Fisika vir Kinders

Kernenergie en Fissie

E = mc2

Wanneer hy aan sy relatiwiteitsteorie, Albert Einstein, werk het die wiskundige formule E = mc2 ontdek. Hierdie formule het getoon dat materie in energie omgeskakel kan word. Alhoewel dit na 'n eenvoudige konsep klink, het dit getoon dat 'n groot hoeveelheid energie uit 'n baie klein hoeveelheid materie opgewek kan word. Dit kan gedoen word deur 'n atoom te splits in 'n proses genaamd kernsplyting.

Kernsplyting

Kernsplyting is die proses van splitsing van 'n groot atoom in twee of meer kleiner atome. Wanneer 'n atoom verdeel word, word 'n groot hoeveelheid energie vrygestel. Wanneer die energie op 'n stadige beheerde wyse vrygestel word, kan dit gebruik word om elektrisiteit op te wek om ons huise van krag te voorsien. Wanneer die energie op een slag vrygestel word, vind 'n kettingreaksie plaas wat 'n kernontploffing veroorsaak.

A Nuclear Fission Reaction

Bron: US NRC

Kernkragsentrales

Een van die belangrikste toepassings vir kernsplyting is kernkrag. Kernkragsentrales gebruik kernsplyting om hitte op te wek. Hulle gebruik hierdie hitte om stoom uit water te skep wat op sy beurt krag geeelektriese kragopwekkers.

Ongeveer twintig persent van die elektrisiteit in die Verenigde State word deur kernkragsentrales opgewek. Daar is 104 kommersiële kernopwekkingseenhede in die VSA

Kernkragsentrales gebruik die element uraan as brandstof. Beheerstawe van uraan word gebruik om seker te maak dat die kettingreaksie van atome wat splits teen 'n beheerde tempo verloop.

Die TVA Watts Bar Kernkragsentrale

Bron: US DOE

Radioaktiewe afval

Een van die neweprodukte van kernenergie is radioaktiewe afval. Dit is oorskietmateriaal van die kernreaksie. Radioaktiewe materiaal kan gevaarlik wees vir mense en dierelewe.

Ander gebruike van kernkrag

Kernkrag het ander toepassings benewens kragsentrales. Een toepassing is kernaandrywing in skepe en duikbote. Kernaangedrewe duikbote kan lank onder water bly en teen hoë spoed beweeg. Kernkrag is ook gebruik in vlootskepe, skepe wat gebruik word om ys in die poolsee te breek, en ruimteskepe.

Hierdie skepe van die Amerikaanse vloot word deur kernkrag aangedrewe

Bron: US Navy

Kernfusie

Nog 'n vorm van kernenergie is kernfusie. Fusie vind plaas wanneer twee of meer atome saamgevoeg word om 'n groter atoom te maak. Sterre kry hul krag uit kernfusie. Diep binne 'n ster word waterstofatome voortdurend deur samesmelting omgeskakelin heliumatome. Dit is hierdie proses wat die lig- en hitte-energie genereer wat deur die sterre, insluitend die Son, afgee.

Wetenskaplikes het nie uitgepluis hoe om samesmelting te beheer om bruikbare energie te skep nie. As hulle kon sou dit goeie nuus wees aangesien samesmelting minder radioaktiewe materiaal produseer en ons 'n feitlik onbeperkte voorraad energie sou gee.

Interessante feite oor kernenergie en splitsing

• Die top drie state vir die opwekking van kernenergie is Illinois, Pennsylvania en Suid-Carolina.
• Die Verenigde State genereer meer kernenergie as enige ander nasie.
• In die geskiedenis van kernenergie was daar drie groot kernkragsentrale rampe insluitend Tsjernobil (Oekraïne), Three Mile Island (Verenigde State) en Fukushima Daiichi (Japan).
• Die eerste kernaangedrewe duikboot was die U.S.S. Nautilus wat in 1954 in die see uitgegaan het.
• Een uraankorrel kan dieselfde hoeveelheid energie opwek as ongeveer 1 000 kilogram steenkool.
• Die "rook" wat jy sien kom van 'n kernkragsentrale is nie besoedeling nie, maar stoom.

Neem 'n vasvra met tien vrae oor hierdie bladsy.

Kernfisika en Relatiwiteitvakke

Atoom

Elemente

Periodiese tabel

Radioaktiwiteit

Relatiwiteitsteorie

Relatiwiteit - Lig en Tyd

Elementêre deeltjies - Quarks

Kernenergie en splitsing

Wetenskap>> Fisika vir kinders