NUKLEARNA ENERGIJA

Nazvana tako|er atomska energija, energija koja se oslobada pri procesima transmutacije jezgra (v. Nuklearna fizika). Premda se nuklearna energija nalazi pohranjena u jezgrama svakog elementa, ona se mo`e prakti~ki iskori{tavati samo iz malog broja elemenata.

Atomske jezgre sastoje se od protona i neutrona, ali je njihova masa manja od protona sume masa protona i neutrona, koje ih sa~injavaju. Razlika u masi, tzv. defekt mase, otpadanu energiju, koja protone i neutrone dr`i vezane u jezgri. Uspije li, dakle, atomsku jezgru razbiti na sastavne dijelove ili na dvije ili vi{e lak{ih jezgara, oslobodit }e se golema energija, koja te sastavne dijelove dr`i zajedno. Ta se energija naziva nuklearnom energijom. Prema Einsteinovoj jednad`bi ekvivalencije mase i energije: E = mc2, gdje je E-energija, m-masa, c- brzina svijetla (c = 300.000 km/sek.). Jednom gramu mase odgovara energija od 9 x 1020 erga, odnosno oko 20 milijardi kilokalorija, {to je ekvivalentno energiji koja se dobije kad izgara 1 000 vagona lignita.

  Do otkri}a fisije urana (v.Lan~ane reakcije) 1938., prve reakcije, kod koje su i oslobo|ena energija i uvjeti osloba|anja bili takvi, da se proces mogao iskoristiti u prakti~ne svrhe, nije se moglo govoriti o iskori{tavanju nuklearne energije. Prvi nuklearni reaktor u kojem se energija osloba|a putem kontrolirane lan~ane reakcije fisije, proradio je u decembru 1942. u Chicagu, zaslugom E. Fermija i njegovih suradnika, a uskoro zatim, u julu 1945. bila je isku{ana i prva atomska bomba.

Danas je fisija U235 glavni izvor za prakti~no dobivanje nuklearne energije. Pri cijepanju jezgre U235 na dvije jezgre oslobada se oko 185 MeV energije, tj. u energiju se pretvori otprilike 0,08% mase uranove jezgre. Kao nuklearno gorivo za reaktore upotrebljava se uz U235 i plutonij. Ure|aja za prakti~no iskori{tavanje nuklearne energije (nuklearni reaktori) ima danas u mnogim zemljama.

Posljednjih godina mnogo se radi na dobivanju nuklearne energije procesom obrnutim od fisije, tzv. termonuklearnom fuzijom lakih elemenata. Proces se osniva na ~injenici, da se fuzijom vodika u helij jedan dio mase pretvori u energiju. Proces fuzije davao bi mnogo vi{e energije po gramu goriva nego proces fisije, a i samo gorivo (te{ki vodik) mnogo je jeftinije i pristupa~nije od urana. Ovaj je proces prakti~no iskori{ten za naglo dobivanje energije kod tzv. kontrolirane termonuklearne reakcije, tj. fuzije lakih elemenata iskoristiti za industrijsko dobivanje energije.

NUKLEARNA ENERGIJA, PRIMJENA

Pojam primjene nuklearne energije obuhva}a svako iskori{tavanje energije, koja potje~e iz jezgre atoma. Nuklearna energija osloba|a se prilikom cijepanja jezgre (fisija), spajanja jezgri (fuzija) i spontanog radioaktivnog raspada nestabilnih atomskih jezgri (zra~enje).

Energija fuzije za sada jo{ nije tehni~ki iskoristiva.

Fisiona energija iskori{tava se u tzv. nuklearnim ure|ajima, koji se dijele na eksperimentalne (za istra`ivanje prirode i djelovanja zra~enja u fizikalne, tehnolo{ke, kemijske, biolo{ke i sl. svrhe), produkcione (za proizvodnju novih, tj. umjetnih nuklearnih goriva, Pu-239 i U-233), i energetske (za iskori{tavanje toplinske energije dobivene fisijom u proizvodnji elektroenergije, pogonu vozila i grijanja). No ta se podjela ne mo`e uvijek izvr{iti, jer ~esto neki reaktor slu`i u dvije svrhe.

Osim toga postoji i mogu}nost iskori{tavanja golemih energija koje se osloba|aju pri eksploziji atomske bombe, u korisne svrhe (npr. umjesto eksploziva i sl.), no djelatnost na tom polju jo{ nije pre{la okvire eksperimentiranja.

Energija radioaktivnog zra~enja iskori{tava se primjenom radioaktivnih izvora (za ozra~ivanje materijala, defektoskopiju u tehnici i terapeutske svrhe u medicini) i radioaktivnih izotopa (u istra`ivanjima ili proizvodnji kao obilje`iva~i toka procesa, za terapiju i sl.).