Fizică pentru copii

Energia nucleară și fisiunea

E = mc2

În timpul elaborării teoriei relativității, Albert Einstein a descoperit formula matematică E = mc2. Această formulă a demonstrat că materia poate fi transformată în energie. Deși pare un concept simplu, a demonstrat că o cantitate mare de energie poate fi generată dintr-o cantitate foarte mică de materie. Acest lucru se poate realiza prin divizarea unui atom într-un proces numit fisiune nucleară.

fisiunea nucleară

Fisiunea nucleară este procesul de scindare a unui atom mare în doi sau mai mulți atomi mai mici. Atunci când un atom este scindat, se eliberează o cantitate uriașă de energie. Atunci când energia este eliberată într-un mod lent și controlat, poate fi folosită pentru a genera electricitate pentru a ne alimenta casele. Atunci când energia este eliberată dintr-o dată, are loc o reacție în lanț care provoacă o explozie nucleară.

O reacție de fisiune nucleară

Sursa: NRC din SUA

Centrale nucleare

Una dintre aplicațiile majore ale fisiunii nucleare este energia nucleară. Centralele nucleare utilizează fisiunea nucleară pentru a genera căldură, pe care o folosesc pentru a crea abur din apă, care, la rândul său, alimentează generatoarele electrice.

Aproximativ 20 % din energia electrică din Statele Unite este generată de centrale nucleare. 104 unități comerciale de generare a energiei nucleare există în SUA.

Centralele nucleare folosesc ca și combustibil elementul uraniu, iar barele de control din uraniu sunt folosite pentru a se asigura că reacția în lanț de divizare a atomilor se desfășoară într-un ritm controlat.

Centrala nucleară TVA Watts Bar

Sursa: US DOE

Deșeuri radioactive

Unul dintre produsele secundare ale energiei nucleare este reprezentat de deșeurile radioactive, adică de resturile de la reacția nucleară. Materialul radioactiv poate fi periculos pentru oameni și animale.

Alte utilizări ale energiei nucleare

În afară de centralele electrice, energia nucleară are și alte aplicații. Una dintre acestea este propulsia nucleară a navelor și submarinelor. Submarinele cu propulsie nucleară pot rămâne sub apă și se pot deplasa la viteze mari pentru o perioadă lungă de timp. Energia nucleară a fost, de asemenea, utilizată la navele militare, la navele folosite pentru spargerea gheții în mările polare și la navele spațiale.

Aceste nave ale marinei americane au propulsie nucleară.

Sursa: US Navy

Fuziunea nucleară

O altă formă de energie nucleară este fuziunea nucleară. Fuziunea are loc atunci când doi sau mai mulți atomi se unesc pentru a forma un atom mai mare. Stelele își obțin energia din fuziunea nucleară. În adâncul unei stele, atomii de hidrogen sunt transformați în mod constant prin fuziune în atomi de heliu. Acest proces generează energia luminoasă și termică emisă de stele, inclusiv de Soare.

Oamenii de știință nu au descoperit cum să controleze fuziunea pentru a crea energie utilizabilă. Dacă ar reuși, ar fi o veste grozavă, deoarece fuziunea produce mai puțin material radioactiv și ne-ar oferi o sursă de energie practic nelimitată.

Fapte interesante despre energia nucleară și fisiune

• Primele trei state producătoare de energie nucleară sunt Illinois, Pennsylvania și Carolina de Sud.
• Statele Unite produc mai multă energie nucleară decât orice altă națiune.
• În istoria energiei nucleare au avut loc trei dezastre majore la centralele nucleare: Cernobîl (Ucraina), Three Mile Island (Statele Unite) și Fukushima Daiichi (Japonia).
• Primul submarin cu propulsie nucleară a fost U.S.S. Nautilus, care a ieșit pe mare în 1954.
• O pastilă de uraniu poate genera aceeași cantitate de energie ca aproximativ 1.000 de kilograme de cărbune.
• "Fumul" pe care îl vedeți ieșind dintr-o centrală nucleară nu este poluare, ci abur.

Faceți un test cu zece întrebări despre această pagină.

Fizică nucleară și relativitate Subiecte

Atom

Elemente

Tabelul periodic

Radioactivitate

Teoria relativității

Relativitate - Lumina și timpul

Particule elementare - quarci

Energia nucleară și fisiunea

Știință>> Fizică pentru copii