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.
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.
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.
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.
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.
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.
Fapt sau legendă?
„O centrală nucleară poate exploda ca o bombă atomică.”
„Bananele sunt puțin radioactive.”
„Marie Curie a fost prima persoană cu două Premii Nobel.”
Experiment: reacția în lanț din domino
Nu se știe încă
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.
Testul lui Kokodel
- 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.