Energia jądrowa dziś i w przyszłości

Uff, gorąco! Muszę schować się w cieniu, inaczej zamienię się w parę. Mmm. Hej, skąd to wszystko się tak właściwie bierze? To znaczy, jak Słońce wytwarza tak dużo ciepła i światła?

Nazywamy to syntezą termojądrową. Jądra atomowe uderzają w siebie, łączą się i wydziela się energia. Aha! Tak jak w elektrowni jądrowej. Nie, tam jest rozszczepienie.

To zupełnie co innego. Jak to, zupełnie co innego? Cóż... Wyobraź sobie, że mandarynki to protony, a kiwi to neutrony. Słońce składa się głównie z takich pierwiastków jak wodór i hel.

Są one najmniejszymi i najlżejszymi atomami. We wnętrzu Słońca lekkie jądra atomowe uderzają w siebie i tworzą cięższe atomy z większymi jądrami. Jądro wodoru tworzy jądro helu. Potem jednak dzieje się coś bardzo ciekawego. Jeśli zważymy dwa jądra wodoru, które się łączą a potem zważymy powstałe z nich jądro helu, to okaże się, że ich waga nie jest do końca równa.

Jądro helu waży trochę mniej. Masa, której brakuje, została zamieniona w energię: ciepło, światło i promieniowanie, które może spowodować oparzenia słoneczne. A więc: kiedy dwa jądra łączą się ... ... i tworzą większe jądro... ... a przy tym uwalniają energię, to zachodzi synteza termojądrowa.

Jednak w elektrowni jądrowej wykorzystywane są ciężkie atomy, zazwyczaj atomy uranu. Kiedy w jądro uranu uderza neutron, jądro uranu rozpada się i powstają dwa lżejsze jądra oraz wolne neutrony. To samo dzieje się podczas syntezy termojądrowej. Jeśli zważymy neutrony i jądra, które powstały przy podziale i porównamy ich wagę z dużym jądrem uranu, które mieliśmy na początku, to zauważymy, że brakuje trochę masy. Brakująca masa stała się energią.

Energią kinetyczną w dwóch nowych jądrach i wolnych neutronach. Ta energia jest potem zamieniana w ciepło, którego z kolei używa się do wytworzenia energii elektrycznej. Kiedy atomy dzielą się, to nazywamy ten proces rozszczepieniem jądra. Ale zaraz. Czy w elektrowni jądrowej można wykorzystać tylko rozszczepienie?

To dość niebezpieczne i skomplikowane. Czy nie możemy wykorzystywać syntezy termojądrowej zamiast rozszczepienia? Jeśli ci się uda, to dostaniesz Nagrodę Nobla. Obiecuję! Dlaczego?

Energia wytwarzana w trakcie syntezy ma kilka ważnych zalet w porównaniu do energii uzyskanej z rozszczepienia jądra atomowego. Paliwo może być wytworzone ze zwykłej wody morskiej oraz z metalu, który nazywa się lit i jest łatwo dostępny. Mniej niż jeden gram takiego paliwa wystarczy, aby zapewnić jednej osobie zapas energii na cały rok! Nie powstaje duża ilość odpadów radioaktywnych... ... i nie zachodzi reakcja łańcuchowa, która może być niebezpieczna.

Ale jeśli to taki dobry sposób, to dlaczego nie mam żadnych elektrowni, które wykorzystują syntezę termojądrową? Ponieważ... potrzeba wysokiego ciśnienia i temperatury sięgającej piętnastu milionów stopni Celsjusza. Tak jak we wnętrzu Słońca. Niektórzy naukowcy bardzo ciężko pracują, aby powstały na Ziemi elektrownie termojądrowe.

Inni wolą ulepszanie elektrowni wykorzystujących rozszczepienie, tak by zaczęły działać lepiej niż obecnie. Gdyby się udało, moglibyśmy uzyskać sto razy więcej energii z paliwa, niż używając obecnej technologii i być może nie musielibyśmy przechowywać niebezpiecznych odpadów przez tak długi czas. Dobrze, więc elektrownie wykorzystujące rozszczepienie nie byłyby takie złe...? Gdyby działały coraz lepiej i lepiej... Ale co z syntezą!

Wyobraź sobie, że dostarczyłbyś energii potrzebnej przez całe Twoje życie, używając kilku kropli wody. Tak. A przy okazji wygrałbym Nagrodę Nobla.