Obsah
Fyzika pro děti
Jaderná energie a štěpení
Jaderná energie je energie uložená v atomu díky silám, které drží jádro atomu pohromadě. Vědci se naučili, jak z těchto sil zachytit velké množství energie, kterou lze následně využít k výrobě elektřiny.E = mc2
Albert Einstein při práci na své teorii relativity objevil matematický vzorec E = mc2. Tento vzorec ukázal, že hmotu lze přeměnit na energii. Ačkoli to zní jako jednoduchý koncept, ukázal, že z velmi malého množství hmoty lze získat velké množství energie. Toho lze dosáhnout rozštěpením atomu v procesu zvaném jaderné štěpení.
Jaderné štěpení
Jaderné štěpení je proces štěpení velkého atomu na dva nebo více menších atomů. Při štěpení atomu se uvolňuje obrovské množství energie. Když se energie uvolňuje pomalu a kontrolovaně, lze ji využít k výrobě elektřiny pro napájení našich domácností. Když se energie uvolní najednou, dojde k řetězové reakci, která způsobí jaderný výbuch.
Štěpná jaderná reakce
Zdroj: US NRC
Viz_také: Dětská historie: Geografie starověké ČínyJaderné elektrárny
Jedním z hlavních způsobů využití jaderného štěpení je jaderná energetika. Jaderné elektrárny využívají jaderné štěpení k výrobě tepla. Toto teplo využívají k výrobě páry z vody, která následně pohání elektrické generátory.
Přibližně dvacet procent elektřiny ve Spojených státech se vyrábí v jaderných elektrárnách. V USA je 104 komerčních jaderných výrobních bloků.
Jaderné elektrárny používají jako palivo prvek uran. Řídicí tyče z uranu slouží k tomu, aby řetězová reakce štěpení atomů probíhala řízeným tempem.
Jaderná elektrárna TVA Watts Bar
Zdroj: US DOE
Radioaktivní odpad
Jedním z vedlejších produktů jaderné energie je radioaktivní odpad. Jedná se o zbytky materiálu z jaderné reakce. Radioaktivní materiál může být nebezpečný pro lidi i zvířata.
Další využití jaderné energie
Jaderná energie má kromě elektráren i další využití. Jednou z aplikací je jaderný pohon lodí a ponorek. Ponorky s jaderným pohonem mohou zůstat pod vodou a pohybovat se vysokou rychlostí po dlouhou dobu. Jaderná energie se používá také u námořních lodí, lodí používaných k prolamování ledu v polárních mořích a vesmírných lodí.
Tyto lodě amerického námořnictva mají jaderný pohon.
Zdroj: americké námořnictvo
Viz_také: Biologie pro děti: Lidské těloJaderná fúze
Další formou jaderné energie je jaderná fúze. K fúzi dochází, když se dva nebo více atomů spojí a vytvoří větší atom. Hvězdy získávají energii z jaderné fúze. Hluboko uvnitř hvězdy se atomy vodíku neustále přeměňují fúzí na atomy helia. Právě tento proces vytváří světelnou a tepelnou energii, kterou vydávají hvězdy včetně Slunce.
Vědci zatím nepřišli na to, jak fúzi řídit, aby vytvářela použitelnou energii. Pokud by se jim to podařilo, byla by to skvělá zpráva, protože fúze produkuje méně radioaktivního materiálu a poskytla by nám prakticky neomezené zásoby energie.
Zajímavá fakta o jaderné energii a štěpení jádra
- Tři státy s nejvyšší výrobou jaderné energie jsou Illinois, Pensylvánie a Jižní Karolína.
- Spojené státy vyrábějí více jaderné energie než kterýkoli jiný stát.
- V historii jaderné energetiky došlo ke třem velkým haváriím jaderných elektráren: Černobyl (Ukrajina), Three Mile Island (Spojené státy) a Fukušima Daiiči (Japonsko).
- První ponorkou s jaderným pohonem byla U.S.S. Nautilus, která vyplula na moře v roce 1954.
- Jedna uranová peleta dokáže vyrobit stejné množství energie jako přibližně 1 000 kilogramů uhlí.
- "Kouř", který vidíte vycházet z jaderné elektrárny, není znečištění, ale pára.
Vyplňte kvíz s deseti otázkami o této stránce.
Jaderná fyzika a relativita
Atom
Prvky
Periodická tabulka
Radioaktivita
Teorie relativity
Relativita - světlo a čas
Elementární částice - kvarky
Jaderná energie a štěpení
Věda>> Fyzika pro děti
