunduvad vesinikuaatomid sulandumisel pidevalt heeliumi aatomiteks. See protsess genereerib valgus- ja soojusenergiat, mille annavad tähed, sealhulgas Päike.

Teadlased pole välja mõelnud, kuidas termotuumasünteesi juhtida kasutatava energia loomiseks. Kui nad saaksid, oleks see suurepärane uudis, kuna termotuumasüntees toodab vähem radioaktiivseid materjale ja annaks meile praktiliselt piiramatu energiavarustuse.

Huvitavaid fakte tuumaenergia ja lõhustumise kohta
  • Tuumaenergia tootmise kolm esimest osariiki on Illinois, Pennsylvania ja Lõuna-Carolina.
  • Ameerika Ühendriigid toodavad rohkem tuumaenergiat kui ükski teine ​​riik.
  • Tuumaenergia ajaloos on toimunud kolm suurt tuumaelektrijaama katastroofi, sealhulgas Tšernobõli (Venemaa), Kolme miili saar (Ameerika Ühendriigid) ja Fukushima Daiichi (Jaapan).
  • Esimene tuumal töötav allveelaev oli U.S.S. Nautilus, mis merele 1954. aastal.
  • Üks uraanipellet võib toota sama palju energiat kui umbes 1000 kilogrammi kivisütt.
  • Tuumaelektrijaamast tulev suits ei ole reostus , aga aur.