Năng lượng hạt nhân và sự phân hạch

Năng lượng hạt nhân và sự phân hạch

Năng lượng hạt nhân là năng lượng được lưu trữ bên trong nguyên tử bởi các lực giữ hạt nhân nguyên tử lại với nhau. Các nhà khoa học đã học được cách thu nhận một lượng lớn năng lượng từ những lực này sau đó có thể được sử dụng để tạo ra điện lực .

E = mchai

Khi nghiên cứu lý thuyết tương đối của mình, Albert Einstein khám phá ra công thức toán học E = mchai. Công thức này đã chứng minh rằng vật chất có thể được chuyển đổi thành năng lượng. Mặc dù điều này nghe có vẻ là một khái niệm đơn giản, nhưng nó đã chứng minh rằng một lượng lớn năng lượng có thể được tạo ra từ một lượng rất nhỏ vật chất. Điều này có thể được thực hiện bằng cách tách một nguyên tử trong một quá trình gọi là phân hạch hạt nhân.

Sự phân hạch hạt nhân

Phân hạch hạt nhân là quá trình tách một nguyên tử lớn thành hai hoặc nhiều nguyên tử nhỏ hơn. Khi một nguyên tử bị tách ra, một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng. Khi năng lượng được giải phóng một cách chậm rãi có kiểm soát, nó có thể được sử dụng để tạo ra điện năng cung cấp năng lượng cho ngôi nhà của chúng ta. Khi năng lượng được giải phóng đồng thời, một phản ứng dây chuyền xảy ra gây ra một vụ nổ hạt nhân.

Nhà máy điện hạt nhân



Một trong những ứng dụng chính cho quá trình phân hạch hạt nhân là năng lượng hạt nhân. Các nhà máy điện hạt nhân sử dụng quá trình phân hạch hạt nhân để tạo ra nhiệt. Họ sử dụng nhiệt này để tạo ra hơi nước từ nước, từ đó cung cấp năng lượng cho các máy phát điện.



Khoảng 20% ​​lượng điện ở Hoa Kỳ được tạo ra bởi các nhà máy điện hạt nhân. Có 104 tổ máy phát điện hạt nhân thương mại ở Hoa Kỳ.

Các nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên tố uranium như nhiên liệu. Các thanh điều khiển của uranium được sử dụng để đảm bảo rằng phản ứng dây chuyền của các nguyên tử phân tách diễn ra với tốc độ được kiểm soát.

Chất thải phóng xạ

Một trong những sản phẩm phụ của năng lượng hạt nhân là chất thải phóng xạ. Đây là vật liệu còn sót lại từ phản ứng hạt nhân. Chất phóng xạ có thể gây nguy hiểm cho con người và đời sống động vật.

Các ứng dụng khác của năng lượng hạt nhân

Điện hạt nhân có các ứng dụng khác ngoài các nhà máy điện. Một ứng dụng là động cơ hạt nhân trong tàu thủy và tàu ngầm. Tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân có thể ở dưới nước và di chuyển với tốc độ cao trong thời gian dài. Năng lượng hạt nhân cũng đã được sử dụng trong các tàu hải quân, tàu dùng để phá băng ở vùng biển cực và tàu vũ trụ.


Những con tàu này của Hải quân Hoa Kỳ chạy bằng năng lượng hạt nhân
Nhiệt hạch hạt nhân

Một dạng khác của năng lượng hạt nhân là phản ứng tổng hợp hạt nhân. Nhiệt hạch xảy ra khi hai hoặc nhiều nguyên tử liên kết với nhau để tạo thành một nguyên tử lớn hơn. Các ngôi sao nhận được sức mạnh của chúng từ phản ứng tổng hợp hạt nhân. Sâu bên trong một ngôi sao, các nguyên tử hydro liên tục được chuyển đổi bằng cách nhiệt hạch thành các nguyên tử heli. Quá trình này tạo ra ánh sáng và năng lượng nhiệt do các ngôi sao bao gồm cả Mặt trời phát ra.

Các nhà khoa học chưa tìm ra cách điều khiển phản ứng tổng hợp để tạo ra năng lượng có thể sử dụng được. Nếu họ có thể thì đó sẽ là một tin tuyệt vời vì nhiệt hạch tạo ra ít chất phóng xạ hơn và sẽ cung cấp cho chúng ta nguồn cung cấp năng lượng hầu như không giới hạn.

Sự thật thú vị về năng lượng hạt nhân và sự phân hạch
  • Ba tiểu bang hàng đầu về sản xuất năng lượng hạt nhân là Illinois, Pennsylvania và Nam Carolina.
  • Hoa Kỳ tạo ra nhiều năng lượng hạt nhân hơn bất kỳ quốc gia nào khác.
  • Trong lịch sử năng lượng hạt nhân, đã có ba thảm họa lớn về nhà máy điện hạt nhân bao gồm Chernobyl (Nga), Đảo Ba Dặm (Hoa Kỳ), và Fukushima Daiichi (Nhật Bản).
  • Chiếc tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên là U.S.S. Nautilus ra khơi năm 1954.
  • Một viên uranium có thể tạo ra năng lượng tương đương với khoảng 1.000 kg than đá.
  • 'Khói' mà bạn thấy bốc ra từ một nhà máy điện hạt nhân không phải là sự ô nhiễm , nhưng hơi nước.