Dlaczego energia jądrowa nazywana jest energią jądrową? Energia atomowa. Zastosowanie energii jądrowej w przemyśle

Pod koniec ubiegłego wieku naukowcy ze zdziwieniem odkryli, że atomy, a raczej jądra atomowe, samoistnie rozpadają się na części, emitując promienie i ciepło. Nazwali to zjawisko. A kiedy to obliczyli, byli jeszcze bardziej zaskoczeni: 1 g radu, jeśli zostanie całkowicie rozłożony, może dostarczyć taką samą ilość ciepła, jak spalone 500 kg węgla. Nie da się jednak skorzystać z tej właściwości - atomy rozpadają się tak wolno, że w ciągu 2000 lat uwalniana jest tylko połowa ciepła.

To jak wielka tama. Tama jest zamknięta, a woda płynie małym strumieniem, z którego nie ma pożytku.

Gdyby tama została otwarta, gdyby ludzie nauczyli się niszczyć atomy!.. Otrzymaliby nieskończony ocean energii. Ale jak to zrobić?

Mówią, że z armaty nie można strzelić wróbla, potrzebny jest mały śrut. Gdzie można zdobyć granulkę do rozszczepienia jądra atomu?

Naukowcy na całej Ziemi ciężko pracują od kilkudziesięciu lat. W tym czasie dowiedzieli się, jak to działa i znaleźli dla niego „granulkę”. Okazało się, że jest to jedna z cząstek wchodzących w skład jądra – neutron. Z łatwością przenika przez atom i rozbija jądro.

A potem okazało się, że atomy metalicznego uranu po rozdzieleniu uwalniają nowe neutrony, które niszczą sąsiednie atomy. Jeśli weźmiemy kawałek uranu, w którym wiele jąder ulegnie jednoczesnemu rozpadowi i zostanie uwolnionych wiele nowych neutronów, proces rozszczepienia będzie narastał jak lawina w górach. Bomba atomowa eksploduje.

Schemat reaktora jądrowego. Grube czarne pręty są pochłaniaczami neutronów. Reaktor podgrzewa wodę, a następnie podgrzewa wodę w wymienniku ciepła do wrzenia. Powstała para obraca turbinę elektrowni.

Wyobraź sobie, że zawaliła się wielka tama. Woda zebrana za nim spłynie gwałtownie w dół. Siła strumienia jest wielka, ale wyrządza tylko krzywdę, ponieważ zmiata wszystko na swojej drodze. Podobnie jest z atomem: kolosalna energia eksplozji może jedynie niszczyć. Ale ludzie potrzebują energii nuklearnej, żeby budować. A gdyby tak atom oddał swoje rezerwy w takich porcjach, jakie chcemy! Nie potrzeba energii – zamknięta przepustnica. Potrzebowałem - (Ile potrzebujesz?) Otworzyłem dwoje lub troje drzwi: „Zdobądź to, o co prosiłeś!”

A mężczyzna zapobiegł eksplozji.

Kto jest głównym „pracownikiem” w „elektrowni jądrowej”? Neutron. To on rozbija jądra uranu. A co jeśli usuniemy część pracowników z „fabryki”? Praca będzie przebiegać wolniej.

Dokładnie tak działa kocioł jądrowy, czyli reaktor jądrowy. Jest to duża studnia o grubych betonowych ścianach (są one potrzebne, aby zapobiec ucieczce na zewnątrz szkodliwego dla ludzi promieniowania). Studnia wypełniona jest grafitem, tym samym materiałem, z którego wykonane są grafity do ołówków. W grafitowym wypełnieniu znajdują się otwory, w których umieszczone są pręty uranowe. Kiedy jest ich wystarczająco dużo, pojawia się wymagana liczba „pracujących” neutronów i rozpoczyna się reakcja atomowa.

Aby to kontrolować, w innych otworach znajdują się metalowe pręty, które wychwytują i pochłaniają neutrony. To są „bramy” w tamie.

Nie jest potrzebna energia, bo istnieje niebezpieczeństwo wybuchu, pręty tłumiące są natychmiast opuszczane, neutrony emitowane z jąder uranu są pochłaniane, przestają działać i reakcja ustaje.

Aby reakcja przebiegła, konieczne jest podniesienie prętów przesłony, w reaktorze ponownie pojawiają się „pracujące” neutrony, a temperatura w kotle wzrasta (Ile energii potrzebujesz? Zdobądź ją!).

Reaktory jądrowe można instalować w elektrowniach jądrowych, na atomowych okrętach podwodnych, na nuklearnym lodołamaczu. Podobnie jak zwykłe kotły parowe posłusznie zamienią wodę w parę, która będzie obracać turbiny. Pięćset kilogramów paliwa nuklearnego – zawartość zaledwie dziesięciu walizek – wystarczy, aby lodołamacz Lenina pływał przez cały rok. Czy możesz sobie wyobrazić, jakie to opłacalne: nie musisz wozić ze sobą setek ton paliwa, możesz zamiast tego zabrać bardziej przydatny ładunek; można uniknąć tankowania w porcie przez cały rok, zwłaszcza, że ​​na północy nie zawsze jest to łatwe. Tak, można montować mocniejsze samochody...

W istniejących reaktorach jądrowych energię uzyskuje się poprzez niszczenie jąder składających się z dużej liczby cząstek (na przykład w jądrach uranu jest ich ponad dwieście). I choć na Ziemi jest jeszcze mnóstwo takiego paliwa, to kiedyś się skończy… Czy istnieje sposób na pozyskanie energii jądrowej z innych substancji? I naukowcy to odkryli!

Okazało się, że źródłem energii mogą być również atomy, które mają w jądrze tylko dwie cząstki: jeden proton i jeden neutron. Ale oddają go nie podczas rozszczepienia, ale podczas połączenia lub, jak mówią, podczas fuzji dwóch jąder.

Aby to zrobić, atomy wodoru należy podgrzać do wielu milionów stopni. W tej temperaturze ich rdzenie zaczynają poruszać się z ogromną prędkością i po przyspieszeniu mogą pokonać istniejące między nimi elektryczne siły odpychające. Kiedy zbliżą się wystarczająco blisko, zaczynają działać nuklearne siły przyciągające i jądra łączą się. Wydziela się tysiące razy więcej ciepła niż podczas rozszczepienia jądrowego.

Ta metoda wytwarzania energii nazywa się reakcją termojądrową. Reakcje te zachodzą w głębinach zarówno odległych gwiazd, jak i pobliskiego Słońca, które daje nam światło i ciepło. Jednak na Ziemi objawiały się one dotychczas w postaci niszczycielskiej eksplozji bomby wodorowej.

Teraz naukowcy pracują nad wymuszenie stopniowego łączenia się jąder wodoru. A kiedy nauczymy się kontrolować reakcje termojądrowe, będziemy mogli wykorzystać nieograniczone zasoby energii zawartej w wodzie, która składa się z wodoru i której zasoby są niewyczerpane.

Energia atomowa to energia uwalniana podczas transformacji jąder atomowych. Źródłem energii atomowej jest energia wewnętrzna jądra atomowego.

Bardziej dokładną nazwą energii atomowej jest energia jądrowa. Istnieją dwa rodzaje produkcji energii jądrowej:
- wdrożenie jądrowej reakcji łańcuchowej rozszczepienia ciężkich jąder;
- wdrożenie reakcji termojądrowej syntezy lekkich jąder.

Mity na temat energetyki jądrowej

Światowe rezerwy uranu się wyczerpują. Nawet dziecko wie, że w dzisiejszych czasach zasoby naturalne wyczerpują się. Rzeczywiście, zasoby wielu minerałów szybko się wyczerpują. Zasoby uranu ocenia się obecnie jako „stosunkowo ograniczone”, ale nie są one aż tak małe. Dla porównania uranu jest tyle, co cyny i 600 razy więcej niż złota. Według wstępnych szacunków naukowców zasoby tego radioaktywnego metalu powinny wystarczyć ludzkości na kolejne 500 lat. Ponadto nowoczesne reaktory mogą wykorzystywać tor jako paliwo, a jego światowe rezerwy z kolei 3 razy przekraczają rezerwy uranu.

Energia jądrowa ma niezwykle negatywny wpływ na środowisko. Przedstawiciele różnych kampanii antynuklearnych często twierdzą, że energia jądrowa zawiera „ukrytą emisję” gazów, które mają negatywny wpływ na środowisko. Jednak według wszystkich współczesnych informacji i obliczeń energia jądrowa, nawet w porównaniu z energią słoneczną czy wodną, ​​które są uważane za praktycznie przyjazne dla środowiska, zawiera dość niski poziom węgla.

Energia wiatru i fal jest znacznie mniej szkodliwa z punktu widzenia ochrony środowiska. W rzeczywistości farmy wiatrowe powstają lub zostały już zbudowane w kluczowych miejscach wybrzeża, a sama budowa już teraz zdecydowanie zanieczyszcza środowisko. Jednak budowa stacji falowych ma nadal charakter eksperymentalny, a jej wpływ na środowisko nie jest dokładnie znany, dlatego trudno nazwać je znacznie bardziej zrównoważonymi środowiskowo w porównaniu z energią jądrową.

Na obszarach, gdzie zlokalizowane są reaktory jądrowe, zapadalność na białaczkę jest większa. Poziom białaczki wśród dzieci w sąsiedztwie elektrowni jądrowych nie jest wyższy niż np. na terenach w pobliżu tzw. gospodarstw ekologicznych. Obszar rozprzestrzeniania się tej choroby może obejmować zarówno obszar wokół elektrowni jądrowej, jak i park narodowy, stopień zagrożenia jest absolutnie taki sam.

Reaktory jądrowe wytwarzają za dużo odpadów. Wbrew twierdzeniom ekologów, energia jądrowa faktycznie wytwarza minimalną ilość odpadów. Ziemia wcale nie jest wypełniona odpadami radioaktywnymi. Nowoczesne technologie wytwarzania energii jądrowej pozwolą w ciągu najbliższych 20-40 lat zminimalizować udział całkowitej ilości odpadów promieniotwórczych.

Energia jądrowa przyczynia się do rozprzestrzeniania broni na świecie. Zwiększenie liczby elektrowni jądrowych doprowadzi właśnie do ograniczenia rozprzestrzeniania broni. Głowice jądrowe wytwarzają paliwo reaktorowe bardzo dobrej jakości, a głowice reaktorowe wytwarzają około 15% światowego paliwa jądrowego. Oczekuje się, że rosnące zapotrzebowanie na paliwo reaktorowe „odwróci” takie głowice od potencjalnych terrorystów.

Terroryści jako cele wybierają reaktory jądrowe. Po tragedii z 11 września 2001 roku przeprowadzono szereg badań naukowych mających na celu określenie prawdopodobieństwa ataku na obiekty nuklearne. Jednak ostatnie brytyjskie badania dowiodły, że elektrownie jądrowe są w stanie „przetrzymać” nawet nalot Boeinga 767-400. Reaktory jądrowe nowej generacji zostaną zaprojektowane z podwyższonym poziomem ochrony przed potencjalnymi atakami ze wszystkich istniejących statków powietrznych. Planowane jest także wprowadzenie specjalnych zabezpieczeń, które można uruchomić bez interwencji człowieka lub kontroli komputera.

Energia jądrowa jest bardzo droga. Kontrowersyjne stwierdzenie. Według brytyjskiego Departamentu Handlu i Przemysłu koszt wytworzenia prądu w elektrowniach jądrowych przewyższa jedynie cenę gazu i jest 10-20 razy niższy niż energia wytwarzana przez lądowe farmy wiatrowe. Ponadto 10% całkowitego kosztu energii jądrowej pochodzi z uranu, a energia jądrowa nie jest tak podatna na ciągłe wahania cen paliw takich jak gaz czy ropa naftowa.

Likwidacja elektrowni jądrowej jest bardzo kosztowna. Stwierdzenie to dotyczy wyłącznie wybudowanych wcześniej elektrowni jądrowych. Wiele obecnych reaktorów jądrowych zbudowano bez oczekiwania na ich późniejszą likwidację. Ale przy budowie nowych elektrowni jądrowych ten punkt będzie już brany pod uwagę. Koszt likwidacji elektrowni jądrowej będzie jednak wliczony w koszt energii elektrycznej, za który płacą konsumenci. Nowoczesne reaktory projektuje się na 40 lat, a koszt ich likwidacji będzie spłacany przez ten długi okres, w związku z czym będzie miał niewielki wpływ na cenę energii elektrycznej.

Budowa elektrowni jądrowej trwa zbyt długo. Jest to być może najbardziej bezpodstawne ze wszystkich stwierdzeń kampanii antynuklearnych. Budowa elektrowni jądrowej trwa od 4 do 6 lat, co jest porównywalne z czasem budowy „tradycyjnych” elektrowni. Modułowa budowa nowych elektrowni jądrowych może w pewnym stopniu przyspieszyć proces budowy elektrowni jądrowych.

Kiedy stało się jasne, że węglowodorowe źródła surowców, takie jak ropa, gaz, węgiel, wyczerpują się. Oznacza to, że musimy szukać nowych rodzajów energii. Teraz pojawiło się bardzo poważne pytanie o możliwość katastrofalnej zmiany klimatu w związku z tym, że konwencjonalne elektrownie cieplne wytwarzają warstwę gazów cieplarnianych. W rezultacie na Ziemi następuje globalne ocieplenie. To jest absolutnie pewne. Musimy szukać nowych rodzajów energii, które do tego nie prowadzą.

Kuwszynow Wiaczesław Iwanowicz:
Budowa atomu i budowa atomu (że ma w środku jądro) stały się znane dopiero w ubiegłym stuleciu. W miarę postępu II wojny światowej stało się jasne, że z jądra atomu można wydobyć kolosalną energię. Oczywiście rozważono opcję, w jaki sposób można to wykorzystać z punktu widzenia broni, z punktu widzenia bomby atomowej.
I dopiero w latach 50. pojawiła się kwestia pokojowego wykorzystania energii atomowej i pojawiła się koncepcja „pokojowego atomu”.

W Obnińsku zbudowano pierwszą elektrownię jądrową w Związku Radzieckim. Ciekawe, że dyrektorem pierwszej elektrowni jądrowej był akademik Andriej Kapitonowicz Krasin, który, nawiasem mówiąc, później został dyrektorem Instytutu Energii i Badań Jądrowych Sosny.

Kuwszynow Wiaczesław Iwanowicz:
Weźmy protony i neutrony tworzące jądro. Jeśli znajdują się wewnątrz jądra, są ściśle powiązane siłami jądrowymi. Dlaczego jest ciasno? Ponieważ np. dwa protony mają ten sam ładunek elektryczny, powinny się ogromnie odpychać, jednak są przyciągane do siebie. Zatem w jądrze działają siły nuklearne. I okazuje się, że część masy protonów i neutronów zamienia się w energię. I jest taka słynna formuła, która jest teraz nawet zapisana na koszulkach E = Mc2. E to energia, M to masa cząstki, Z kwadrat to prędkość światła.
Okazuje się, że istnieje również szczególna energia związana z masą ciała. A jeśli w rdzeniu znajduje się jakiś rodzaj zmagazynowanej energii, jeśli rdzeń zostanie podzielony, wówczas energia ta zostanie uwolniona w postaci energii fragmentów. I to właśnie jego ilość (E) jest równa (M) na (kwadrat prędkości światła). W wyniku rozszczepienia jednego jądra powstaje energia fragmentaryczna.
Ciekawostką jest to, że w przypadku dużej ilości, na przykład rozszczepienia paliwa uranu, zachodzi jądrowa reakcja łańcuchowa. Oznacza to, że rozszczepienie jądra następuje niemal jednocześnie. To uwalnia kolosalną ilość energii. Na przykład 1,5 kg paliwa uranowego może zastąpić 1,5 wagonu węgla.

Jaką rolę w tym uniwersalnym wzorze odgrywa prędkość światła?

Kuwszynow Wiaczesław Iwanowicz:
Einstein zbudował swoje wzory na zmianę prędkości światła z jednego układu współrzędnych na inny, z których wynika, że ​​prędkość światła jest stała, a wszystkie inne prędkości innych ciał i obiektów zmieniają się. Co ciekawe, z wzoru teorii względności Einsteina wynika, że ​​podróże w czasie są możliwe! Polega ona na tym, że jeden z bliźniaków, znajdujący się w rakiecie rozpędzonej do prędkości bliskiej prędkości światła, będzie się starzeć krócej niż jego pozostający na Ziemi brat.

Wiaczesław Iwanowicz Kuwszynow, profesor, dyrektor generalny Wspólnego Instytutu Energii i Badań Jądrowych Sosny:
Według MAEA jedynie włączenie energii jądrowej zapewnia najniższy koszt energii elektrycznej. Białorusini dostrzegą tę zaletę w swoim „grubiu”.

Według badań MGATE do 2020 roku będzie, jak mówią, dziura w bilansie paliwowo-energetycznym Białorusi. Eksperci twierdzą, że jedynie przy pomocy działającej elektrowni jądrowej możliwe będzie wypełnienie luki w zużyciu energii.

Według MAEA na świecie pracuje 441 bloków energetycznych. Na Białorusi znajduje się 5 elektrowni jądrowych. Na sąsiedniej Ukrainie znajduje się elektrownia jądrowa Równe, w Rosji – Smoleńsk, Leningrad, a w budowie jest bałtycka elektrownia jądrowa.

Nikołaj Grusza, Dyrektor Departamentu Energii Jądrowej Ministerstwa Energii Republiki Białorusi:
Głównym zadaniem budowy elektrowni jądrowej i w ogóle głównym zadaniem polityki energetycznej Republiki Białorusi jest zmniejszenie uzależnienia od dostaw gazu ziemnego.
Po uruchomieniu elektrowni jądrowej o mocy ponad 2 mln kilowatów w pierwszej kolejności będzie wytwarzane około 27-29% całej energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowni jądrowej. Umożliwi to wymianę około 5 miliardów metrów sześciennych gazu ziemnego. To prawie jedna czwarta tego, co konsumujemy dzisiaj.

Atom składa się z jądra otoczonego obłokami cząstek tzw elektrony(widzieć zdjęcie). Jądra atomów – najmniejsze cząstki, z których składają się wszystkie substancje – zawierają znaczną podaż. To właśnie ta energia uwalniana jest w postaci promieniowania podczas rozpadu pierwiastków promieniotwórczych. Promieniowanie jest niebezpieczne dla życia, ale do jego wytworzenia można wykorzystać reakcje jądrowe. Promieniowanie wykorzystuje się także w medycynie.

Radioaktywność

Radioaktywność to właściwość jąder niestabilnych atomów polegająca na emitowaniu energii. Większość ciężkich atomów jest niestabilna, ale lżejsze atomy mają radioizotopy, tj. izotopy radioaktywne. Powodem radioaktywności jest to, że atomy mają tendencję do stania się stabilnymi (patrz artykuł „ ”). Wyróżnia się trzy rodzaje promieniowania radioaktywnego: promienie alfa, promienie beta I promienie gamma. Ich nazwy pochodzą od pierwszych trzech liter alfabetu greckiego. Początkowo jądro emituje promienie alfa lub beta, a jeśli jest nadal niestabilne, jądro emituje również promienie gamma. Na zdjęciu widać trzy jądra atomowe. Są niestabilne, a każdy z nich emituje jeden z trzech rodzajów promieni. Cząstki beta to elektrony o bardzo wysokiej energii. Powstają w wyniku rozpadu neutronu. Cząstki alfa składają się z dwóch protonów i dwóch neutronów. Jądro atomu helu ma dokładnie taki sam skład. Promienie gamma to wysokoenergetyczne promieniowanie elektromagnetyczne, które przemieszcza się z prędkością światła.

Cząsteczki alfa poruszają się powoli i zatrzymują je w warstwie materii grubszej niż kartka papieru. Nie różnią się niczym od jąder atomów helu. Naukowcy uważają, że hel na Ziemi jest produktem naturalnej radioaktywności. Cząstka alfa leci na odległość mniejszą niż 10 cm, a kartka grubego papieru ją zatrzyma. Cząstka beta leci w powietrzu na wysokość około 1 metra. Arkusz miedzi o grubości 1 milimetra może go powstrzymać. Intensywność promieni gamma zmniejsza się o połowę przy przejściu przez warstwę ołowiu o grubości 13 milimetrów lub warstwę o grubości 120 metrów.

Substancje radioaktywne transportuje się w grubościennych ołowianych pojemnikach, co zapobiega wyciekom promieniowania. Narażenie na promieniowanie powoduje u ludzi oparzenia, zaćmę i raka. Poziom promieniowania mierzy się za pomocą licznik Geigera. To urządzenie wydaje dźwięk kliknięcia, gdy wykryje promieniowanie radioaktywne. Po wyemitowaniu cząstek jądro uzyskuje nową liczbę atomową i zamienia się w jądro innego pierwiastka. Proces ten nazywa się rozpad radioaktywny. Jeśli nowy pierwiastek jest również niestabilny, proces rozpadu trwa aż do powstania stabilnego jądra. Na przykład, gdy atom plutonu-2 (jego masa wynosi 242) emituje cząstkę alfa, której względna masa atomowa wynosi 4 (2 protony i 2 neutrony), zamienia się w atom uranu - 238 (masa atomowa 238). Pół życia- jest to czas, w którym rozpada się połowa wszystkich atomów w próbce danej substancji. Różne mają różne okresy półtrwania. Okres półtrwania radu-221 wynosi 30 sekund, a uranu 4,5 miliarda lat.

Reakcje jądrowe

Istnieją dwa rodzaje reakcji jądrowych: fuzja nuklearna I rozszczepienie (rozszczepienie) jądra. „Synteza” oznacza „połączenie”; Podczas syntezy jądrowej dwa jądra łączą się, a jedno jest duże. Fuzja jądrowa może nastąpić tylko w bardzo wysokich temperaturach. Fuzja uwalnia ogromną ilość energii. Podczas syntezy jądrowej dwa jądra łączą się w jedno duże. W 1992 roku satelita COBE odkrył w przestrzeni kosmicznej szczególny rodzaj promieniowania, co potwierdza teorię, że powstało ono w wyniku tzw. wielki wybuch. Z terminu rozszczepienie jasno wynika, że ​​jądra rozszczepiają się, uwalniając energię jądrową. Jest to możliwe, gdy jądra bombardowane są neutronami i zachodzi w substancjach radioaktywnych lub w specjalnym urządzeniu zwanym Akcelerator cząsteczek. Jądro rozpada się, emitując neutrony i uwalniając kolosalną energię.

Energia atomowa

Energia powstająca w wyniku reakcji jądrowych może zostać wykorzystana do produkcji energii elektrycznej oraz jako źródło energii w atomowych okrętach podwodnych i lotniskowcach. Działanie elektrowni jądrowej opiera się na rozszczepieniu jądra atomowego w reaktorach jądrowych. Pręt wykonany z substancji radioaktywnej, takiej jak uran, jest bombardowany neutronami. Jądra uranu rozszczepiają się, emitując energię. To uwalnia nowe neutrony. Proces ten nazywa się reakcja łańcuchowa. Elektrownia wytwarza więcej energii na jednostkę masy paliwa niż jakakolwiek inna elektrownia, ale środki ostrożności i usuwanie odpadów radioaktywnych są niezwykle kosztowne.

Broń nuklearna

Działanie broni nuklearnej polega na tym, że niekontrolowane uwolnienie ogromnej ilości energii jądrowej prowadzi do straszliwej eksplozji. Pod koniec II wojny światowej Stany Zjednoczone zrzuciły bomby atomowe na japońskie miasta Hiroszima i Nagasaki. Zginęły setki tysięcy ludzi. Na nich opierają się bomby atomowe reakcje rozszczepienia, wodór - włączony reakcje syntezy. Zdjęcie przedstawia bombę atomową zrzuconą na Hiroszimę.

Metoda radiowęglowa

Metoda radiowęglowa określa czas, jaki upłynął od śmierci organizmu. Istoty żywe zawierają niewielkie ilości węgla-14, radioaktywnego izotopu węgla. Jego okres półtrwania wynosi 5700 lat. Kiedy organizm umiera, rezerwy węgla-14 w tkankach wyczerpują się, izotop rozpada się, a pozostałą ilość można wykorzystać do określenia, jak dawno temu organizm umarł. Dzięki metodzie datowania radiowęglowego można dowiedzieć się, jak dawno temu nastąpiła erupcja. Aby to zrobić, używają owadów i pyłków zamrożonych w lawie.

Jak jeszcze wykorzystuje się radioaktywność?

W przemyśle do określenia grubości arkusza papieru lub tworzywa sztucznego wykorzystuje się promieniowanie (patrz artykuł „”). Na podstawie intensywności promieni beta przechodzących przez arkusz można wykryć nawet niewielką niejednorodność jego grubości. Produkty spożywcze – owoce, mięso – są napromieniane promieniami gamma, aby zachować świeżość. Korzystając z radioaktywności, lekarze śledzą drogę substancji w organizmie. Na przykład, aby określić rozkład cukru w ​​organizmie pacjenta, lekarz może wstrzyknąć trochę węgla-14 do cząsteczek cukru i monitorować emisję substancji podczas jej przedostawania się do organizmu. Radioterapia, czyli napromienianie pacjenta ściśle dozowanymi porcjami promieniowania, zabija komórki nowotworowe – przerośnięte komórki organizmu.

Kiedy w 1938 roku niemieckim chemikom Otto Hahnowi i Fritzowi Strassmannowi po raz pierwszy udało się rozszczepić jądro uranu za pomocą promieniowania neutronowego, nie spieszyli się z poinformowaniem opinii publicznej o skali swojego odkrycia. Eksperymenty te położyły podwaliny pod wykorzystanie energii atomowej zarówno do celów pokojowych, jak i wojskowych.

Produkt uboczny bomby atomowej

Otto Hahn, który przed śmiercią w 1938 roku współpracował z austriacką fizyką Lise Meitner, doskonale zdawał sobie sprawę, że rozszczepienie jądra uranu – reakcja łańcuchowa nie do zatrzymania – oznacza bombę atomową. Stany Zjednoczone, chcąc wyprzedzić Niemcy w tworzeniu broni nuklearnej, uruchomiły Projekt Manhattan, przedsięwzięcie o niespotykanym dotąd zasięgu. Na pustyni Nevada wyrosły trzy miasta. W głębokiej tajemnicy pracowało tu 40 000 osób. Pod przywództwem Roberta Oppenheimera, „ojca bomby atomowej”, w rekordowym czasie powstało około 40 instytucji badawczych, laboratoriów i fabryk. Aby wydobyć pluton, pod trybunami stadionu piłkarskiego Uniwersytetu w Chicago powstał pierwszy reaktor jądrowy. Tutaj, pod przewodnictwem Enrico Fermiego, w 1942 roku uruchomiono pierwszą kontrolowaną, samowystarczalną reakcję łańcuchową. Powstałe ciepło nie znalazło jeszcze żadnego użytecznego zastosowania.

Energia elektryczna powstająca w wyniku reakcji jądrowej

W 1954 roku w ZSRR uruchomiono pierwszą na świecie elektrownię jądrową. Zlokalizowana była w Obnińsku, około 100 km od Moskwy i miała moc 5 MW. W 1956 roku w angielskim mieście Calder Hall uruchomiono pierwszy duży reaktor jądrowy. Elektrownia ta posiadała chłodzenie gazowe, co zapewniało względne bezpieczeństwo pracy. Jednak na rynku światowym coraz bardziej powszechne stały się ciśnieniowe, chłodzone wodą reaktory jądrowe chłodzone wodą, opracowane w USA w 1957 roku. Stacje takie można zbudować stosunkowo niewielkim kosztem, jednak ich niezawodność pozostawia wiele do życzenia. W ukraińskiej elektrowni jądrowej w Czarnobylu stopienie rdzenia reaktora doprowadziło do eksplozji, z uwolnieniem substancji radioaktywnych do środowiska. Katastrofa, która doprowadziła do śmierci i poważnych chorób tysięcy ludzi, wywołała liczne protesty przeciwko wykorzystaniu energii atomowej, szczególnie w Europie.

• 1896: Henri Bequerel odkrył emisję radioaktywną uranu.
• 1919 Ernest Rutherford jako pierwszy sztucznie wywołał reakcję jądrową poprzez bombardowanie atomów azotu cząsteczkami alfa, które zamieniły się w tlen.
• 1932: James Chadwick wystrzelił cząstki alfa w atomy berylu i odkrył neutrony.
• 19.38: Otto Hahn po raz pierwszy w laboratorium przeprowadza reakcję łańcuchową, rozszczepiając jądro uranu na neutrony.