Již na konci 20. století se problém hledání alternativních zdrojů energie stal velmi aktuálním. Přestože je naše planeta skutečně bohatá na přírodní zdroje, jako je ropa, uhlí, dřevo atd., všechna tato bohatství jsou bohužel vyčerpatelná. Potřeby lidstva navíc každým dnem rostou a my musíme hledat stále nové a dokonalé zdroje energie.
Po dlouhou dobu lidstvo nacházelo ten či onen způsob, jak vyřešit otázku alternativních zdrojů energie, ale skutečným průlomem v historii energetiky byl vznik jaderné energie. Jaderná teorie ušla dlouhou cestu ve vývoji, než se lidé naučili, jak ji používat pro své vlastní účely. Vše začalo již v roce 1896, kdy A. Becquerel zaregistroval neviditelné paprsky vyzařované uranovou rudou, které měly velkou pronikavou sílu. Později byl tento jev 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 řetězové reakce štěpení jader uranu-235. Další rozvoj jaderné energetiky šel mílovými kroky. Podle nejhrubších odhadů lze energii, která se uvolní štěpením 1 kilogramu uranu, porovnat s energií, která se získá spalováním 2 500 000 kg uhlí.

Ale kvůli vypuknutí války byl veškerý výzkum přesměrován do vojenského prostoru. Prvním příkladem jaderné energie, který byl člověk schopen demonstrovat celému světu, byla atomová bomba ... Pak vodíková bomba ... Teprve po letech se vědecká komunita obrátila svou pozornost na mírumilovnější oblasti, kde bylo použití jaderné energie může být opravdu užitečná.
Tak začal úsvit nejmladšího pole energie. Začaly se objevovat jaderné elektrárny (JE) a ​​ve městě Obninsk v oblasti Kaluga byla postavena první JE 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, které se uvolňuje 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 jaderného štěpení některých radioaktivních prvků. Obvykle se používá uran-235 nebo plutonium. Jaderné štěpení začíná, když do něj vstoupí 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.
Pro normální fungování jaderných elektráren stále potřebují palivo. Zpravidla je to uran. Tento prvek je v přírodě široce rozšířen, ale je obtížně dostupný. V přírodě nejsou žádná ložiska uranu (např. ropy), ten je jakoby „rozmazaný“ přes celou zemskou kůru. Nejbohatší uranové rudy, které jsou velmi vzácné, obsahují až 10 % čistého uranu. Uran se běžně vyskytuje v minerálech obsahujících uran jako izomorfní náhradní prvek. Ale s tím vším je celkové množství uranu na planetě grandiózně 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 těžké posoudit, jaké škody způsobuje jaderná energie životnímu prostředí. Je to tak efektivní a ziskové, že lze takové ztráty zanedbat? Jak je to bezpečné? Navíc, na rozdíl od jakéhokoli jiného energetického sektoru, nejde pouze o ekologickou bezpečnost. Všichni si pamatují hrozné následky událostí v Hirošimě a Nagasaki. Když má lidstvo takovou moc, vyvstává otázka, je hodné takové moci? Budeme schopni adekvátně nakládat s tím, co máme, a nezničit to?
Pokud by zítra naší planetě došly všechny zásoby tradičních energetických zdrojů, pak by se jaderná energetika stala pravděpodobně jedinou oblastí, která by ji mohla skutečně nahradit. Nelze mu upřít výhody, ale nemělo by se zapomínat ani na možné důsledky.

Atom Skládá se z jádra, kolem kterého obíhají částice zvané elektrony.

Jádra atomů jsou nejmenší částice. Jsou základem veškeré hmoty a hmoty.

Obsahují velké množství 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 vyzařovat energii. Většina těžkých atomů je nestabilních a lehčí atomy mají radioizotopy, tzn. radioaktivní izotopy. Důvodem výskytu radioaktivity je to, že atomy se snaží získat stabilitu. Dnes jsou známy tři druhy radioaktivního záření: alfa, beta a gama. Byly pojmenovány podle prvních písmen řecké abecedy. Jádro nejprve vysílá paprsky alfa nebo beta. Pokud však stále zůstává nestabilní, vychází 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 vysílá jeden ze tří typů paprsků.

Alfa částice mají dva protony a dva neutrony. Jádro atomu helia má úplně stejné složení. Částice alfa se pohybují pomalu, a proto je pojme jakýkoli materiál silnější než list papíru. Od jader atomů helia se příliš neliší. Většina vědců předložila verzi, že helium na Zemi je přirozeného radioaktivního původu.

Beta částice jsou elektrony s obrovskou energií. K jejich vzniku dochází při rozpadu neutronů. Beta částice také nejsou příliš rychlé, vzduchem mohou létat až jeden metr. Překážkou v cestě se jim proto může stát milimetr silný měděný plech. A pokud nastavíte olověnou bariéru 13 mm nebo 120 metrů vzduchu, můžete snížit gama záření na polovinu.

Gama paprsky jsou elektromagnetické záření o velké energii. Jeho rychlost pohybu se rovná rychlosti světla.

Přeprava radioaktivních látek se provádí ve speciálních olověných kontejnerech se silnými stěnami, aby nedocházelo k úniku radiace.

Expozice záření je pro člověka extrémně nebezpečná.

Způsobuje popáleniny, šedý zákal, vyvolává rozvoj rakoviny.

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

Když jádro emituje částice, změní 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 štěpení (štěpení) jádra.

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

Při štěpení a štěpení dochází k procesu štěpení jádra, přičemž se uvolňuje jaderná energie.

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

Při štěpení jádra a záření neutronů se uvolňuje právě obrovské množství energie.

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

Jaderná energie.

Energie, která se uvolňuje při jaderné reakci, se tedy využívá k výrobě elektřiny nebo jako zdroj energie v podvodních a povrchových lodích. Proces výroby elektřiny v jaderné elektrárně je založen na jaderném štěpení 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 pohřbení jsou příliš drahé.

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

Jeho působením je uvolnění obrovského toku energie, což vede k explozi. Na konci druhé světové války použily Spojené státy jaderné zbraně proti Japonsku. Svrhli atomové bomby na města Hirošima a Nagasaki.

Následky byly prostě katastrofální.

Některé lidské oběti byly několik set tisíc.

Vědci se tam ale nezastavili a vyvinuli vodíkové zbraně.

Jejich rozdíl je v tom, že jaderné bomby jsou založeny na jaderných štěpných reakcích a vodíkové bomby na fúzních reakcích.

radiokarbonová metoda.

K získání informace o době smrti organismu se používá metoda radiokarbonové analýzy. Je známo, že živá tkáň obsahuje určité množství uhlíku-14, což je radioaktivní izotop uhlíku. Jeho poločas rozpadu je 5700 let. Po smrti organismu se zásoby uhlíku-14 ve tkáních snižují, izotop se rozpadá a z jeho zbývajícího množství se určuje doba smrti organismu. Můžete tak 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 průmyslu.

Gama paprsky se používají k ozařování potravin, aby zůstaly čerstvé.

V lékařství se záření používá při 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 v procesu přeměny 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 fúzní reakce lehkých jader.

Mýty o atomové energii

Světové zásoby uranu docházejí. I dítě ví o vyčerpání přírodních zdrojů v naší době. A skutečně, zásoby mnoha nerostů rychle vysychají. Zásoby uranu jsou v současnosti hodnoceny jako „relativně omezené“, ale to není vše 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 vystačit na dalších 500 let. Moderní reaktory navíc mohou využívat thorium jako palivo a jeho světové zásoby zase trojnásobně 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. Větrné elektrárny se ve skutečnosti staví nebo již stavěly na nejvýznamnějších pobřežních lokalitách a samotná výstavba již definitivně znečišťuje životní prostředí. A výstavba vlnových stanic je stále experimentální a její dopad na životní prostředí není přesně znám, takže je stěží lze nazvat mnohem ekologičtější ve srovnání s jadernou energií.

Na území, kde se nacházejí jaderné reaktory, je úroveň leukémie vyšší. Míra leukémie u dětí v okolí jaderné elektrárny není vyšší než například v oblastech poblíž takzvaných ekologických farem. Území šíření této nákazy může pokrývat jak území kolem jaderné elektrárny, tak i národní park, stupeň nebezpečí je naprosto stejný.

Jaderné reaktory produkují příliš mnoho odpadu. Ve skutečnosti jaderná energie produkuje minimální odpad, v rozporu s tvrzeními ekologů. Země není vůbec plná radioaktivního odpadu. Moderní technologie výroby jaderné energie umožní v následujících 20-40 letech minimalizovat podíl z celkového množství radioaktivních odpadů.

Atomová 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 „odvede pozornost“ takových hlavic od případných teroristů.

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

Jaderná energie je velmi nákladná. Kontroverzní tvrzení. 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 energetika není tak vystavena neustálým výkyvům 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 ze stávajících jaderných reaktorů bylo postaveno bez očekávání jejich následného vyřazení z provozu. Ale při výstavbě nových jaderných elektráren se s tímto bodem již bude počítat. Náklady na vyřazení jaderné elektrárny z provozu však budou zahrnuty do nákladů na elektřinu, které platí spotřebitelé. Moderní reaktory jsou navrženy tak, aby fungovaly 40 let a poplatek za vyřazení z provozu se bude platit po tuto dlouhou dobu, a proto bude mít malý vliv na cenu elektřiny.

Stavba jaderné elektrárny trvá příliš dlouho. Toto je možná nejnemotivovanější prohlášení ze všech protijaderných kampaní. Výstavba jaderné elektrárny trvá od 4 do 6 let, což je srovnatelné s dobou výstavby „tradičních“ elektráren. Modulární struktura nových jaderných elektráren může proces výstavby jaderných elektráren poněkud urychlit.

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

Množství energie při jaderném štěpení je obrovské a lze z něj vytvořit elektřinu, ale nejprve se musí uvolnit z atomu.

Získání energie

K využití energie jaderné reakce dochází pomocí zařízení, které dokáže řídit atomové štěpení k výrobě elektřiny.

Palivem používaným pro reaktory a výrobu elektřiny jsou nejčastěji pelety prvku uranu. V jaderném reaktoru jsou atomy uranu nuceny se rozpadat. Když se oddělí, atomy uvolňují drobné částice zvané štěpné produkty. Produkty štěpení působí na další atomy uranu, aby se oddělily – začíná řetězová reakce. Energie jádra 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, ohřívané z aktivní zóny, produkuje páru. Pára působí na parní turbínu jejím otáčením. Turbína je mechanicky spojena s generátorem, který vyrábí elektřinu.
Reaktory jsou ovládány regulačními tyčemi, které lze nastavit podle množství generovaného tepla. Řídicí tyče jsou vyrobeny z materiálů, 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 rozvinula silněji a vytvořila více elektřiny.

Asi 15 procent světové elektřiny vyrábí jaderné elektrárny.

Spojené státy mají více než 100 reaktorů, ačkoli USA vyrábí 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 uranu pro výrobu, 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 odkazuje na smlouvu o nešíření těchto zbraní dovozem uranu nebo plutonia nebo jiného jaderného paliva. Smlouva podporuje mírové využívání paliva a zároveň omezuje šíření těchto typů zbraní.

Jaderná energie a lidé

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 založena první jaderná elektrárna, která měla lidem dodávat energii.

Stavba reaktorů pro extrakci energie 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 nijak drasticky nemění prostředí kolem sebe.

Radioaktivní materiál elektráren

radioaktivní materiál v r 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 neškodí jako čistá voda.

Energie 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 onemocnění 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 je odolný. Materiály jako oblečení a nástroje mohou být radioaktivní po tisíce let. Vláda reguluje, jak se s těmito materiály nakládá, aby nedošlo ke kontaminaci čehokoli jiného.

Použité palivo a tyče jsou extrémně radioaktivní. Použité uranové pelety je nutné skladovat ve speciálních kontejnerech, které vypadají jako velké bazény.Některé provozy skladují použité palivo v nadzemních suchých skladovacích nádržích.

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

Jsou také známé, u kterých je princip fungování poněkud odlišný.

Využití atomové energie a radiační bezpečnost

Kritici využívání energie jaderné reakce se obávají, že skladovací zařízení radioaktivního odpadu uniknou, prasknou nebo se zhroutí. Radioaktivní materiál by pak mohl kontaminovat půdu a podzemní vody v blízkosti zařízení. 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 vyvolal požár. Vznikl oblak radioaktivních částic, které dopadaly na zem nebo se unaly 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 borovicový les vyschl a červené barvě mrtvých borovic se v oblasti přezdívalo Červený les. Ryby z nedaleké řeky Pripjať dostaly radioaktivitu a lidé je už nebudou moci konzumovat. Dobytek a koně zemřeli. Od katastrofy 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. Vyrobeno. Slunce například neustále prochází jadernou fúzí atomů vodíku za vzniku hélia. Vzhledem k tomu, že život na naší planetě závisí na Slunci, lze říci, že rozdělení 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 bezpečnější 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, či spíše jádra atomů, se samy rozpadají, vyzařují paprsky a teplo. Tento fenomén nazvali . A když spočítali, byli ještě překvapeni: 1 g radia, pokud se úplně rozloží, může dát tolik tepla, jako 500 kg uhlí spálením. Tuto vlastnost ale nelze využít – atomy se rozkládají tak pomalu, že se za 2000 let uvolní jen polovina tepla.

Je to jako velká přehrada. Přehrada je uzavřená a voda teče v malém potůčku, který je k ničemu.

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

Říkají, že na vrabce nestřílejí z děla, potřebují malou kuličku. A kde vzít peletku na rozštěpení jádra atomu?

Vědci na celé Zemi tvrdě pracují již několik desetiletí. Během této doby se naučili, jak to funguje, a našli pro to „nástřel“. 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 po rozdělení emitují 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 zařízení jaderného reaktoru. Tlusté černé tyče jsou absorbéry neutronů. V reaktoru se voda ohřívá a poté ohřívá vodu ve výměníku tepla k varu. Vzniklá pára roztáčí turbínu elektrárny.

Představte si, že se propadla velká přehrada. Voda nashromážděná za tím vším se okamžitě prudce řítí dolů. Síla proudu je veliká, ale jen škodí, protože smete vše, co mu stojí v cestě. Tak je to s atomem: kolosální energie výbuchu může jen zničit. A lidé potřebují atomovou energii ke stavbě. Teď, kdyby atom rozdal své zásoby v takových částech, jak chceme! Není potřeba žádná energie - zavřete klapku. Stačilo - (Kolik potřebujete?) otevřít dvě nebo tři klapky: "Získejte tolik, kolik jste požadovali!"

A muž zastavil explozi.

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

Tak funguje atomový kotel, neboli jaderný reaktor. Jedná se o velkou studnu se silnými betonovými stěnami (jsou potřebné, aby záření škodlivé pro lidi nevycházelo ven). Studna je vyplněna grafitem, stejným materiálem, který se používá k výrobě tužek. V grafitové výplni jsou otvory, kde jsou umístěny uranové tyče. Když je jich dostatek, objeví se potřebný počet „pracovních“ neutronů a začne atomová reakce.

K jeho ovládání jsou v dalších otvorech kovové tyče, které zachycují a pohlcují neutrony. To jsou ty "klapky" v přehradě.

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

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

Jaderné reaktory lze umístit na jaderné elektrárny, na jaderné ponorky, na jaderný ledoborec. Ty jako běžné parní kotle poslušně proměňují vodu v páru, která roztáčí turbíny. Pět set kilogramů atomového paliva – obsah pouhých deseti kufrů – stačí ledoborec Lenin na celoroční plavbu. Dokážete si představit, jak je to ziskové: nemusíte s sebou vozit stovky tun paliva, místo toho si můžete vzít užitečnější náklad; nemůžete jít do přístavu natankovat celý rok, zejména proto, že na severu to není vždy snadné. Ano, a stroje mohou být silnější...

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 ačkoliv je na Zemi ještě spousta takového paliva, ale jednou dojde... Existuje způsob, jak získat jadernou energii z jiných látek? A vědci zjistili!

Ukázalo se, že jako zdroj energie mohou sloužit i atomy, v jejichž jádře jsou pouze dvě částice: jeden proton a jeden neutron. Ale nedávají to pryč, když se dělí, ale když se spojí, nebo, jak se říká, během syntézy, dvě jádra.

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

Tento způsob získávání energie se nazývá termonukleární reakce. Tyto reakce zuří v hlubinách jak vzdálených hvězd, tak i blízkého Slunce, které nám dává světlo a teplo. Na Zemi se ale zatím projevily v podobě ničivého výbuchu vodíkové bomby.

Nyní vědci pracují na tom, aby se vodíková jádra 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.