Aplikace jaderné energie

Od jaderné energie k elektřině

Jaderný reaktor nebo jaderná elektrárna je místem, kde se vyrábí jaderná energie. V jednotlivých prvcích tohoto systému probíhají procesy štěpení atomových jader. Palivem používaným k tomuto účelu je obvykle izotop radioaktivního uranu ²³⁵ U. V jaderném reaktoru jsou jádra uranu nucena se rozkládat a uvolňovat drobné částice zvané štěpné produkty. V jaderném reaktoru se srážejí s jinými izotopy uranu, čímž se spustí řetězová reakce. Během procesu vzniká v jaderném reaktoru velké množství tepla. Přenese se do chladicí kapaliny. Obvykle se jedná o vodu, která se ohřívá přijatým teplem. je pára, která pohání turbíny turbogenerátoru. Tímto způsobem se jaderná energie přeměňuje na elektřinu, což je dnes nejdůležitější aplikace jaderné energetiky.

Využití jaderné energie k výrobě vodíku

Vodík je určený za budoucnost budoucnosti. Ukazuje se, že energii uvolněnou při štěpení jaderných radioaktivních prvků lze úspěšně využít k získání této cenné molekuly. Naprostá většina se vyrábí ze zemního plynu v procesu parního reformování . Koncept využití jaderné energie k výrobě vodíku předpokládá, že teplo vznikající v reaktorech bude převedeno na zpracování zemního plynu pomocí parního reformování. Tento přístup však může generovat velké množství oxidu uhličitého, který uvolňuje atmosféru. Proto se zdokonalují další metody, jako je elektrolýza . Vodík se získává v procesu elektrolýzy vody. Tímto způsobem se vyrábí pouze malé množství _H2 . K jaderným elektrárnám je možné připojit elektrolytické články pro získávání vodíku nízkoemisní metodou. Taková řešení jsou zatím ve fázi testování. Potřebné teplo a elektřinu by bylo možné získat z jaderné energie. Některé výzkumy se zaměřují na výrobu vodíku z vody pomocí termochemických metod.

Jaderná energie jako zdroj pohonu

Použití jaderného paliva umožňuje získat mnohem více energie ve srovnání s konvenčními zdroji. Jaderná energie se používá jako zdroj pohonu pro lodě a kosmické lodě již několik desetiletí. V letadlech myšlenka jaderného pohonu nebyla plněna. Vysoké riziko s využíváním jaderné energie v letadlech brání implementaci jaderného pohonu. Podobná situace je iv případě automobilů. O myšlence jaderného pohonu v osobních automobilech se uvažovalo již delší dobu. Umístění jaderného reaktoru, který bude zdrojem pohonu, do vozidla je však spojeno s obrovským rizikem. Takovým reaktorem by byl neutronový generátor. Jsou to vysoce pronikavé částice ionizujícího záření. Neutrony by byly hrozbou nejen pro lidi uvnitř vozidla, ale i pro ty v jeho okolí. Bezpečnostní a další konstrukční potíže, které způsobují, že jaderný pohon je v současnosti v osobních automobilech extrémně implementovatelný. V roce 1946 začala stavba první americké ponorky s jaderným pohonem. Tento nápad se ukázal jako velký úspěch. Podobná řešení pak byla používána v sovětském ledoborci „Arktika“. V současnosti značná část civilních a vojenských lodí využívá jako zdroj pohonu jadernou energii.

Jaderná energie v medicíně

V současnosti diagnostika a terapie různých onemocnění s využitím jaderné energie dává naději na její efektivnější využití do budoucna. Probíhají výzkumy jeho použití také k odstranění účinků různých onemocnění. Příkladem využití jaderné energie v medicíně může být rentgenová diagnostika, která spočívá v zaznamenávání záření produkovaného rentgenkou, oslabenou v důsledku částečné absorpce těla pacienta. Používané rentgeny poskytují vyfotit například hrudník nebo lebku. Jaderná energie se využívá také při výrobě mnoha léků, v balneologii (např. léčebné koupele), stejně jako při sterilizaci lékařského a laboratorního vybavení.

Jiné využití jaderné energie

• Jevy radioaktivního rozpadu našly široké uplatnění při výrobě účinných napájecích baterií.
• Ve vědě o vesmíru se jaderná energie používá k pohonu vesmírných sond, které jsou určeny k průzkumu sluneční soustavy.
• Ve vědeckém výzkumu umožňuje datování archeologických a paleontologických výzkumů.
• Jaderná energie se využívá v procesech odstraňování vody. Tato metoda je zvláště důležitá v zemích, které mají zdroje pitné vody.
• Používám také k znečištění v řekách nebo jezerech.