انرژی هسته ای چیست؟

انرژی هسته ای، انرژی ذخیره شده در داخل یک اتم به شکل نیروهایی است که هسته اتم را به صورت واحد نگه می دارند. دانشمندان یاد گرفته اند چگونه از این نیروها مقادیر زیادی انرژی به دست آورند. این انرژی می تواند برای تولید برق مورد استفاده قرار گیرد.
آلبرت اینشتین هنگام کار بر روی نظریه ی نسبیت، فرمول ریاضی E = mc2 را کشف کرد. این فرمول نشان می دهد که ماده می تواند به انرژی تبدیل شود. گرچه این جمله مفهومی ساده به نظر می رسد، اما درواقع نشان می دهد که از مقدار کمی ماده می توان مقدار زیادی انرژی تولید کرد. این کار را نیز می توان با تقسیم (شکافتن) یک اتم طی فرآیندی به نام شکافت هسته ای انجام داد.
همجوشی هسته ای
شکافت هسته ای فرایند تقسیم یک اتم بزرگ به دو یا چند اتم کوچک تر است. هنگامی که یک اتم تقسیم می شود، مقدار عظیمی انرژی آزاد می شود. وقتی انرژی به شیوه ای کنترل شده و آهسته آزاد می شود، می توان از آن برای تولید الکتریسیته استفاده و انرژی خانه ها را تأمین کرد. زمانی که همه انرژی به یک باره آزاد می شود، واکنشی زنجیره ای رخ می دهد که باعث انفجار هسته ای می گردد.
نیروگاه های هسته ای
یکی از کاربردهای اصلی شکافت هسته ای، در نیروگاه های هسته ای است. نیروگاه های هسته ای از شکافت هسته ای استفاده می کنند تا گرما تولید کنند. آنها از این گرما برای ایجاد بخار از آب استفاده می کنند که به نوبه خود، به ژنراتورهای الکتریکی نیرو می دهد.
حدود بیست درصد برق ایالات متحده آمریکا به وسیله نیروگاه های هسته ای تولید می شود. 104 واحد تولید کننده انرژی هسته ای تجاری در این کشور وجود دارد.
نیروگاه های هسته ای از عنصر اورانیوم به عنوان سوخت استفاده می کنند. از میله های کنترل اورانیوم نیز استفاده می شود تا اطمینان حاصل گردد واکنش زنجیره ای مراحل تقسیم اتم ها، در سرعتی کنترل شده انجام می شود.
زباله های رادیواکتیو
یکی از محصولات جانبی انرژی هسته ای، زباله رادیو اکتیو است. این ماده زاید پس مانده واکنش هسته ای است. ماده رادیواکتیو می تواند برای زندگی انسان ها و جانوران خطرناک باشد.
موارد استفاده دیگر انرژی هسته ای
نیروی هسته ای علاوه بر استفاده در نیروگاه ها، کاربردهای دیگری هم دارد. یکی از کاربردها استفاده به عنوان نیروی محرکه کشتی ها و زیردریایی ها است. زیردریایی های با نیروی هسته ای می توانند در زیر آب بمانند و برای مدت زمانی طولانی با سرعت های بالا سفر کنند. نیروی هسته ای همچنین در کشتی های نیروی دریایی، کشتی هایی که برای شکستن یخ دریاهای قطبی به کار می روند و کشتی های فضایی مورد استفاده قرار می گیرد.
سوخت هسته ای
شکل دیگر انرژی هسته ای، همجوشی هسته ای است. فیوژن (همجوشی یا ادغام) هنگامی رخ می دهد که دو یا چند اتم به هم ملحق می شوند تا اتم بزرگ تری بسازند. ستاره ها انرژی شان را از همجوشی هسته ای به دست می آورند. در اعماق یک ستاره، اتم های هیدروژن از طریق همجوشی به طور دایم در حال تبدیل شدن به اتم های هلیم هستند. این فرآیندی است که انرژی نورانی و گرمایی تولید می کند که به وسیله ستاره ها از جمله خورشید بیرون داده می شود.
دانشمندان هنوز کشف نکرده اند که چگونه همجوشی را کنترل کنند تا انرژی قابل استفاده ایجاد کنند. اگر روزی این کار محقق شود خبری عالی خواهد بود چراکه همجوشی مواد رادیواکتیو کمتری تولید می کند و یک تأمین کننده تقریباً نامحدود انرژی در اختیار ما قرار می دهد.
حقایق جالب درباره انرژی هسته ای و شکافت
-ایالات متحده آمریکا از همه کشورهای جهان انرژی هسته ای بیشتری تولید می کند.
-در تاریخ انرژی هسته ای، سه فاجعه در نیروگاه های هسته ای رقم خورده. این سه فاجعه در چرنوبیل (روسیه)، جزایر تری مایل (ایالات متحده) و فوکوشیما دایچی (ژاپن) رخ داده اند.
-اولین زیردریایی هسته ای جهان یو اس اس ناتیلوس بوده که در سال 1954 به دریا انداخته شد.
-با یک قرص کوچک اورانیوم می توان معادل 1،000 کیلوگرم زغال سنگ انرژی تولید کرد.
-دودی که شما می بینید از یک نیروگاه هسته ای خارج می شود آلودگی نیست، بلکه بخار است.