Năng lượng hạt nhân

NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
 Phân đôi (fission) và phân hủy hoàn toàn (fusion).
 
Một dạng năng lượng hàng đầu được nhiều nước tiến bộ về khoa học kỹ thuật sử dụng là năng lượng hạt nhân. Năng lượng nầy được tiềm tàng bên trong mỗi nguyên tử.
 
Một trong những qui luật của vũ trụ là vật chất và năng lượng không thể được tạo ra, cũng không thể bị tiêu diệt, song chúng có thể chuyển đổi từ dạng nầy sang dạng khác.
 
Vật chất có thể chuyển đổi thành năng luợng. Nhà khoa học nổi tiếng nhất thế giới Albert Einstein, đã tạo ra công thức tóan học để giải thích việc chuyển đổi nầy. Công thức đó là:
                                                             E=mc²   
E: Năng luợng; m: khối lượng vật chất; c vận tốc ánh sáng trong chân không.
Công thức E=mc², nói lên rằng, năng lượng E bằng khối lượng m nhân với bình phương vận tốc ánh sáng truyền trong chân không c²   _.      
 
Các nhà khoa học dùng phương trình nổi tiếng của Einstein E= mc² như là chìa khóa để  mở ra năng lượng nguyên tử và cũng tạo ra bom hạt nhân.
 
Nguyên tử được tạo nên bởi các phần tử nhỏ hơn. Nguyên tử gồm một hạt nhân chứa các dương điện tích (protons) và các trung hòa tích (neutrons); xoay quanh hạt nhân là những âm điện tích (electrons). Sự xoay chuyển nầy tương tự như trái đất xoay chuyển vòng quanh mặt trời.
 

1. PHÂN ĐÔI HẠT NHÂN (fission)

                                                
Nhân của một nguyên tử có thể vỡ toác ra. Khi việc vỡ tóac xảy ra, một lượng năng lượng lớn được phóng thích. Năng lượng được phóng thích đó gồm có nhiệt năng và quang năng (sức nóng và sức sáng). {Einstein nói rằng một lượng rất nhỏ vật chất chứa một lượng rât lớn năng lượng}.
 
Năng lượng nầy, khi được nới ra chầm chậm, nó có thể được khai thác để phát sinh điện.
Năng lượng nầy nếu được nới ra lập tức, nó có thể tạo ra một sự bùng nổ lớn. Do đó các nhà khoa học dùng bản chất nổ này của nguyên tử để chế tạo bom hạt nhân.
 
Nhà máy năng lượng hạt nhân dùng nguyên tử uranium làm “nhiên liệu”. Uranium là 1 nguyên tố được khai quật nhiều nơi trên quả đất nầy. Nó được chế biến thành nhiều viên tròn nhỏ xíu được lắp vào các cần rất dài, được đặt vào lò phản ứng hạt nhân của nhà máy năng lượng.
Trong phản ứng hạt nhân của 1 nhà máy năng lượng nguyên tử, các nguyên tử uranium vỡ toác ra trong phản ứng dây chuyền có kiểm soát.
 
Trong 1 phản ứng dây chuyền, các hạt nhỏ li ti được phóng thích bởi sự vỡ toang nguyên tử; nguyên tử uranium vỡ tung và đập vào các nguyên tử uranium khác và làm vỡ tiếp những hạt nầy. Các hạt li ti vỡ tung đó chẻ những những hạt nhân khác trong 1 dây chuyền phản ứng.
Trong những nhà máy năng lượng hạt nhân các cần kiểm soát được dùng để kìm giữ sự vỡ đều đặn, không xảy ra quá nhanh.
 
Phản ứng dây chuyền nầy tạo ra nhiệt năng (năng lượng nhiệt/ sức nóng).Vì vậy, thay vì đốt cháy nhiên liệu, các nhà máy năng lượng hạt nhân dùng phản ứng dây chuyền vỡ tung các nguyên tử để thay đổi năng lượng  nguyên tử thành nhiệt năng. Nhiệt năng nầy được dùng để đun sôi nước trong lõi lò phản ứng hạt nhân.
 
Phần nước chung quanh lõi hạt nhân được dẫn đến bộ phận khác của nhà máy năng lượng. Tại đây, trong bộ phận trao đổi nhiệt, nước làm nóng bộ ống đầy nước khác để tạo hơi nước. Hơi nước trong bộ ống thứ hai làm quay một động cơ hơi nước để phát điện.
 
Nếu phản ứng không được kiểm sóat, bạn có thể có 1 bom nguyên tử. Nhưng trong các bom nguyên tử, hầu hết các miếng tinh khiết của nguyên tố là uranium-235 hoặc plutonium
sáng, của một khối lượng và hình dáng chinh xác, phải được nguyên vẹn và ổn định (kìm giữ cho nhau), bởi lực lớn.
 
Phản ứng cũng tạo ra vật chất bị bức xạ nguyên tử. Vật chất bị bức xạ nầy có thể làm hại con người nếu nó được để ra ngòai, vì vậy nó được giữ trong một thể rắn,  dạng rắn. Mái vòm bê tông rất cứng được thiết kế để giữ vật chất nầy bên trong nếu tai nạn xảy ra.
 
HÌNH VẼ:
Đây là mặt căt ngang bên trong của một nhà máy năng lượng hạt nhân tiêu biểu.
HÌNH:
 
 
II. PHÂN HỦY HẠT NHÂN HÒAN TOÀN (fusion)
 
Một dạng năng lượng hạt nhân khác được gọi là phân hủy hòan tòan (fusion). Phân hủy hòan tòan nghĩa là nối những nhân nguyên tử nhỏ hơn để tạo nên một nhân nguyên tử lớn hơn. Mặt trời dùng sự phân hủy hòan toàn hạt nhân nguyên tử Hydrogen thành nguyên tử Helium. Việc nầy thóat ra nhiệt lượng (sức nóng) và quang lượng (sức sáng) và các bức xạ khác.
 
Hai trạng thái của nguyên tử Hydrogen là Deu`terium và Tritium phối hợp để tạo nên nguyên tử `Helium và một phần tử nhỏ dư ra gọi là 1 trung hòa. Phản ứng phân hủy tòan diện nầy cũng sản sinh ra năng lượng.
 
HÌNH VẼ:
 
Các nhà khoa học đang tiến hành kiểm soát sự phân hủy hoàn toàn hạt nhân trong 1 thời gian dài, đang cố gắng tạo ra một lò phản ứng phân hủy hoàn toàn để sản sinh điện. Nhưng họ cũng bối rối, hiểu thế nào để kiểm soát phản ứng trong một khỏang không gian bị ngăn chặn.
 
Không có gì đẹp hơn phân hủy hòan toàn hạt nhân để nó tao ra vật chất ít phóng xạ  hơn sự phân đôi, và sự cung cấp nhiên liệu có thể kéo dài lâu hơn mặt trời.