Tokrat bomo pisali o še enem izredno pomembnem viru energije, na katerega se svet izredno zanaša – jedrska energija.
Jedrska energija
Jedrska energija je energija, ki je ujeta v vsakem atomu. Eden od zakonov vesolja je, da materija in energija ne moreta biti uničeni ali ustvarjeni. Lahko pa se jima spremeni oblika.
Materija se torej lahko spremeni v energijo. Eden najbolj znanih znanstvenikov vseh časov Albert Einstein je ustvaril matematično formulo, ki pojasnjuje to spremembo, in sicer:
E = mc2
V enačbi E predstavlja energijo, m maso, c pa je hitrost svetlobe v vakuumu. Enačba pojasnjuje, kako se masa spreminja v energijo in obratno, pri čemer svetlobna hitrost predstavlja konstanto.
Znanstveniki uporabljajo znamenito Einsteinovo enačbo kot ključ za odklepanje atomske energije in žal tudi za ustvarjanje atomskih bomb, ki so najbolj uničujoče orožje na našem planetu. Atomi so sestavljena iz sebi še manjših delcev, in sicer iz jedra, protonov, nevtronov in elektronov, ki krožijo okoli jedra, kot zemlja kroži okoli sonca.
Jedrska cepitev
Temeljni proces, pri katerem nastane jedrska energija, je jedrska cepitev. Jedra atomov je namreč mogoče razdeliti. Pri delitvi jeder se sprošča ogromno energije – tako toplotne kot svetlobne energije. Že Einstein je rekel, da lahko zelo majhna količina materije vsebuje ogromno energije. Ravno to energijo pa je mogoče izkoristiti za pridobivanje električne energije. Če naenkrat sprožimo delitev velike količine materije, lahko nastane ogromna eksplozija – na tem principu delujejo atomske ali jedrske bombe.
Jedrska energija se danes proizvaja v jedrskih elektrarnah, kjer kot glavni vir materije uporabljajo uran. Uran je osnovni element, ki se nahaja v zemlji, na številnih mestih po svetu. Ko se izkoplje, se ga predela v drobne kroglice, ki jih z združevanjem oblikujemo v dolge palice, ki jih nameščamo v reaktor elektrarne.
Atomi urana se v jedru reaktorja stalno cepijo v nadzorovani verižni reakciji. Ravno ta nadzorovanost verižne reakcije je ključna za varno pridobivanje jedrske energije. Če namreč reakcija ni nadzorovana, lahko pride do eksplozije. Tako kot na primer pri atomski bombi – tam reakcija delitve atomov urana 235 ali plutonija niso pod nadzorom, zato pride do nekontrolirane cepitve jeder in do katastrofalnih posledic.
Verižna jedrska reakcija v reaktorju elektrarne proizvaja toploto, ki se prenese na vodo, kateri se posledično dviguje temperatura in tlak. Vodo nato vodimo v uparjalnik, kjer se toplota prenese na drugi vodni tokokrog, kjer se ustvarja para. Ustvarjeno paro vodimo v parno turbino, ki poganja generator in proizvaja električno energijo.
Pri tem procesu nastanejo tudi jedrski odpadki, ki spadajo med najbolj nevarne odpadke. Zato je izrednega pomena njihovo varno skladiščenje. Po uporabi se jedrski odpadki zakopljejo v končno odlagališče globoko v zemljo in prelije z betonom in svincem, ki delno nevtralizirata nevarno sevanje jedrskih odpadkov.
Jedrska fuzija
Druga oblika jedrske energije se imenuje jedrska fuzija. Fuzija pomeni združitev manjših jeder v večja jedra. Nova jedra imajo skupaj manjšo maso kot prvotna, razlika v masi se pojavi kot energija. Sonce uporablja jedrsko fuzijo vodikovih atomov v helijeve atome. Ta proces oddaja toploto in svetlobo ter druga sevanja.
Tudi pri tem procesu se sprošča veliko energije. Znanstveniki se že dolgo let trudijo, da bi lahko uporabili jedrsko fuzijo za proizvodnjo električne energije v elektrarnah. Vendar pa imajo velike težave kako nadzorovati reakcijo v zaprtem prostoru (kar je pri jedrski delitvi povsem mogoče).
Glavna prednost jedrske fuzije je, da se ustvari bistveno manj radioaktivnih materialov kot pri cepitvi in da nas bi lahko stalno oskrbovala z energijo – ravno tako kot samo sonce.
