Fizică8 MIN · PE SCURT11 MIN · DETALIAT

Cum se face curent din atomi?

Despre energia nucleară se spun multe, unele adevărate, altele nu. Îți arăt cum funcționează, ce câștigăm și ce riscăm. Cu cifre, fără sperieturi și fără reclamă.

Capitolul 1

Energia din nucleu

În mijlocul fiecărui atom e un nucleu minuscul, făcut din protoni și neutroni, ținuți lipiți de o forță foarte puternică, numită forța nucleară tare. Dacă un nucleu mare se rupe în două, o parte din energia aceea se eliberează, mai ales sub formă de căldură.

Ruperea unui nucleu se numește fisiune. Uraniul e un metal ale cărui nuclee mari se pot rupe așa când sunt lovite de un neutron.

Detaliat

După fisiune, cele două bucăți au, împreună, puțin mai puțină masă decât nucleul de la început. Masa lipsă a devenit energie, după formula lui Einstein E = mc².

Cât de multă? Dacă s-ar rupe toate nucleele dintr-un kilogram de uraniu-235, ar ieși aproximativ la fel de multă energie ca din arderea a circa 3.000 de tone de cărbune. Într-o centrală reală se folosește doar o parte din combustibil, dar raportul rămâne uriaș.

Capitolul 2

Reacția în lanț și centrala

Când un nucleu de uraniu se rupe, aruncă de obicei doi sau trei neutroni noi. Fiecare poate rupe alt nucleu, care aruncă alți neutroni. Asta e reacția în lanț.

Într-o centrală, reacția e ținută sub control cu bare de control, care înghit neutronii în plus. Căldura fierbe apă, aburul învârte o turbină, iar turbina învârte un generator, care face curent electric. Restul seamănă cu o centrală pe cărbune, doar că nu se arde nimic.

România are o centrală nucleară la Cernavodă, lângă Dunăre, cu două reactoare. Ele produc aproape o cincime din curentul electric al țării. Reactoarele de acolo, de tip CANDU, folosesc uraniu natural și apă grea, un fel de apă în care hidrogenul are un neutron în plus.

Capitolul 3

Avantaje și riscuri

Avantajele: o centrală nucleară nu scoate fum cu dioxid de carbon cât funcționează și dă curent zi și noapte, pe orice vreme. Ocupă puțin teren pentru câtă energie produce.

Riscurile: combustibilul folosit rămâne radioactiv foarte mult timp și trebuie păstrat în siguranță mii de ani. Accidentele sunt rare, dar pot fi foarte grave. Iar o centrală nouă costă mult și se construiește greu, adesea în zece ani sau mai mult.

Detaliat
Cât dioxid de carbon iese pentru același curent
cărbune
820 g
gaz
490 g
panouri solare
48 g
nuclear
12 g
vânt
11 g
Valori aproximative, medii pe toată viața centralei (construcție, combustibil, funcționare), în grame de dioxid de carbon pe kilowatt-oră. Sursa: IPCC, 2014. Cifrele exacte diferă de la o centrală la alta.
Detaliat

Unele nuclee se rup singure în timp și aruncă particule invizibile: e radioactivitatea. În doze mari, radiația distruge celulele vii. De aceea reactoarele sunt închise în clădiri groase de beton și oțel, iar combustibilul folosit se răcește ani de zile în bazine, apoi se închide în containere speciale.

La Cernobîl, în Ucraina, în 1986, un reactor cu o construcție periculoasă a explodat în timpul unui test făcut greșit. Zeci de oameni au murit în primele luni, iar mii de copii din regiune au făcut mai târziu cancer tiroidian, cele mai multe cazuri tratate cu succes. Zona din jur e și azi aproape nelocuită.

La Fukushima, în Japonia, în 2011, un cutremur și un tsunami au oprit răcirea, iar trei reactoare s-au topit. Peste o sută de mii de oameni au fost evacuați. Specialiștii încă discută cât de mult ar trebui să ne bazăm pe energia nucleară, iar țările au ales diferit.

Capitolul 4

Fapt sau legendă?

„O centrală nucleară poate exploda ca o bombă atomică.”

E o legendă.Combustibilul dintr-o centrală obișnuită nu e destul de bogat în uraniu-235 pentru o explozie nucleară. La Cernobîl a fost o explozie de abur și de gaze, foarte gravă, dar nu o bombă atomică.

„Bananele sunt puțin radioactive.”

E un fapt.Au potasiu, iar o parte foarte mică din potasiul natural e radioactivă. Doza e minusculă și nu face rău. Și corpul tău are puțin potasiu radioactiv.

„Marie Curie a fost prima persoană cu două Premii Nobel.”

E un fapt.A primit Nobelul pentru fizică în 1903 și pe cel pentru chimie în 1911. A descoperit poloniul și radiul și a făcut cunoscut cuvântul „radioactivitate”.
Capitolul 5

Experiment: reacția în lanț din domino

De făcut acasă20 de minute · 0 din 4 pași
Capitolul 6

Nu se știe încă

Vom avea curent din fuziune, ca în Soare?

Soarele face energie lipind nuclee mici de hidrogen în heliu: e fuziunea. În 2022, un laborator din Statele Unite a obținut prima oară din fuziune mai multă energie decât au pus laserele în combustibil, dar mult mai puțină decât a consumat tot laboratorul. Nimeni nu știe încă dacă și când o centrală pe fuziune va da curent în rețea.

Capitolul 7

Testul lui Kokodel

1. Ce e fisiunea?

Fisiunea rupe nucleul. Lipirea nucleelor e fuziunea, din Soare.

2. Ce rol au barele de control?

Fără ele, reacția în lanț ar crește. Cu ele, rămâne constantă.

3. Care e un risc real al energiei nucleare?

Combustibilul folosit trebuie păstrat în siguranță mii de ani. Fum cu dioxid de carbon aproape nu scoate, iar o explozie de bombă nu e posibilă.

Surse
  • International Atomic Energy Agency (IAEA). Nuclear Power Reactors in the World.
  • World Nuclear Association. Nuclear Power in Romania.
  • Organizația Mondială a Sănătății. Health Effects of the Chernobyl Accident and Special Health Care Programmes, 2006.
  • IPCC. Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change, anexa III, 2014.

Mai departe

Ai altă întrebare? Întreabă-l pe Kokodel
Capitole
  1. 1Energia din nucleu
  2. 2Reacția în lanț și centrala
  3. 3Avantaje și riscuri
  4. 4Fapt sau legendă?
  5. 5Experiment: reacția în lanț din domino
  6. 6Nu se știe încă
  7. 7Testul lui Kokodel