Atomer är de små enheterna som utgör all materia i universum. En atoms energi är koncentrerad i dess kärna. Det är kraften som håller samman kärnans komponenter. En stor mängd energi lagras i atomkärnan. För att till exempel kunna omvandlas till el måste den frigöras från den. Detta händer i processen för att kliva av atomkärnor.
Från kärnkraft till el
En kärnreaktor, eller ett kärnkraftverk, är där kärnenergi produceras. I enskilda delar av detta system utförda processerna för fission av atomkärnor. Bränslet som används för detta ändamål är allmänt en isotop av radioaktivt uran, 235 U. I en kärnreaktor tvingas urankärnor att sönderfalla och frigör små partiklar som kallas fissionsprodukter. I en kärnreaktor kolliderar de med andra uranisotoper och startar därmed en kedjereaktion. Under processen genereras mycket värme i en kärnreaktor. Det överförs till en kylvätska. Detta är allmänt vatten, som värmer upp av den mottagna värmen. Resultatet är ånga som driver turbiner i en turbogenerator. På så sätt omvandlas kärnenergi till elektricitet, vilket är den viktigaste tillämpningen av kärnenergi idag.
Använda kärnenergi för att producera väte
Vätgas anses vara framtidens bränsle. Det sig att energin som frigörs under klyvningen av kärnorna radioaktiva grundämnen kan användas för att erhålla denna värdefulla molekyl. Den stora majoriteten av den producerade naturgas i långreformeringsprocessen . Konceptet att använda kärnenergi för att producera väte förutsätter att värmen som genereras i reaktorerna kommer att överföras till bearbetning av naturgas genom ångreformering. Detta tillvägagångssätt kan dock generera stora mängder koldioxid, som släpps ut i atmosfären. Därför förbättras andra metoder, såsom elektrolys . Väte erhålls i processen för elektrolys av vatten. Endast små mängder H2 produceras med denna metod. Det är möjligt att koppla elektrolytiska celler till kärnkraftverk för att få vätgas med en lågemissionsmetod. Sådana lösningar är fortfarande i testfasen. Den värme och elektricitet som behövs kunde fås från kärnenergi. Viss forskning fokuserar på produktion av väte från vatten, med hjälp av termokemiska metoder.
Kärnenergi som framdrivningskälla
Användningen av kärnbränsle gör det möjligt att få ut mycket mer energi jämfört med konventionella källor. Kärnenergi har använts som framdrivningskälla för fartyg och rymdfarkoster i flera decennier. I flygplan har idén om kärnkraft inte implementerats fullt ut. Hög risk förknippad med användning av kärnenergi i flygplansförebyggande genomförandet av kärnkraftframdrivning. Situationen är liknande när det gäller bilar. Tanken med kärnkraftsframdrivning i personbilar har övervägts länge. Att placera en kärnreaktor, , som kommer att vara framdrivningskällan, i ett fordon är dock förenat med en enorm risk. En sådan reaktor skulle vara en neutrongenerator. De är mycket penetrerande partiklar av joniserande strålning. Neutroner skulle inte bara vara ett hot mot personerna i fordonet, utan även de i dess närhet. Säkerhets- och andra konstruktionsvårigheter gör att kärnkraftsframdrivning för närvarande är extremt svår att implementera i personbilar. 1946 började byggas av den första amerikanska kärnkraftsdrivna ubåten. Denna idé visade sig vara en stor framgång. Liknande lösningar användes sedan i den sovjetiska isbrytaren "Arktika". För närvarande används en del av civila och militära fartyg kärnenergi som en framdrivningskälla.
Kärnenergi i medicin
Den för närvarande genomförda diagnostiken och terapierna av olika sjukdomar med användning av kärnenergi ger hopp om dess mer effektiva användning i framtiden. Forskning bedrivs om dess användning för att även eliminera effekterna av olika sjukdomar. Ett exempel på användningen av kärnenergi inom medicinen kan vara röntgendiagnostik, som ingår i att registrera den strålning som produceras av röntgenröret, försvagad på grund av en partiell absorption av patientens kropp. Röntgenapparaterna som används gör det möjligt att ta bilder av till exempel en bröstkorg eller en skalle. Kärnenergi används också vid tillverkning av många läkemedel, inom balneologi (t.ex. terapeutiska bad), samt vid sterilisering av medicinsk utrustning och laboratorieutrustning.
Annan användning av kärnenergi
- Fenomenet med radioaktivt sönderfall har fått en bred tillämpning i produktionen av effektiva kraftbatterier.
- Inom rymdvetenskapen används kärnenergi för att driva fram rymdsonder som är designad för att utforska solsystemet.
- Jag vetenskaplig forskning forskning den datering av arkeologiska och paleontologiska utgrävningar.
- Kärnenergi används i vattenavsaltningsprocesser. Denna metod är särskilt viktig i länder som har knappa dricksvattenresurser.
- Det används också för att upptäcka föroreningar i floder eller sjöar.
