Nuklearna energija

Nuklearna ili atomska energija je naziv za energiju koja se oslobađa pri procesima transmutacije atomskih jezgara.

Nuklearna energije se dobija nuklearnom reakcijom kada se atomska jezgra cijepa (fisija) ili spaja (fuzija), a sile između čestica se preraspoređuju i oslobađaju golemu količinu energije. Nuklearna energija koristi energiju kontroliranih nuklearnih reakcija u reaktoru i stvara električnu energiju.

 Fuzija 
200px|desno|mini|Fuzijska reakcija deuterij-tricij (D-T)

Spajanje dviju atomskih jezgri naziva se nuklearna fuzija. U nuklearnim fuzijama mogu učestvovati samo laki elementi - oni sa samo nekoliko protona i neutrona u jezgri. Pri vrlo visokim temperaturama dvije jezgre vodika međusobno se sudaraju i nastaje teža jezgra helijuma koja pritom oslobađa energiju i odbacuje neutron. Fuzije se odvijaju na Suncu i drugim zvijezdama.

 Fuzijski reaktor

Naučnici još nisu izradili praktičan fuzijski reaktor. Prstenasti eksperimentalni reaktor naziva se torus. On zagrijava plinoviti vodik na više miliona stepeni tako da se atomske jezgre mogu spajati.

 Fisija 
mini|lijevo|200px|Fisija

Cijepanje jezgre atoma naziva se nuklearna fisija. Neki teški elementi imaju nestabilnu jezgru koja se može navesti na cijepanje bombardiranjem neutronima. Kad se jezgre rascijepe, oslobađaju energiju i još neutrona koji mogu pogoditi druge jezgre i tako započinje lančana reakcija.

 Fisijski reaktor

Srce fisijskog reaktora ja čvrst čelični spremnik, odnosno jezgra. U jezgri reaktora odvija se niz fisijskih reakcija, takozvana lančana reakcija te stvara veliku toplinu. Rashladna tekućina koja kola preuzima tu toplinu i pokreće generatore. Generatori pomoću te topline pretvaraju vodu u mlazove vodene pare pod visokim tlakom. Mlazovi vode pokreću turbinske motore povezane s električnim generatorima.

 Rasplodni reaktor

Reaktor koji sam stvara gorivo naziva se rasplodni reaktor. Tokom lančane reakcije jedan dio uranija prelazi u plutonij koji se također može koristiti kao nuklearno gorivo.

 Štapići s nuklearnim gorivom

Većina štapića s gorivom sastoji se od peleta ili šipki izotopa uranija - 235 koji se drži u kućištu od legure. Uran - 235 ima 235 protona i neutrona u jezgri svojih atoma.

 Nuklearna opasnost 
mini|desno|200px|Enrico Fermi

Otpad od nuklearnog goriva je opasno radioaktivan pa se mora potopiti na morsko dno ili zakopati duboko u zemlju. Ispitivanje nuklearnog oružja i oštećenje reaktora mogu uzrokovati dugotrajne zdravstvene opasnosti zbog oslobađanja radioaktivmog materijala u zrak.

 Enrico Fermi 

Nuklearni fizičar talijanskog porijekla Enrico Fermi (1901 - 1945) napustio je Italiju 1938. te nastavio živjeti i raditi u SAD-u. Godine 1942. sagradio je prvi nuklearni reaktor na napuštenom igralištu za skvoš Univerziteta u Chicagu. Na tom reaktoru Fermi je uspio izvesti prvu nuklearnu fisijsku lančanu reakciju.

 Vremenska tabela 
mini|desno|Otto Hahn i Lise Meitner u laboratoriji

Historijske značajke1911. Fizičar Ernest Rutherford, rođen u Novom Zelandu, obznanjuje da svaki atom sadržava malenu, čvrstu sredinu, takozvanu jezgru.1938. Njemački hemičar Otto Hahn i austrijska fizičarka Lise Meitner otkrivaju nuklearnu fisiju.1939. Fizičar Hans Bethe, porijeklom iz Njemačke, otkriva da sunčeva energija potječe od nuklearne fuzije.1942. Enrico Fermi u SAD-u izvodi prvu lančanu reakciju.1945. Nuklearne bombe uništavaju japanske gradove Hirošimu i Nagasaki.1954. Ruski reaktor Obninsk prvi stvara električnu energiju.1986. Eksplozija reaktora u Černobilu, Ukrajina, oslobađa oblake radioaktivnog materijala.1991. U Engleskoj projekt JET (Joint European Torus) postižu prvu kontroliranu fuziju.

 Također pogledajte 

 Nuklearna fisija
 Nuklearna fuzija
 Enrico Fermi 
 Ernest Rutherford
 Otto Hahn
 Lise Meitner
 Nuklearni reaktor
 Nuklearna centrala
 Grupa nuklearnih dobavljača

Vanjski linkovi
 Nauka 50: Nuklearka (RTS Obrazovno-naučni program - Zvanični kanal)

Kategorija:Nuklearna fizika
Kategorija:Energetika