- Nükleer enerji nedir?
- Nükleer enerji nasıl elde edilir?
- Nükleer enerji ne için?
- Nükleer enerjinin avantajları
- Nükleer enerjinin dezavantajları
- Nükleer enerjinin özellikleri
- nükleer enerji örnekleri
Nükleer enerjinin ne olduğunu ve nasıl elde edildiğini açıklıyoruz. Ayrıca ne işe yaradığı, avantajları, dezavantajları ve bazı örnekler.
Atom enerjisi güvenli, oldukça verimli ve çok yönlüdür.Nükleer enerji nedir?
Nükleer enerji veya atom enerjisi, atom çekirdeğinde veya aralarında meydana gelen reaksiyonların sonucudur, yani nükleer reaksiyonlarda açığa çıkan enerjidir. Bu reaksiyonlar kendiliğinden veya yapay olarak meydana gelebilir.
Nükleer reaksiyonlar, çekirdeklerin birleşme veya parçalanma süreçleridir. atomlar Y atomaltı parçacıklar. Atom çekirdekleri, süreçte büyük miktarda enerjiyi serbest bırakarak veya emerek birleştirebilir veya parçalayabilir. Çekirdek parçalandığında, süreç nükleer fisyon olarak bilinir ve birleştiklerinde buna nükleer füzyon denir.
Nükleer fisyon, ağır bir atom çekirdeğinin birkaç tane daha küçük çekirdeğe parçalanmasıyla meydana gelir. ağırlık, ayrıca serbest nötronlar, fotonlar ve çekirdeğin fragmanlarını da üretebilmek. Nükleer füzyon, benzer yüklere sahip birkaç atom çekirdeğinin yeni, daha ağır bir çekirdek oluşturmak üzere bir araya gelmesiyle oluşur. Bu reaksiyonlar, belirli izotopların atomlarının çekirdeklerinde meydana gelir. kimyasal elementler uranyum (U) veya hidrojen (H) gibi.
Nükleer reaksiyonlarda yer alan büyük miktarda enerji, temelde reaksiyona giren parçacıkların kütlesinin bir kısmının doğrudan enerjiye dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Bu süreç, Alman fizikçi Albert Einstein tarafından denklemini kurarak tartışıldı:
E = mc²
Neresi:
Gördüğünüz gibi, Einstein tarafından önerilen denklem kütle ve enerjiyi ilişkilendirir.
Nükleer reaksiyonlarda açığa çıkan enerji üretmek için kullanılabilir elektrik termonükleer santrallerde, nükleer tıpta, endüstride, madencilikte, arkeoloji ve diğer birçok uygulamada.
Başlıca kullanımı, nesildir. elektrik gücü, nükleer enerjinin büyük ısıtmak için kullanıldığı yerler birimler itibaren Suçlu veya üretmek gazlar, kimin kalori enerjisi daha sonra elektrik üreten büyük türbinleri çalıştırmak için kullanılır.
Nükleer enerjinin kontrollü kullanımı hayır amaçlı kullanılır. Çok önemli bir enerji kaynağı ama aynı zamanda ne yazık ki nükleer kitle imha silahlarının üretimi için askeri amaçlarla da kullanılıyor.
Nükleer enerji nasıl elde edilir?
Nükleer enerji, belirli kimyasal elementlerin belirli atom çekirdeğindeki nükleer reaksiyonun bir sonucu olarak elde edilir. Nükleer enerji elde etmek için en önemli işlemlerden bazıları, uranyum (U) elementinin uranyum-235 (235U) izotopunun fisyon ve hidrojen (H) elementinin döteryum-trityum (2H-3H) izotoplarının füzyonudur. Nükleer enerji, toryum-232 (232Th), plütonyum-239 (239Pu), stronsiyum-90 (90Sr) veya polonyum-210 (210Po) izotoplarındaki nükleer reaksiyonlardan da elde edilebilir.
Uranyum-235'in (235U) fisyonu ekzotermik bir reaksiyondur, yani çok fazla enerji açığa çıkarır. Serbest bırakılan enerji, örneğin su olabilecek reaksiyonun gerçekleştiği ortamı ısıtır.
Fisyonun gerçekleşmesi için 235U izotopu, nötronlar ücretsiz (her ne kadar bombardımana tabi tutulabilse de) protonlarhızı çok kontrollü olan diğer çekirdekler veya gama ışınları). Bu şekilde, serbest bir nötron çekirdek tarafından absorbe edilebilir, bu da onun kararsız hale gelmesine ve parçalanmasına ve daha küçük çekirdekler, serbest nötronlar, diğer atom altı parçacıklar ve büyük miktarlarda enerji üretmesine neden olabilir. Nötronların hızını kontrol etmek önemlidir, çünkü eğer çok yüksekse, çekirdekle çarpışabilir veya çekirdeğin içinden geçebilirler ve fisyon üretmek için emilmezler.
Bir çekirdeğin fisyonunun bir sonucu olarak oluşan parçacıklar, sırayla, aynı zamanda fisyon olacak olan diğer komşu çekirdekler tarafından absorbe edilebilir ve bu diğer fisyonun bir sonucu olarak üretilen partiküller, yine, tarafından absorbe edilebilir. diğer çekirdekler, vb. olarak bilinen şeyi üretir: Zincirleme reaksiyon.
Kontrollü nükleer zincir reaksiyonları, yukarıda bahsedildiği gibi birçok faydalı uygulamaya sahiptir. Ancak zincirleme reaksiyon kontrolsüz hale geldiğinde kısa sürede meydana gelen fisyona malzeme kalmayıncaya kadar devam eder. Bu kontrolsüz süreç, Amerika Birleşik Devletleri'nin Japonya'ya attığı atom bombalarının operasyonunun başlangıcıdır. İkinci Dünya Savaşı.
Öte yandan, döteryum-trityum çiftinin (2H-3H) füzyonu, var olan en basit nükleer füzyon sürecidir. Bu füzyonun gerçekleşmesi için, iki protonu (biri 2H'den diğeri 3H'den) birbirine yaklaştırmak gerekir, böylece güçlü nükleer etkileşim kuvvetleri (nükleonları, yani protonları ve nötronları birleştiren ve üstesinden gelmesi gereken kuvvetler). protonlar arasındaki itme kuvveti, aynı yüke sahip oldukları için) elektrostatik etkileşim kuvvetlerini aşar, çünkü protonlar pozitif bir yüke sahiptir, bu nedenle birbirlerini itme eğilimindedirler. Bunu başarmak için belirli basınçlar ve dekompresyonlar uygulanır. sıcaklıklar çok özel. Bu füzyon süreci bir 4He çekirdeği, bir nötron ve büyük miktarda enerji üretir.
Nükleer füzyon, kendiliğinden meydana gelen bir süreçtir. yıldızlar, örneğin, Güneş, ancak aynı zamanda yapay olarak da oluşturulmuştur.
Genel olarak, nükleer reaksiyonlar kararsız atomlar üretirler ve bu atomlar kendilerini stabilize etmek için aşırı enerji yayarlar. Çevre belirli bir süre için. Yayılan bu enerjiye iyonlaştırıcı radyasyon adı verilir ve bu radyasyon, radyasyonu iyonize etmeye yetecek kadar enerjiye sahiptir. konu çevresinde, bu yüzden radyasyon tüm yaşam formları için son derece tehlikelidir.
Nükleer enerji ne için?
Nükleer enerjinin barışçıl kullanımları, yalnızca elektrik üretimi için değil (ki bu günümüzün sanayileşmiş dünyasında zaten çok büyük bir öneme sahiptir), aynı zamanda kullanılabilir ve geri çekilebilir ısı enerjisi veya nükleer enerji üretimi için de sayısızdır. mekanik enerjive hatta tıbbi veya cerrahi malzemeyi sterilize etmek için kullanılabilen iyonlaştırıcı radyasyon biçimleri. Ayrıca atom denizaltıları gibi araçlara güç sağlamak için de kullanılır.
Nükleer enerjinin avantajları
Nükleer enerjinin avantajları şunlardır:
- Küçük kirletici. Nükleer santraller kaza olmadığı ve radyoaktif atıklar uygun şekilde bertaraf edildiği sürece çevreyi yakmak yerine çevreyi daha az kirletiyor. fosil yakıtlar.
- Güvenli. Gereksinimler olduğu sürece güvenlik, nükleer enerji güvenilir, tutarlı ve temiz olabilir.
- Verimli. Bu tür nükleer reaksiyonlar tarafından salınan enerji miktarları, nükleer reaksiyonların miktarına kıyasla çok büyüktür. hammadde talep ediyorlar.
- Çok yönlü. Radyasyon ve diğer nükleer enerji biçimlerinin tıp gibi insan bilgisinin çeşitli alanlarında uygulanması önemlidir.
Nükleer enerjinin dezavantajları
Nükleer enerjinin dezavantajları şunlardır:
- Riskli Eski Çernobil nükleer reaktöründe meydana gelen kaza gibi kaza durumlarında Sovyetler Birliği, sivil nüfus ve hatta hayvan yaşamı yüksek radyoaktif kontaminasyon riski altındadır.
- İmha etmek. Nükleer santrallerden çıkan radyoaktif yan ürünlerin işlenmesi zordur ve bazılarının yarılanma ömrü çok uzundur (radyoaktif bir atomun parçalanması için geçen süre).
- Masraflı Nükleer santrallerin kurulması ve bunun kullanılması teknoloji genellikle çok pahalıdır.
Nükleer enerjinin özellikleri
Genel olarak konuşursak, nükleer enerji güçlü, verimli, insanın fizik üzerindeki hakimiyetinin gerçek bir başarısıdır. Ancak aynı zamanda riskli bir teknoloji: Hiroşima ve Nagazaki'deki atom bombalarının neden olduğu felaketleri veya SSCB'deki Çernobil kazasını gördükten sonra, bu tür teknolojinin gezegendeki yaşam için gerçek bir tehlike oluşturduğu biliniyor. biliyoruz.
nükleer enerji örnekleri
Bu enerjinin kullanımının barışçıl bir örneği, Japonya'daki Ikata'daki gibi herhangi bir nükleer santraldir. Savaşçı kullanımına bir örnek, bombardıman uçaklarıydı. şehirler Dünya Savaşı sırasında 1945'te Hiroşima ve Nagazaki'den Japon kadınları.