Sisällysluettelo
Fysiikkaa lapsille
Ydinenergia ja fissio
Ydinenergia on atomiin varastoitunutta energiaa, joka on peräisin atomin ydintä koossa pitävistä voimista. Tutkijat ovat oppineet, miten näistä voimista voidaan ottaa talteen suuria määriä energiaa, jota voidaan sitten käyttää sähkön tuottamiseen.E = mc2
Albert Einstein löysi suhteellisuusteoriaa laatiessaan matemaattisen kaavan E = mc2. Tämä kaava osoitti, että aine voidaan muuttaa energiaksi. Vaikka tämä kuulostaa yksinkertaiselta käsitteeltä, se osoitti, että hyvin pienestä määrästä ainetta voidaan tuottaa suuri määrä energiaa. Tämä voidaan tehdä jakamalla atomi prosessissa, jota kutsutaan ydinfissioksi.
Ydinfissio
Ydinfissio on prosessi, jossa suuri atomi halkeaa kahdeksi tai useammaksi pienemmäksi atomiksi. Kun atomi halkeaa, vapautuu valtava määrä energiaa. Kun energia vapautuu hitaasti ja hallitusti, sitä voidaan käyttää sähkön tuottamiseen kodeissamme. Kun energia vapautuu kerralla, syntyy ketjureaktio, joka aiheuttaa ydinräjähdyksen.
Ydinfissioreaktio
Katso myös: Keskiaika lapsille: Taide ja kirjallisuusLähde: US NRC
Ydinvoimalat
Yksi tärkeimmistä ydinfission sovelluksista on ydinvoima. Ydinvoimalat tuottavat ydinfissiolla lämpöä, jonka avulla ne tuottavat vedestä höyryä, joka puolestaan antaa virtaa sähkögeneraattoreille.
Noin 20 prosenttia Yhdysvaltojen sähköstä tuotetaan ydinvoimaloissa. Yhdysvalloissa on 104 kaupallista ydinvoimalaitosta.
Ydinvoimaloissa käytetään polttoaineena uraania. Uraanista valmistettuja säätösauvoja käytetään varmistamaan, että atomien jakautumisen ketjureaktio etenee hallitusti.
TVA:n Watts Barin ydinvoimalaitos
Lähde: US DOE
Radioaktiivinen jäte
Yksi ydinenergian sivutuotteista on radioaktiivinen jäte. Se on ydinreaktiosta jäljelle jäävää materiaalia. Radioaktiivinen materiaali voi olla vaarallista ihmisille ja eläimille.
Ydinvoiman muut käyttömuodot
Ydinvoimalla on voimalaitosten lisäksi muitakin käyttökohteita. Yksi niistä on laivojen ja sukellusveneiden ydinkäyttöinen käyttövoima. Ydinkäyttöiset sukellusveneet pystyvät pysymään veden alla ja kulkemaan suurella nopeudella pitkään. Ydinvoimaa on käytetty myös merivoimien laivoissa, jäämeren jäänmurtoon käytettävissä laivoissa ja avaruusaluksissa.
Nämä Yhdysvaltain laivaston alukset ovat ydinkäyttöisiä.
Lähde: Yhdysvaltain laivasto
Ydinfuusio
Katso myös: Maantiedettä lapsille: Maailman aavikotToinen ydinenergian muoto on ydinfuusio. Fuusio tapahtuu, kun kaksi tai useampi atomi yhdistyy suuremmaksi atomiksi. Tähdet saavat energiansa ydinfuusiosta. Syvällä tähden sisällä vetyatomit muuttuvat jatkuvasti fuusion avulla heliumatomeiksi. Tämä prosessi tuottaa valon ja lämpöenergian, jota tähdet, kuten Aurinko, tuottavat.
Tutkijat eivät ole vielä keksineet, miten hallita fuusiota käyttökelpoisen energian tuottamiseksi. Jos he pystyisivät siihen, se olisi loistava uutinen, sillä fuusio tuottaa vähemmän radioaktiivista ainetta ja antaisi meille käytännössä rajattoman energiavaraston.
Mielenkiintoisia faktoja ydinenergiasta ja fissiosta
- Kolme tärkeintä ydinenergian tuottajavaltiota ovat Illinois, Pennsylvania ja Etelä-Carolina.
- Yhdysvallat tuottaa enemmän ydinenergiaa kuin mikään muu maa.
- Ydinenergian historiassa on tapahtunut kolme suurta ydinvoimalaitoskatastrofia: Tšernobyl (Ukraina), Three Mile Island (Yhdysvallat) ja Fukushima Daiichi (Japani).
- Ensimmäinen ydinkäyttöinen sukellusvene oli U.S.S. Nautilus, joka lähti merelle vuonna 1954.
- Yksi uraanipelletti voi tuottaa saman energiamäärän kuin noin 1 000 kiloa hiiltä.
- Ydinvoimalasta tuleva "savu" ei ole saastetta, vaan höyryä.
Tee kymmenen kysymyksen tietokilpailu tästä sivusta.
Ydinfysiikka ja suhteellisuusteoria Aiheet
Atom
Elementit
Jaksollinen järjestelmä
Radioaktiivisuus
Suhteellisuusteoria
Suhteellisuusteoria - Valo ja aika
Alkeishiukkaset - kvarkit
Ydinenergia ja fissio
Tiede>> Fysiikka lapsille
