Již na konci 20. století se problém hledání alternativních zdrojů energie stal velmi naléhavým. Navzdory skutečnosti, že naše planeta je skutečně bohatá na přírodní zdroje, jako je ropa, uhlí, dřevo atd., jsou všechny tyto zdroje bohužel omezené. Potřeby lidstva navíc každým dnem rostou a my musíme hledat novější a vyspělejší zdroje energie.
Po dlouhou dobu lidstvo našlo jedno či druhé řešení otázky alternativních zdrojů energie, ale skutečným průlomem v historii energetiky byl vznik jaderné energie. Jaderná teorie ušla dlouhou cestu, než se ji lidé naučili používat pro své vlastní účely. Vše začalo již v roce 1896, kdy A. Becquerel zaregistroval neviditelné paprsky, které vyzařovala uranová ruda a které měly velkou pronikavou sílu. Tento jev byl později nazýván radioaktivitou. Historie rozvoje jaderné energetiky obsahuje několik desítek vynikajících jmen, včetně sovětských fyziků. Konečnou fázi vývoje lze nazvat rokem 1939 - kdy Yu.B. Khariton a Ya.B. Zeldovich teoreticky ukázali možnost provedení řetězové reakce štěpení jader uranu-235. Dále vývoj jaderné energetiky postupoval mílovými kroky. Podle nejhrubších odhadů lze energii, která se uvolní při štěpení 1 kilogramu uranu, porovnat s energií, která se získá spálením 2 500 000 kg uhlí.

Ale kvůli vypuknutí války byl veškerý výzkum přesměrován do vojenské oblasti. Prvním příkladem jaderné energie, který byl člověk schopen demonstrovat celému světu, byla atomová bomba... Pak vodíková bomba... Až po letech se vědecká komunita obrátila svou pozornost na mírumilovnější oblasti, kde se využití jaderné energie se může stát skutečně užitečným.
Tak začal úsvit nejmladšího pole energie. Začaly se objevovat jaderné elektrárny (JE) a ​​ve městě Obninsk v oblasti Kaluga byla postavena první jaderná elektrárna na světě. Dnes je po celém světě několik stovek jaderných elektráren. Rozvoj jaderné energetiky byl neuvěřitelně rychlý. Za méně než 100 let dokázala dosáhnout ultra vysoké úrovně technologického rozvoje. Množství energie uvolněné při štěpení jader uranu nebo plutonia je nesrovnatelně velké – to umožnilo vznik velkých jaderných elektráren průmyslového typu.
Jak tedy tuto energii získat? Všechno je to o řetězové reakci štěpení jader některých radioaktivních prvků. Obvykle se používá uran-235 nebo plutonium. Jaderné štěpení začíná, když na něj narazí neutron – elementární částice, která nemá náboj, ale má relativně velkou hmotnost (o 0,14 % větší než hmotnost protonu). V důsledku toho se tvoří štěpné fragmenty a nové neutrony, které mají vysokou kinetickou energii, která se zase aktivně přeměňuje na teplo.

Tento druh energie se vyrábí nejen v jaderných elektrárnách. Používá se také na jaderných ponorkách a jaderných ledoborcích.
Aby jaderné elektrárny normálně fungovaly, potřebují stále palivo. Zpravidla se jedná o uran. Tento prvek je v přírodě rozšířený, ale je obtížné ho získat. V přírodě nejsou žádná ložiska uranu (jako je například ropa), je jakoby „rozmazaný“ po celé zemské kůře. Nejbohatší uranové rudy, které jsou velmi vzácné, obsahují až 10 % čistého uranu. Uran se obvykle nachází v minerálech obsahujících uran jako izomorfní náhradní prvek. Ale přes to všechno je celkové množství uranu na planetě enormně velké. Snad v blízké budoucnosti nejnovější technologie zvýší procento produkce uranu.
Ale tak silný zdroj energie, a tedy i síly, nemůže jinak než vyvolávat obavy. O jeho spolehlivosti a bezpečnosti se neustále diskutuje. Je obtížné posoudit škody, které jaderná energie způsobuje životnímu prostředí. Je to tak efektivní a ziskové, aby se takové ztráty zanedbávaly? Jak je to bezpečné? Navíc, na rozdíl od jakéhokoli jiného energetického sektoru, nemluvíme pouze o bezpečnosti životního prostředí. Všichni si velmi dobře pamatují hrozné následky událostí v Hirošimě a Nagasaki. Když má lidstvo takovou moc, vyvstává otázka: je hodné takové moci? Budeme schopni adekvátně hospodařit s tím, co máme, a nezničit to?
Pokud by zítra naše planeta vyčerpala všechny zásoby tradičních zdrojů energie, pak by se jaderná energie možná stala jedinou oblastí, která by ji mohla skutečně nahradit. Její výhody nelze upřít, ale neměli bychom zapomínat ani na možné důsledky.

Atom sestává z jádra, kolem kterého obíhají částice zvané elektrony.

Jádra atomů jsou nejmenší částice. Jsou základem pro veškerou hmotu a hmotu.

Obsahují velkou zásobu energie.

Tato energie se uvolňuje jako záření při rozpadu některých radioaktivních prvků. Záření je nebezpečné pro veškerý život na zemi, ale zároveň se využívá k výrobě elektřiny a v lékařství.

Radioaktivita je vlastnost jader nestabilních atomů emitovat energii. Většina těžkých atomů je nestabilních a lehčí atomy mají radioizotopy, tzn. radioaktivní izotopy. Důvodem výskytu radioaktivity je to, že atomy se snaží dosáhnout stability. Dnes jsou známy tři typy radioaktivního záření: alfa, beta a gama. Byly pojmenovány podle prvních písmen řecké abecedy. Jádro vysílá nejprve alfa nebo beta paprsky. Pokud však stále zůstává nestabilní, jsou emitovány gama paprsky. Tři atomová jádra mohou být nestabilní a každé z nich může vyzařovat jakýkoli typ paprsků.

Obrázek ukazuje tři atomová jádra.

Jsou nestabilní a každý z nich vyzařuje jeden ze tří typů paprsků.

Alfa částice obsahují dva protony a dva neutrony. Jádro atomu helia má úplně stejné složení. Alfa částice se pohybují pomalu, a proto je může zadržet jakýkoli materiál silnější než list papíru. Od jader atomů helia se příliš neliší. Většina vědců předložila verzi, že helium na Zemi má přirozený radioaktivní původ.

Beta částice jsou elektrony, které mají obrovskou energii. K jejich vzniku dochází při rozpadu neutronů. Beta částice také nejsou nijak zvlášť rychlé, vzduchem mohou cestovat až jeden metr. Překážkou v cestě se jim proto může stát milimetr silný měděný plech. A pokud umístíte bariéru z 13 mm olova nebo 120metrovou vrstvu vzduchu, můžete snížit gama záření na polovinu.

Gama záření je elektromagnetické záření s obrovskou energií. Jeho rychlost pohybu se rovná rychlosti světla.

Radioaktivní látky se přepravují ve speciálních olověných kontejnerech se silnými stěnami, aby se zabránilo úniku radiace.

Expozice záření je pro člověka extrémně nebezpečná.

Způsobuje popáleniny, šedý zákal a vyvolává rozvoj rakoviny.

S měřením úrovně radiace pomáhá speciální přístroj – Geigerův počítač, který při objevení zdroje záření vydává cvakání.

Když jádro emituje částice, přemění se na jádro jiného prvku, čímž se změní jeho atomové číslo. Toto se nazývá doba rozpadu prvku. Ale pokud je nově vytvořený prvek stále nestabilní, proces rozpadu pokračuje. A tak dále, dokud se prvek nestane stabilním. U mnoha radioaktivních prvků trvá toto období desítky, stovky i tisíce let, proto je zvykem měřit poločas rozpadu. Vezměme si například atom plutonia-2 o hmotnosti 242. Poté, co vypustí částice alfa s relativní atomovou hmotností 4, stane se atomem uranu-238 se stejnou atomovou hmotností.

Jaderné reakce.

Jaderné reakce se dělí na dva typy: jaderná fúze a jaderné štěpení.

Syntéza nebo jinak „sloučenina“ znamená spojení dvou jader do jednoho velkého pod vlivem velmi vysoké teploty. V tuto chvíli se uvolňuje velké množství energie.

Při štěpení a štěpení dochází k procesu jaderného štěpení, při kterém se uvolňuje jaderná energie.

K tomu dochází, když je jádro bombardováno neutrony ve speciálním zařízení zvaném urychlovač částic.

Při štěpení jádra a emitování neutronů se uvolňuje obrovské množství energie.

Je známo, že k získání velkého množství elektřiny je potřeba pouze jednotková hmotnost rádiového paliva.Žádná jiná elektrárna se ničím takovým pochlubit nemůže.

Jaderná energie.

Energie uvolněná při jaderné reakci se tedy využívá k výrobě elektřiny nebo jako zdroj energie v podvodních a povrchových plavidlech. Proces výroby elektřiny v jaderné elektrárně je založen na štěpení jader v jaderných reaktorech. V obrovské nádrži jsou tyče radioaktivní látky (například uranu).

Jsou napadeny neutrony a štěpí se, přičemž se uvolňuje energie. Nové neutrony se štěpí dál a dál. Tomu se říká řetězová reakce. Účinnost tohoto způsobu výroby elektřiny je neuvěřitelně vysoká, ale bezpečnostní opatření a podmínky likvidace jsou příliš drahé.

Lidstvo však využívá jadernou energii nejen k mírovým účelům. V polovině 20. století se testovaly a testovaly jaderné zbraně.

Jeho působením je uvolnění obrovského proudu energie, který vede k explozi. Když druhá světová válka skončila, Spojené státy použily jaderné zbraně proti Japonsku. Svrhli atomové bomby na města Hirošima a Nagasaki.

Následky byly prostě katastrofální.

Jen lidské oběti činily několik set tisíc.

Vědci se tam ale nezastavili a vyvinuli vodíkové zbraně.

Liší se tím, že jaderné bomby jsou založeny na jaderných štěpných reakcích a vodíkové bomby na fúzních reakcích.

Radiokarbonová metoda.

Pro získání informace o době smrti organismu se používá metoda radiokarbonového datování. Je známo, že živá tkáň obsahuje určité množství uhlíku-14, což je radioaktivní izotop uhlíku. Poločas rozpadu je 5700 let. Po smrti organismu se zásoby uhlíku-14 ve tkáních snižují, izotop se rozpadá a doba smrti organismu je dána jeho zbývajícím množstvím. Můžete například zjistit, před jak dlouhou dobou vybuchla sopka. To lze rozpoznat podle hmyzu a pylu zmrzlých v lávě.

Jak jinak se využívá radioaktivita?

Záření se využívá i v průmyslovém sektoru.

Gama paprsky se používají k ozařování potravin, aby byla zachována jejich čerstvost.

V medicíně se záření používá ke studiu vnitřních orgánů.

Existuje také technika zvaná radioterapie. To je, když je pacient ozařován malými dávkami, které ničí rakovinné buňky v jeho těle.

Atomová energie je energie uvolněná při přeměně atomových jader. Zdrojem atomové energie je vnitřní energie atomového jádra.

Přesnější název pro atomovou energii je jaderná energie. Existují dva typy výroby jaderné energie:
- realizace jaderné řetězové reakce štěpení těžkých jader;
- realizace termonukleární reakce fúze lehkých jader.

Mýty o jaderné energii

Světové zásoby uranu docházejí. O vyčerpávání přírodních zdrojů v dnešní době ví i dítě. Zásoby mnoha nerostů se totiž rychle vyčerpávají. Zásoby uranu jsou v současnosti hodnoceny jako „relativně omezené“, ale to není tak malé. Pro srovnání, uranu je tolik jako cínu a 600krát více než zlata. Podle předběžných odhadů vědců by zásoby tohoto radioaktivního kovu měly lidstvu stačit na dalších 500 let. Moderní reaktory navíc mohou využívat thorium jako palivo a jeho světové zásoby zase 3x převyšují zásoby uranu.

Jaderná energie má extrémně negativní dopad na životní prostředí. Zástupci různých protijaderných kampaní často tvrdí, že jaderná energie obsahuje „skryté emise“ plynů, které mají negativní dopad na životní prostředí. Ale podle všech moderních informací a výpočtů obsahuje jaderná energie, dokonce i ve srovnání se solárními nebo vodními elektrárnami, které jsou považovány prakticky za ekologické, poměrně nízkou úroveň uhlíku.

Energie větru a vln jsou z hlediska životního prostředí mnohem méně škodlivé. Ve skutečnosti se větrné elektrárny staví nebo již stavěly na klíčových pobřežních lokalitách a samotná výstavba již definitivně znečišťuje životní prostředí. Ale výstavba vlnových stanic je stále experimentální a její dopad na životní prostředí není přesně znám, takže je těžké je nazvat mnohem ekologičtějšími ve srovnání s jadernou energií.

V oblastech, kde se nacházejí jaderné reaktory, je výskyt leukémie vyšší. Míra leukémie u dětí v okolí jaderných elektráren není vyšší než například v oblastech poblíž takzvaných ekologických farem. Oblast rozšíření této choroby může pokrýt jak oblast kolem jaderné elektrárny, tak i národní park, stupeň nebezpečí je naprosto stejný.

Jaderné reaktory produkují příliš mnoho odpadu. Jaderná energie ve skutečnosti produkuje minimální odpad, na rozdíl od tvrzení ekologů. Země není vůbec plná radioaktivního odpadu. Moderní technologie výroby jaderné energie umožní v příštích 20-40 letech minimalizovat podíl z celkového množství radioaktivního odpadu.

Jaderná energie přispívá k šíření zbraní ve světě. Zvýšení počtu jaderných elektráren povede právě k omezení šíření zbraní. Jaderné hlavice produkují velmi kvalitní reaktorové palivo a reaktorové hlavice produkují asi 15 % světového jaderného paliva. Očekává se, že rostoucí poptávka po palivu pro reaktory „odkloní“ takové hlavice od potenciálních teroristů.

Teroristé si jako cíle vybírají jaderné reaktory. Po tragédii z 11. září 2001 byla provedena řada vědeckých studií, které měly určit pravděpodobnost útoku na jaderná zařízení. Nedávné britské studie však prokázaly, že jaderné elektrárny jsou docela schopné „odolat“ i náletu Boeingu 767-400. Nová generace jaderných reaktorů bude navržena se zvýšenou úrovní ochrany proti potenciálním útokům ze všech stávajících letadel a v plánu je i zavedení speciálních bezpečnostních prvků, které lze aktivovat bez lidského zásahu nebo ovládání počítačem.

Jaderná energie je velmi drahá. Kontroverzní prohlášení. Podle britského ministerstva obchodu a průmyslu náklady na výrobu elektřiny z jaderných elektráren převyšují pouze cenu plynu a jsou 10–20krát nižší než energie vyráběná větrnými elektrárnami na pevnině. Navíc 10 % celkových nákladů na jadernou energii pochází z uranu a jaderná energie není tak citlivá na stálé kolísání cen paliv, jako je plyn nebo ropa.

Vyřazení jaderné elektrárny z provozu je velmi nákladné. Toto tvrzení platí pouze pro jaderné elektrárny postavené dříve. Mnoho současných jaderných reaktorů bylo postaveno bez očekávání jejich následného vyřazení z provozu. Ale při výstavbě nových jaderných elektráren bude tento bod již zohledněn. Náklady na vyřazení jaderné elektrárny z provozu však budou zahrnuty do nákladů na elektřinu, kterou spotřebitelé platí. Moderní reaktory jsou navrženy tak, aby fungovaly 40 let a náklady na jejich vyřazení z provozu budou hrazeny během tohoto dlouhého období, a proto budou mít malý dopad na cenu elektřiny.

Stavba jaderné elektrárny trvá příliš dlouho. To je možná nejnemotivovanější ze všech prohlášení protijaderných kampaní. Výstavba jaderné elektrárny trvá 4 až 6 let, což je srovnatelná doba výstavby „tradičních“ elektráren. Modulární struktura nových jaderných elektráren může poněkud urychlit proces výstavby jaderných elektráren.

Energie jaderné reakce je soustředěna v jádře atomu. Atom je malá částice, která tvoří veškerou hmotu ve vesmíru.

Množství energie z jaderného štěpení je obrovské a lze ji využít k vytvoření elektřiny, ale nejprve se musí uvolnit z atomu.

Získání energie

Využití energie z jaderné reakce probíhá prostřednictvím zařízení, které může řídit atomové štěpení k výrobě elektřiny.

Palivem používaným pro reaktory a výrobu energie jsou nejčastěji pelety prvku uranu. V jaderném reaktoru jsou atomy uranu nuceny se rozpadat. Když se rozdělí, atomy uvolní drobné částice zvané štěpné produkty. Produkty štěpení působí na další atomy uranu, aby se rozštěpily a zahájily řetězovou reakci. Jaderná energie uvolněná z této řetězové reakce vytváří teplo. Teplo z jaderného reaktoru ho velmi zahřívá, takže se musí ochladit. Technologicky nejlepším chladivem je obvykle voda, ale některé jaderné reaktory používají tekutý kov nebo roztavené soli. Chladivo ohřáté z aktivní zóny produkuje páru. Pára působí na parní turbínu a roztáčí ji. Turbína je přes mechanický převod spojena s generátorem, který vyrábí elektřinu.
Reaktory jsou ovládány pomocí regulačních tyčí, které lze nastavit podle množství generovaného tepla. Řídicí tyče jsou vyrobeny z materiálu, jako je kadmium, hafnium nebo bor, aby absorbovaly některé produkty vzniklé jaderným štěpením. Tyčinky jsou přítomny během řetězové reakce, aby řídily reakci. Odstranění tyčí umožní, aby se řetězová reakce dále rozvinula a vytvořila více elektřiny.

Asi 15 procent světové elektřiny vyrábí jaderné elektrárny.

Spojené státy mají více než 100 reaktorů, ačkoli Spojené státy vyrábějí většinu elektřiny z fosilních paliv a vodní energie.

V Rusku je 33 energetických bloků v 10 jaderných elektrárnách – 15 % energetické bilance země.

Litva, Francie a Slovensko spotřebovávají většinu elektřiny z jaderných elektráren.

Jaderné palivo používané k výrobě energie

Uran je nejrozšířenějším palivem pro výrobu jaderné reakční energie. Atomy uranu se totiž poměrně snadno rozpadají. Specifický typ vyrobeného uranu, nazývaný U-235, je vzácný. U-235 tvoří méně než jedno procento světového uranu.

Uran se těží v Austrálii, Kanadě, Kazachstánu, Rusku, Uzbekistánu a před použitím musí být zpracován.

Vzhledem k tomu, že jaderné palivo lze použít k výrobě zbraní, výroba podléhá smlouvě o nešíření pro dovoz uranu nebo plutonia nebo jiného jaderného paliva. Smlouva podporuje mírové využívání paliva a zároveň omezuje šíření tohoto typu zbraní.

Jaderná energie a lidé

Jaderná jaderná energie vyrábí elektřinu, kterou lze použít k napájení domácností, škol, podniků a nemocnic.

První reaktor na výrobu elektřiny byl postaven v Idahu v USA a experimentálně se začal sám napájet v roce 1951.

V roce 1954 byla v Obninsku v Rusku vytvořena první jaderná elektrárna určená k poskytování energie lidem.

Konstrukce reaktorů pro získávání energie z jaderné reakce vyžaduje vysokou úroveň technologie a pouze země, které podepsaly smlouvu o nešíření jaderných zbraní, mohou získat požadovaný uran nebo plutonium. Z těchto důvodů se většina jaderných elektráren nachází ve vyspělých zemích světa.

Jaderné elektrárny produkují obnovitelné zdroje šetrné k životnímu prostředí. Neznečišťují ovzduší ani neprodukují emise skleníkových plynů. Mohou být postaveny v městských nebo venkovských oblastech a radikálně nemění prostředí kolem sebe.

Radioaktivní materiál z elektráren

Radioaktivní materiál v p Reaktor je bezpečný, protože je chlazen v samostatné konstrukci zvané chladicí věž. Pára se přemění zpět na vodu a může být znovu použita k výrobě elektřiny. Přebytečná pára se jednoduše recykluje do atmosféry, kde není škodlivá jako čistá voda.

Energie z jaderné reakce má však vedlejší produkt ve formě radioaktivního materiálu. Radioaktivní materiál je sbírka nestabilních jader. Tato jádra ztrácejí energii a mohou ovlivnit mnoho materiálů kolem sebe, včetně živých organismů a životního prostředí. Radioaktivní materiál může být extrémně toxický, způsobovat onemocnění, zvyšovat riziko rakoviny, krevních poruch a rozpadu kostí.

Radioaktivní odpad je to, co zbylo z provozu jaderného reaktoru.

Radioaktivní odpad zahrnuje ochranné oděvy pracovníků, nástroje a látky, které byly v kontaktu s radioaktivním prachem. Radioaktivní odpad má dlouhou životnost. Materiály jako oblečení a nástroje mohou zůstat radioaktivní po tisíce let. Vláda reguluje, jak se s těmito materiály nakládá, aby nekontaminovaly nic jiného.

Použité palivo a tyče jsou extrémně radioaktivní. Použité uranové pelety musí být skladovány ve speciálních kontejnerech, které vypadají jako velké bazény.Některé provozy skladují palivo, které používají, v nadzemních suchých skladovacích nádržích.

Voda ochlazující palivo nepřichází do kontaktu s radioaktivitou a je tedy bezpečná.

Jsou známé i takové, které mají trochu jiný princip fungování.

Využití jaderné energie a radiační bezpečnost

Kritici využívání jaderné reakční energie se obávají, že skladovací zařízení radioaktivního odpadu uniknou, prasknou nebo se zhroutí. Radioaktivní materiál by pak mohl kontaminovat půdu a podzemní vody v blízkosti místa. To může vést k vážným zdravotním problémům pro lidi a živé organismy v dané oblasti. Všichni lidé by se museli evakuovat.

To se stalo v Černobylu na Ukrajině v roce 1986. Výbuch páry v jedné z elektráren čtvrtého jaderného reaktoru ji zničil a vypukl požár. Vytvořil se oblak radioaktivních částic, které dopadaly na zem nebo se unášely větrem a částice vstoupily do koloběhu vody v přírodě jako déšť. Většina radioaktivního spadu dopadla v Bělorusku.

Ekologické důsledky černobylské katastrofy nastaly okamžitě. Kilometry kolem místa borový les vyschl a červená barva mrtvých borovic vynesla této oblasti přezdívku Red Forest. Ryby z nedaleké řeky Pripjať se staly radioaktivními a lidé je už nebudou moci jíst. Dobytek a koně zemřeli. Po katastrofě bylo evakuováno více než 100 000 lidí, ale počet lidských obětí z Černobylu je těžké určit.

Účinky otravy zářením se objevují až po mnoha letech. U nemocí, jako je rakovina, je obtížné určit zdroj.

Budoucnost jaderné energetiky

Reaktory využívají k výrobě energie štěpení nebo štěpení atomů.

Jaderná reakční energie může být také produkována fúzí nebo spojováním atomů dohromady. Ve výrobě. Slunce například neustále prochází jadernou fúzí atomů vodíku za vzniku hélia. Jelikož život na naší planetě závisí na Slunci, lze říci, že štěpení umožňuje život na Zemi.

Jaderné elektrárny zatím nemají schopnost bezpečně a spolehlivě vyrábět energii prostřednictvím jaderné fúze (fúze), ale vědci jadernou fúzi zkoumají, protože tento proces bude pravděpodobně bezpečný a nákladově efektivnější jako alternativní forma energie.

Energie jaderné reakce je obrovská a lidé ji musí využívat.

Koncem minulého století vědci s překvapením zjistili, že atomy, respektive jádra atomů, se samovolně rozpadají na části, přičemž vyzařují paprsky a teplo. Tento fenomén nazvali. A když to spočítali, byli překvapeni ještě víc: 1 g radia, pokud se úplně rozpadne, může při spálení poskytnout stejné množství tepla jako 500 kg uhlí. Tuto vlastnost ale nelze využít – atomy se rozpadají tak pomalu, že za 2000 let se uvolní jen polovina tepla.

Je to jako velká přehrada. Přehrada je uzavřená a voda teče v malém potůčku, ze kterého není žádný užitek.

Teď, kdyby byla otevřena přehrada, kdyby se lidé naučili ničit atomy!... Získali by nekonečný oceán energie. Ale jak to udělat?

Říká se, že nemůžete střílet vrabce z děla, potřebujete malou kuličku. Kde můžete získat pelety na rozdělení jádra atomu?

Vědci na celé Zemi tvrdě pracují již několik desetiletí. Během této doby se naučili, jak to funguje, a našli na to „pelety“. Ukázalo se, že jde o jednu z částic, která je součástí jádra – neutron. Snadno proniká do atomu a rozbíjí jádro.

A pak se ukázalo, že atomy kovového uranu se po rozštěpení uvolňují nové neutrony, které ničí sousední atomy. Vezmete-li kus uranu, ve kterém se současně rozpadne mnoho jader a uvolní se mnoho nových neutronů, proces štěpení poroste jako lavina v horách. Vybuchne atomová bomba.

Schéma jaderného reaktoru. Tlusté černé tyče jsou absorbéry neutronů. Reaktor ohřívá vodu a poté ohřívá vodu ve výměníku tepla k varu. Vzniklá pára roztáčí turbínu elektrárny.

Představte si, že se propadla velká přehrada. Voda nashromážděná za ním se najednou prudce vrhne dolů. Síla toku je velká, ale působí jen škodu, protože smete vše, co mu stojí v cestě. Je to stejné jako s atomem: kolosální energie výbuchu může pouze zničit. Lidé ale potřebují jadernou energii ke stavbě. Teď, kdyby se atom vzdal svých zásob v takových částech, jak chceme! Není potřeba žádná energie - zavřete klapku. Potřeboval jsem - (Kolik toho potřebujete?) otevřel dvoje nebo troje dveře: "Získejte, o co jste požádali!"

A muž zastavil explozi.

Kdo je hlavním „pracovníkem“ v „jaderné elektrárně“? Neutron. Je to on, kdo rozbíjí jádra uranu. Co když odstraníme některé dělníky z „továrny“? Práce půjde pomaleji.

Přesně tak funguje jaderný kotel, neboli jaderný reaktor. Jedná se o velkou studnu se silnými betonovými stěnami (jsou potřebné k zabránění úniku záření škodlivého pro lidi ven). Studna je vyplněna grafitem, stejným materiálem, ze kterého se vyrábí tužky. V grafitové výplni jsou otvory, kde jsou umístěny uranové tyče. Když je jich dostatek, objeví se potřebný počet „pracovních“ neutronů a atomová reakce začíná.

K jeho ovládání jsou v dalších otvorech kovové tyče, které zachycují a pohlcují neutrony. To jsou „brány“ v přehradě.

Není potřeba žádná energie nebo hrozí nebezpečí výbuchu, tlumicí tyče se okamžitě spustí, neutrony emitované z jader uranu se pohltí, přestanou fungovat a reakce se zastaví.

Je nutné, aby reakce proběhla, žaluzie se zvednou, v reaktoru se opět objeví „pracovní“ neutrony a teplota v kotli stoupne (Kolik energie potřebujete? Získejte!).

Jaderné reaktory mohou být instalovány na jaderných elektrárnách, na jaderných ponorkách, na jaderném ledoborci. Ty jako běžné parní kotle budou poslušně proměňovat vodu v páru, která roztáčí turbíny. Pět set kilogramů jaderného paliva – obsah pouhých deseti kufrů – stačí na to, aby ledoborec Lenin mohl plout po celý rok. Dokážete si představit, jak je to výhodné: nemusíte s sebou vozit stovky tun paliva, místo toho můžete vzít užitečnější náklad; můžete se vyhnout tomu, že budete chodit do přístavu natankovat celý rok, zejména proto, že na severu to není vždy snadné. Ano a silnější auta lze nainstalovat...

Ve stávajících jaderných reaktorech se energie získává ničením jader skládajících se z velkého množství částic (např. v jádrech uranu je jich více než dvě stě). A ačkoli je takového paliva na Zemi stále hodně, jednou dojde... Existuje způsob, jak získat jadernou energii z jiných látek? A vědci to našli!

Ukázalo se, že jako zdroj energie mohou sloužit i atomy, které mají v jádře pouze dvě částice: jeden proton a jeden neutron. Ale rozdávají to ne při štěpení, ale při spojení, nebo, jak se říká, při fúzi dvou jader.

K tomu je třeba atomy vodíku zahřát na mnoho milionů stupňů. Při této teplotě se jejich jádra začnou pohybovat obrovskou rychlostí a po zrychlení mohou překonat elektrické odpudivé síly, které mezi nimi existují. Když se přiblíží dostatečně blízko, začnou působit jaderné přitažlivé síly a jádra se spojí. Uvolňuje se tisíckrát více tepla než při jaderném štěpení.

Tento způsob výroby energie se nazývá termonukleární reakce. Tyto reakce zuří v hlubinách jak vzdálených hvězd, tak i blízkého Slunce, které nám dává světlo a teplo. Ale na Zemi se zatím projevily v podobě ničivé exploze vodíkové bomby.

Nyní vědci pracují na tom, aby donutili vodíková jádra, aby se postupně spojila. A když se naučíme ovládat termonukleární reakce, budeme moci využívat neomezené zásoby energie obsažené ve vodě, která se skládá z vodíku a jejíž zásoby jsou nevyčerpatelné.