Energia nucleară a fost un subiect controversat de ani de zile, cu argumente pro și contra acestei surse de energie.
Pe de o parte, energia nucleară poate fi extrem de eficientă și poate produce cantități enorme de energie electrică, fără a emite gaze cu efect de seră sau a genera deșeuri periculoase.
Pe de altă parte, există preocupări cu privire la siguranța reactorilor nucleari și la managementul deșeurilor radioactive
Ce este energia nucleară?
Energia nucleară este energia conținută în nucleul unui atom. Atomii sunt cele mai mici particule în care un element chimic poate fi divizat, păstrându-și proprietățile.
Energia nucleară este energia conținută în nucleul unui atom.
În nucleul fiecărui atom există două tipuri de particule, neutroni și protoni.
Forțele care țin împreună particulele nucleului – depășind chiar și pe cele de repulsie electrostatică între protoni – sunt de natură necunoscută și cu rază scurtă.
Acestea apar doar în interiorul nucleelor și se numesc forțe nucleare. Energia acumulată de acestea se numește energie de legare.
La determinarea masei nucleului se observă că aceasta este mai mică decât suma masei componentelor sale. Diferența dintre cele două mase se numește defect de masă (∆m) iar energia de legare este calculată folosind ecuația lui Einstein: E = ∆m · c2 [unde c este viteza luminii].
Procesul de Producere a Energiei Nucleare
Prin urmare, o parte din masa nucleului este convertită în energie de legare pentru a menține particulele nucleului împreună.
Această energie este ceea ce este eliberată sub forma unei cantități mari de energie termică și radiație atunci când are loc o reacție nucleară și se numește energie nucleară.
- În fuziunea nucleară, energia este eliberată atunci când nucleele atomilor ușori se combină între ele pentru a forma un nucleu stabil și mai greu. Energia produsă de Soare are această origine.
- În fisiunea nucleară, nucleele atomilor grei, asupra cărora sunt impactați neutronii, se descompun în nuclee mai mici și mai ușoare, eliberând energia care ține neutronii și protonii care îi formează împreună și emițând doi sau trei neutroni.
Acestea, la rândul lor, pot produce mai multe fisiuni prin interacțiunea cu noi nuclee grele care vor emite noi neutroni și așa mai departe, astfel încât reacția să se mențină singură.
Acest efect de multiplicare este cunoscut sub numele de reacție în lanț de fisiune nucleară.
Cum este folosită energia nucleară?
Centralele nucleare folosesc cantitatea mare de energie termică generată în reacția nucleară de fisiune în lanț pentru a produce electricitate.
Pentru a face acest lucru, ei convertesc apa lichidă în abur la temperatură înaltă, care este folosit pentru a antrena un grup turbină-alternator, în care este generată electricitate.
Centralele nucleare folosesc cantitatea mare de energie termică generată în reacția nucleară de fisiune în lanț pentru a produce electricitate.
Deși producția de energie electrică este cea mai comună utilizare a energiei nucleare, aceasta are și multe alte aplicații în sectoare foarte diverse precum medicină, hidrologie, agricultură și alimentație, minerit, industrie, artă, mediu, explorarea spațiului și cosmologia.
Descoperirea
Nucleul atomilor a fost descoperit în 1911 de Ernest Rutherford din analiza particulelor α emise de atomi.
Din 1932 odată cu descoperirea neutronului de catre James Chadwick si cu reactiile efectuate de cuplul Joliot-Curie- este momentul in care nucleul incepe sa aiba o importanta reala.
Mai târziu, în 1939, Otto Hahn și Fritz Strassman au descoperit reacții de fisiune.
Arhitectul punerii în practică a ideii dezvoltării reacției în lanț a fost Enrico Fermi, care avea dubla condiție de a fi un teoretician magnific și un experimentator priceput.
Pe 2 decembrie 1942, împreună cu echipa sa, a realizat reacția de fisiune în lanț autosusținută în faimosul Chicago Pile 1, construit pe un teren de squash sub tribunele stadionului de fotbal al Universității din Chicago.
Era o stivă de aproximativ 7 m × 7 m formată din blocuri de grafit (moderator de neutroni), străbătute dintr-o parte în alta de bare de uraniu natural de un inch în diametru.
Avantajele Energiei Nucleare
- Produce cantități mari de energie electrică cu emisii scăzute de gaze cu efect de seră.
- Este o sursă de energie relativ constantă, deoarece reactorii nucleari pot funcționa continuu timp de mai mulți ani fără întreruperi.
- Are un impact minim asupra mediului, deoarece nu produce deșeuri solide sau gaze cu efect de seră.
- Este mai sigură decât alte surse de energie, deoarece nu există riscul de incendii sau explozii.
Dezavantajele Energiei Nucleare
- Costul construirii și întreținerii reactorilor nucleari poate fi foarte mare.
- Există preocupări cu privire la siguranța reactorilor nucleari, deoarece un accident nuclear poate avea consecințe dezastruoase.
- Managementul deșeurilor
Iată câteva dintre cele mai importante curiozități despre energia nucleară:
Energia nucleară este energia liberată în urma reacțiilor nucleare, cum ar fi fisiunea sau fuziunea atomilor.
În centralele nucleare, se produce căldură prin fisiunea nucleelor de uraniu sau plutoniu, care apoi se transferă la apă pentru a produce abur care se folosește la producerea electricității.
Materialele radioactive sunt elemente sau compuși care emit radiații, cum ar fi particule sau unde, din cauza instabilității nucleului lor.
Există preocupări privind siguranța centralelor nucleare din cauza riscului potențial de accidente, cum ar fi scurgeri radioactive sau defecțiuni ale reactoarelor, precum și a problemelor legate de gestionarea deșeurilor radioactive.
Fuziunea nucleară este procesul prin care mai multe nucleu mai ușoare se unesc pentru a forma un nucleu mai greu, liberând energie. Acest proces se întâmplă în stele, dar cercetătorii încearcă să-l reproducă în condiții de laborator pentru a obține energie nucleară curată și de durată îndelungată.
Acestea sunt doar câteva dintre curiozitățile despre energia nucleară, existând multe altele pe care le poți explora