Застосування ядерної енергії

Від атомної енергетики до електрики

Атомний реактор або атомна електростанція – це місце, де виробляється ядерна енергія. В окремих елементах цієї системи здійснюються процеси поділу атомних ядер. Паливом, що використовується для цієї мети, зазвичай є ізотоп радіоактивного урану, ²³⁵ U. У ядерному реакторі ядра урану змушені розпадатися, вивільняючи крихітні частинки, які називаються продуктами поділу. У ядерному реакторі вони стикаються з іншими ізотопами урану, починаючи таким чином ланцюгову реакцію. Під час процесу в ядерному реакторі виділяється багато тепла. Передається в теплоносій. Зазвичай це вода, яка нагрівається отриманим теплом. У результаті утворюється пара, яка приводить в дію турбіни турбогенератора. Таким чином ядерна енергія перетворюється на електрику, що сьогодні є найважливішим застосуванням ядерної енергії.

Використання ядерної енергії для отримання водню

Водень вважають паливом майбутнього. Виявляється, енергія, що виділяється при поділі ядер радіоактивних елементів, може бути успішно використана для отримання цієї цінної молекули. Переважна більшість його виробляється з природного газу в процесі парового реформінгу . Концепція використання ядерної енергії для виробництва водню припускає, що тепло, яке виробляється в реакторах, буде передано на обробку природного газу за допомогою парової конверсії. Однак такий підхід може генерувати велику кількість вуглекислого газу, який викидається в атмосферу. Тому вдосконалюються інші методи, такі як електроліз . Водень отримують в процесі електролізу води. Цим методом утворюється лише невелика кількість H ₂ . Є можливість підключити електролізери до атомних електростанцій для отримання водню методом низької емісії. Такі рішення ще знаходяться на стадії тестування. Необхідне тепло та електрику можна отримати з атомної енергії. Деякі дослідження зосереджені на виробництві водню з води за допомогою термохімічного методу.

Атомна енергія як джерело руху

Використання ядерного палива дозволяє отримати набагато більше енергії в порівнянні зі звичайними джерелами. Ядерна енергія використовується як джерело руху для кораблів і космічних кораблів протягом кількох десятиліть. В авіаційній техніці ідея ядерного двигуна не була повністю реалізована. Високий ризик, пов’язаний з використанням ядерної енергії в літальних апаратах, перешкоджає реалізації ядерної тяги. Схожа ситуація і з автомобілями. Ідея використання ядерної тяги в легкових автомобілях розглядалася протягом тривалого часу. Однак розміщення в транспортному засобі ядерного реактора, який стане джерелом тяги, пов’язане з величезним ризиком. Таким реактором був би нейтронний генератор. Вони є високопроникаючими частинками іонізуючого випромінювання. Нейтрони становлять загрозу не лише для людей усередині автомобіля, а й для тих, хто знаходиться поблизу нього. Безпека та інші конструктивні труднощі призводять до того, що ядерний двигун зараз надзвичайно важко застосувати в легкових автомобілях. У 1946 році почалося будівництво першого американського атомного підводного човна. Ця ідея мала великий успіх. Подібні рішення потім були використані на радянському криголамі «Арктика». В даний час значна частина цивільних і військових суден використовує ядерну енергію як джерело рушія.

Ядерна енергія в медицині

Проведена нині діагностика та лікування різноманітних захворювань із застосуванням ядерної енергії дає надію на більш ефективне її використання в майбутньому. Проводяться дослідження щодо його використання також для усунення наслідків різних захворювань. Прикладом використання ядерної енергії в медицині може бути рентгенодіагностика, яка полягає в реєстрації випромінювання рентгенівської трубки, ослабленого внаслідок часткового поглинання організмом пацієнта. Застосовувані рентгенівські апарати дозволяють зробити знімки, наприклад, грудної клітини або черепа. Ядерна енергія також використовується у виробництві багатьох ліків, у бальнеології (наприклад, лікувальні ванни), а також у стерилізації медичного та лабораторного обладнання.

Інші види використання ядерної енергії

• Явища радіоактивного розпаду знайшли широке застосування у виробництві ефективних енергетичних батарей.
• У космічній науці ядерна енергія використовується для руху космічних зондів, призначених для дослідження Сонячної системи.
• У наукових дослідженнях це дозволяє датувати археологічні та палеонтологічні розкопки.
• Атомна енергія використовується в процесах опріснення води. Цей метод особливо важливий у країнах, які мають обмежені ресурси питної води.
• Він також використовується для виявлення забруднення в річках або озерах.