Energia jądrowa atomu to energia potencjalna wiązania między cząstkami jądrowymi (protonami i neutronami), która może zostać uwolniona podczas reakcji jądrowych: podczas rozszczepienia lub stopienia jąder.
CZYM JEST ATOM?
Atom składa się z jądra i krążących wokół niego ujemnie naładowanych elektronów. Jądro atomu to centrum atomu o dużej gęstości, składające się z dodatnio naładowanych protonów i elektrycznie neutralnych neutronów, które są mocno utrzymywane w centrum jądra przez energię wiązania jądrowego.
IZOTOPY
Izotop to rodzaj pierwiastka chemicznego, który ma taką samą liczbę protonów, ale różną liczbę neutronów w jądrze atomu. Na przykład deuter i tryt są izotopami wodoru.
REAKCJE FUZJI JĄDROWEJ
W Słońcu reakcje syntezy jądrowej (kombinacje) zachodzą, gdy jądra zbliżają się do siebie na odległość co najmniej 30 000 000 razy mniejszą niż grubość włosa. Aby takie reakcje zachodziły na Ziemi, atomy muszą być niezwykle gorące i szybkie – to jedyny sposób na pokonanie siły elektrostatycznego odpychania kulombowskiego.
Izotopy wodoru, deuter i tryt, są bardzo blisko siebie.
Powstaje atom helu. Podczas reakcji uwalniany jest wolny neutron i energia.
REAKCJE JĄDROWE ROZSZCZEPIENIA
Ciężkie i niestabilne jądra izotopów uranu samoistnie (lub po bombardowaniu neutronami szybkimi) rozpadają się na lżejsze pierwiastki chemiczne.
Neutron uderza w jądro uranu.
Niestabilny atom uranu rozpada się na lżejsze pierwiastki i kilka wolnych neutronów. Energia też się wyróżnia.
Powstałe wolne neutrony mogą powodować inne reakcje rozszczepienia lub zostać wychwycone przez pręty kontrolne.
FUSOR
Fusor to urządzenie, które wykorzystuje silne pole elektryczne do stworzenia warunków do syntezy jądrowej.
Pod wpływem silnego pola elektrycznego jądra atomów oddzielają się od elektronów i przemieszczają z dodatnio naładowanej sieci zewnętrznej do ujemnie naładowanej sieci wewnętrznej.
Przyspieszone jądra przelatują przez ujemnie naładowaną siatkę z bezwładności i poruszają się w kierunku centrum, gdzie mogą zderzać się z innymi jądrami.
Podczas zderzenia jądra mogą się stopić i może zajść reakcja syntezy jądrowej. W tym fuzorze zaszłaby fuzja, gdybyśmy wstrzyknęli deuter.
Blask w środku tego fuzora pojawia się, gdy spowolnione jądra ponownie przyłączają utracone elektrony
JAK WYKORZYSTUJEMY ENERGIĘ JĄDROWĄ?
WCZORAJ
– Wybuch BOMBY ATOMOWEJ następuje w wyniku niekontrolowanej reakcji łańcuchowej rozszczepienia jądrowego.
– Małe ELEKTROWNIE ROZSZCZEPIENIA JĄDROWEGO są wykorzystywane jako źródła zasilania okrętów podwodnych, tankowców i lodołamaczy.
DZISIAJ
– Wielkie ELEKTROWNIE ROZSZCZEPIENIA JĄDROWEGO w różnych krajach wytwarzają niezwykle duże ilości energii elektrycznej i ciepła.
– BATERIE JĄDROWE są wykorzystywane jako długoterminowe źródła energii w technologiach kosmicznych: satelitach, łazikach.
JUTRO
– Małe REAKTORY MODUŁOWE mają przeciwdziałać zmianom klimatycznym i zapewnić miastom zrównoważoną produkcję energii.
– REAKTORY TERMONUKLEARNE SYNTEZY zapewnią wydajną i przyjazną dla środowiska produkcję energii z mniej niebezpiecznych odpadów promieniotwórczych.
– Ze względu na niezwykle wysoką gęstość energii REAKTORY JĄDROWE będą głównym źródłem energii dla statków kosmicznych.
WYZWANIE:
– Po lewej wywołaj reakcje fuzji i rozszczepienia.
– Obserwuj reakcje.
– Zwróć uwagę na moment uwolnienia energii.
– Obserwuj plazmę na prawo od fuzora.
– Po przetestowaniu różnych reakcji otrzymasz Kwant Energii.