Atómy sú malé jednotky, ktoré tvoria všetku hmotu vo vesmíre. Energia atómu je sústredená v jeho jadre. Je to sila, ktorá drží zložky jadra pohromade. V atómovom jadre je uložené veľké množstvo energie. Aby sa mohol premeniť napríklad na elektrinu, musí sa z toho uvoľniť. To sa deje v procese štiepenia atómových jadier.
Od jadrovej energie po elektrinu
Jadrový reaktor alebo jadrová elektráreň je miestom, kde sa vyrába jadrová energia. V jednotlivých prvkoch tohto systému sa uskutočňujú procesy štiepenia atómových jadier. Palivom používaným na tento účel je zvyčajne izotop rádioaktívneho uránu 235 U. V jadrovom reaktore sú jadrové reaktory nútené sa rozkladať, pričom sa uvoľňujú drobné častice nazývané štiepne produkty. V jadrovom reaktore sa odráža s inými izotopmi uránu, čím sa spúšťa reťazová reakcia. Počas procesu vzniká v jadrovom reaktore veľké množstvo tepla. Prenesie sa do chladiacej kvapaliny. ide o vodu, ktorá je prijatá teplom. teda je para, ktorá poháňa turbíny turbogenerátora. Takto sa jadrová energia premieňa na elektrickú energiu, čo je dnes najdôležitejšia aplikácia jadrovej energie.
Využívanie jadrovej energie na výrobu vodíka
Vodík sa považuje za palivo. Ukazuje sa, že uvoľnenie pri štiepení jadier rádioaktívnych prvkov možno úspešne využiť na získanie tejto cennej molekuly. Prevažná väčšina sa vyrába zo zemného plynu v procese parného reformovania . Koncepcia využitia jadrovej energie na výrobu vodíka predpokladá, že teplo vzniká v reaktoroch sa prostredníctvom parného reformovania prenesie na spracovanie zemného plynu. Tento prístup však môže generovať veľké množstvo oxidu uhličitého, ktorý uvoľňuje do atmosféry. Preto sa zdokonaľujú iné metódy, ako je elektrolýza . Vodík sa získava v procese elektrolýzy vody. Týmto spôsobom sa vyrába len malé množstvo H2 . K jadrovej elektrárni je možné pripojiť elektrolytické články na získanie zabezpečenia pomocou nízkoemisných metód. riešenia sú zatiaľ vo fáze testovania. Potrebné teplo a elektrinu by bolo možné získať z jadrovej energie. Niektoré výskumy sa zameriavajú na výrobu vodíka z vody pomocou termochemickej metódy.
Jadrová energia ako zdroj pohonu
Použitie jadrového paliva umožňuje získať oveľa viac energie v porovnaní s konvenčnými zdrojmi. Jadrová energia sa ako zdroj pohonu lodí a kozmických lodí využíva už niekoľko desaťročí. V lietadlách sa myšlienka jadrového pohonu úplne neuplatnila. Vysoké riziko so spojeným využívaním jadrovej energie v lietadlách bráni implementácii jadrového pohonu. Podobná situácia je aj v prípade áut. Myšlienkou jadrového pohonu v osobných autách sa uvažovalo už dlhšie. Umiestnenie jadrového reaktora, ktorý bude zdrojom pohonu, do vozidla je však spojené s obrovským rizikom. Takýmto reaktorom bol neutrónový generátor. Sú to vysoko prenikavé častice ionizujúceho žiarenia. Neutróny by boli hrozbou nielen pre ľudí vo vnútri vozidla, ale aj pre ľudí v jeho blízkosti. Bezpečnostné a iné konštrukčné ťažkosti je v súčasnosti mimoriadne náročný na realizáciu v osobných automobiloch. V roku 1946 sa začala výstavba prvej americkej ponorky s jadrovým pohonom. Tento nápad sa ukázal ako veľký úspech. Podobné riešenia boli potom použité v sovietskom ľadoborci „Arktika“. V súčasnosti značná časť civilných a vojenských lodí využíva ako zdroj pohonu jadrovú energiu.
Jadrová energia v medicíne
V realizovaná diagnostika a terapia rôznych chorôb s využitím jadrovej energie dáva nádej na jej efektívnejšie využitie v budúcnosti. Uskutočňuje sa výskum jeho použitia aj na elimináciu účinkov rôznych chorôb. Príkladom jadrovej energie v medicíne môže byť využitie röntgenovej diagnostiky, ktorá spočíva v čiastočnej frekvencii žiarenia produkovaného röntgenovou trubicou, oslabeného v dôsledku absorpcie tela pacienta. Použité röntgenové prístroje umožňujú odfotiť napríklad hrudník alebo lebku. Jadrová energia sa využíva aj pri výrobe mnohých liekov, v balneológii (napr. liečebné kúpele), ako aj pri sterilizácii lekárskych a laboratórnych zariadení.
Iné využitie jadrovej energie
- Fenomény rádioaktívneho rozpadu našli široké uplatnenie pri výrobe účinných energetických batérií.
- Vo vesmírnej vede sa jadrová energia používa na pohon vesmírnych sond, ktoré sú určené na prieskum slnečnej sústavy.
- Vo vedeckom výskume umožňuje datovanie archeologických a paleontologických výskumov.
- Jadrová energia využíva v procesoch odsoľovania vody. Táto metóda je mimoriadne dôležitá v krajinách, ktoré majú obmedzené zdroje pitnej vody.
- Používa sa aj na detekciu znečistenia v riekach alebo jazerách.
