انرژی هسته ای و شکافت

انرژی هسته ای و شکافت

انرژی هسته ای انرژی ذخیره شده در داخل اتم توسط نیروهایی است که هسته اتم را به هم نزدیک می کنند. دانشمندان آموخته اند که چگونه مقدار زیادی انرژی از این نیروها بدست آورند که پس از آن می توان برای تولید استفاده کرد برق .

E = mcدو

وقتی روی نظریه نسبیت او کار می کرد ، آلبرت انیشتین فرمول ریاضی E = mc را کشف کرددو. این فرمول نشان داد که ماده می تواند به انرژی تبدیل شود. اگرچه این به نظر یک مفهوم ساده است ، اما نشان داد که مقدار زیادی انرژی می تواند از مقدار بسیار کمی ماده تولید شود. این می تواند با تقسیم یک اتم در فرآیندی به نام شکافت هسته ای انجام شود.

همجوشی هستهای

شکافت هسته ای فرآیند تقسیم یک اتم بزرگ به دو یا چند اتم کوچکتر است. وقتی یک اتم تقسیم می شود ، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. وقتی انرژی به روشی کنترل شده و آهسته آزاد می شود ، می توان از آن برای تولید برق برای تأمین انرژی خانه های ما استفاده کرد. وقتی انرژی به یک باره آزاد می شود ، یک واکنش زنجیره ای ایجاد می شود و باعث انفجار هسته ای می شود.

نیروگاه های هسته ای



یکی از عمده ترین کاربردهای شکافت هسته ای ، انرژی هسته ای است. نیروگاه های هسته ای از شکافت هسته ای برای تولید گرما استفاده می کنند. آنها از این گرما برای ایجاد بخار از آب استفاده می کنند که به نوبه خود باعث تولید ژنراتورهای الکتریکی می شود.



حدود بیست درصد برق در ایالات متحده توسط نیروگاه های هسته ای تولید می شود. 104 واحد تولید کننده هسته ای تجاری در ایالات متحده وجود دارد

نیروگاه های هسته ای از این عنصر استفاده می کنند اورانیوم به عنوان سوخت از میله های کنترل اورانیوم برای اطمینان از اینکه واکنش زنجیره ای تقسیم اتم ها با سرعت کنترل شده پیش می رود ، استفاده می شود.

زباله رادیواکتیو

یکی از محصولات جانبی انرژی هسته ای ، زباله های رادیواکتیو است. این مواد باقی مانده از واکنش هسته ای است. مواد رادیواکتیو می توانند برای انسان و حیوانات خطرناک باشند.

سایر موارد استفاده از انرژی هسته ای

انرژی هسته ای علاوه بر نیروگاه ها کاربردهای دیگری نیز دارد. یک کاربرد پیشرانه هسته ای در کشتی ها و زیردریایی ها است. زیردریایی های هسته ای می توانند برای مدت طولانی زیر آب بمانند و با سرعت زیاد حرکت کنند. همچنین از انرژی هسته ای در کشتی های نیروی دریایی ، کشتی هایی که برای شکستن یخ در دریاهای قطبی و کشتی های فضایی استفاده می شود ، استفاده شده است.


این ناوهای نیروی دریایی ایالات متحده انرژی هسته ای دارند
سوخت هسته ای

شکل دیگر انرژی هسته ای همجوشی هسته ای است. همجوشی هنگامی اتفاق می افتد که دو یا چند اتم به هم متصل شده و یک اتم بزرگتر ایجاد کنند. ستاره ها قدرت خود را از همجوشی هسته ای می گیرند. در اعماق یک ستاره ، اتم های هیدروژن دائماً در اثر همجوشی به اتم های هلیوم تبدیل می شوند. این فرآیند است که انرژی و گرمای حاصل از ستاره ها از جمله خورشید را تولید می کند.

دانشمندان چگونگی کنترل همجوشی برای ایجاد انرژی قابل استفاده را درک نکرده اند. اگر آنها بتوانند خبر خوبی خواهد بود زیرا همجوشی مواد رادیواکتیو کمتری تولید می کند و تقریباً انرژی نامحدودی را به ما می دهد.

حقایق جالب در مورد انرژی هسته ای و شکافت
  • سه ایالت برتر برای تولید انرژی هسته ای ایلینوی ، پنسیلوانیا و کارولینای جنوبی هستند.
  • ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری انرژی هسته ای تولید می کند.
  • در تاریخ انرژی هسته ای سه فاجعه بزرگ نیروگاه هسته ای از جمله چرنوبیل (روسیه) رخ داده است جزیره سه مایلی (ایالات متحده) ، و فوکوشیما دایچی (ژاپن).
  • اولین زیردریایی مجهز به هسته ای U.S.S. ناتیلوس که در سال 1954 دریا را به دریا زد.
  • یک گلوله اورانیوم می تواند همان مقدار انرژی را که حدود 1000 کیلوگرم زغال سنگ دارد تولید کند.
  • دودی که می بینید از یک نیروگاه هسته ای می آید نیست آلودگی ، اما بخار