Atom ialah unit-unit kecil yang membentuk semua jirim di alam semesta. Tenaga atom tertumpu dalam nukleusnya. Ia adalah daya yang memegang komponen nukleus bersama-sama. Sebilangan besar tenaga disimpan dalam nukleus atom. Untuk diubah, sebagai contoh, menjadi elektrik, ia mesti dilepaskan daripadanya. Ini berlaku dalam proses pembelahan nukleus atom.
Daripada tenaga nuklear kepada tenaga elektrik
Reaktor nuklear, atau stesen janakuasa nuklear, adalah tempat tenaga nuklear yang dihasilkan. Dalam elemen individu sistem ini, proses pembelahan nukleus atom dijalankan. Bahan api yang digunakan untuk tujuan ini biasanya isotop ane bagi radioaktif uranium, 235 U. Dalam reaktor nuklear, nukleus uranium terpaksa mereput, jika zarah-zarah kecil yang dipanggil hasil pembelahan. Dalam reaktor nuklear, mereka berlanggar dengan isotop uranium lain, dengan itu memulakan tindak balas berantai. Semasa proses itu, banyak haba dihasilkan dalam reaktor nuklear. Ia dipindahkan ke penyejuk. Ini biasanya adalah air, yang dipanaskan oleh haba yang diterima. Hasilnya ialah wap yang memacu turbin penjana turbo. Dengan cara ini, tenaga nuklear ditukar kepada elektrik, yang merupakan aplikasi tenaga nuklear yang paling penting hari ini.
Menggunakan tenaga nuklear untuk menghasilkan hidrogen
Hidrogen dianggap sebagai bahan api masa depan. Ternyata tenaga yang dikeluarkan semasa pembelahan nukleus unsur radioaktif boleh digunakan dengan kejayaan untuk mendapatkan molekul berharga ini. Sebahagian besar daripadanya dihasilkan daripada gas asli dalam proses pembentukan semula wap. Konsep penggunaan tenaga nuklear untuk menghasilkan hidrogen mengandaikan bahawa haba yang dihasilkan dalam reaktor akan dipindahkan ke pemprosesan gas asli melalui pembentukan semula wap. Walau bagaimanapun, pendekatan ini boleh menghasilkan sejumlah besar karbon dioksida, yang dibebaskan ke atmosfera. Oleh itu, kaedah lain, seperti elektrolisis , sedang diperbaiki. Hidrogen diperoleh dalam proses elektrolisis udara. Hanya sejumlah kecil H 2 dihasilkan melalui kaedah ini. Adalah mungkin untuk menyambungkan sel elektrolitik ke loji kuasa nuklear untuk mendapatkan hidrogen menggunakan kaedah pelepasan rendah. Penyelesaian sedemikian masih dalam fasa ujian. Haba dan tenaga elektrik yang diperlukan boleh didapati daripada tenaga nuklear. penyelidikan memberi tumpuan kepada pengeluaran hidrogen daripada udara, menggunakan kaedah termokimia.
Tenaga nuklear sebagai sumber pendorong
Penggunaan bahan api nuklear membolehkan memperoleh lebih banyak tenaga berbanding sumber konvensional. Tenaga nuklear telah digunakan sebagai sumber pendorong untuk kapal dan kapal angkasa selama beberapa dekad. Dalam pesawat, idea pendorongan nuklear belum dilaksanakan sepenuhnya. Risiko tinggi yang berkaitan dengan penggunaan tenaga nuklear dalam pesawat menghalang pelaksanaan pendorongan nuklear. Keadaannya sama dalam kes kereta. Idea pendorongan nuklear dalam kereta penumpang telah dipertimbangkan sejak sekian lama. Walau bagaimanapun, meletakkan reaktor nuklear, , yang akan menjadi sumber pendorong, dalam kenderaan, dikaitkan dengan risiko yang besar. Reaktor sedemikian akan menjadi penjana neutron. Ia adalah zarah yang sangat menembusi sinaran mengion. Neutron bukan sahaja akan memberi ancaman kepada orang di dalam kenderaan, tetapi mereka juga berada di sekitarnya. Kesukaran keselamatan dan reka bentuk lain menyebabkan pendorongan nuklear pada masa ini amat sukar untuk dilaksanakan dalam kereta penumpang. Pada tahun 1946, pembinaan kapal selam pertama berkuasa nuklear Amerika bermula. Idea ini ternyata berjaya. Penyelesaian serupa kemudiannya digunakan dalam kapal pemecah ais Soviet "Arktika". Pada masa ini, sebahagian besar kapal awam dan tentera menggunakan tenaga nuklear sebagai sumber pendorong.
Tenaga nuklear dalam perubatan
Diagnostik dan terapi pelbagai penyakit yang dijalankan pada masa ini dengan penggunaan tenaga nuklear memberi harapan untuk penggunaannya yang lebih berkesan pada masa hadapan. Penyelidikan sedang dijalankan mengenai penggunaannya untuk menghapuskan juga kesan pelbagai penyakit. Contoh penggunaan tenaga nuklear dalam bidang perubatan boleh menjadi diagnostik sinar-X, yang terdiri daripada merekodkan sinaran yang dihasilkan oleh tiub sinar-X, lemah akibat penyerapan separa oleh badan pesakit. Mesin X-ray yang digunakan untuk mengambil gambar, contohnya, dada atau tengkorak. Tenaga nuklear juga digunakan dalam pengeluaran banyak ubat, dalam balneologi (cth mandi terapeutik), serta dalam pensterilan peralatan perubatan dan makmal.
Kegunaan lain tenaga nuklear
- Fenomena pereputan radioaktif telah menemui aplikasi yang luas dalam pengeluaran bateri kuasa yang cekap.
- Dalam sains angkasa, tenaga nuklear digunakan untuk menggerakkan probe angkasa lepas yang direka untuk meneroka sistem suria.
- Dalam penyelidikan saintifik, ia membolehkan pentarikhan penggalian arkeologi dan paleontologi.
- Tenaga nuklear digunakan dalam proses penyahgaraman air. Kaedah ini amat penting di negara-negara yang mempunyai sumber air minuman yang terhad.
- Ia juga digunakan untuk mengesan pencemaran di sungai atau tasik.
