Energia nuclear

Chiril DorelIonic RobertDumitrescu SorinClasa a- X-a BMai 2011

Definiia energiei

Cuvntul energie (din limba greac veche, (energhia) - activitate, "" avnd semnificaia "n" i"" avnd semnificaia lucru) n sensul folosit nfizic, sau, mai general, n tiin, tehnic i tehnologie,energia, potenialul care determin schimbri, este unconcept folosit la nelegerea i descrierea proceselor.

Din punct de vedere tiinific, energia este o mrime careindic capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucrumecanic cnd trece printr-o transformare din starea sa ntr-oalt stare aleas ca stare de referin. Energia este o funciede stare.

Cnd un sistem fizic trece printr-o transformare, din starea san starea de referin, rmn n natur schimbri cu privire lapoziia sa relativ i la proprietile sistemelor fizice dinexteriorul lui, adic:

schimbarea poziiei, vitezei, schimbarea strii termice, schimbarea strii electrice, magnetice, att ale lui ct i ale sistemelor din exteriorul su. Efectele

asupra sistemelor externe se numesc aciunile externe alesistemului n cursul transformrii.

Definiia energiei nucleare

Energie dezvoltat ntr-o reacie nuclear de fisiune saude fuziune sau ntr-o dezintegrare radioactiv. Termenul de energie nuclear este folosit n dou

contexte:

La nivel microscopic, energia nuclear este energiaasociat forelor de coeziune a nucleonilor dat deinteraciunea tare a protonilor i neutronilor dinnucleele atomice.

La nivel macroscopic prin energie nuclear se nelegeenergia eliberat prin reaciile de fuziune nuclear dinstele i din bombele cu hidrogen, respectiv ceaeliberat prin fisiune nuclear n bombele atomice i naplicaiile civile (centrale nucleare).

Fisiune nuclear

Fisiunea este o reactie nucleara care are drept efect ruperea nucleului in 2 (sau mai multe) fragmente de masa aproximativ egala, neutroni rapizi, radiaii si energie termic.

Elementele care fisioneaz cu neutroni termici, se numesc materiale fisile. Ex. 233U, 235U, 239Pn, 241Pu. Elementele care fisioneaz cu neutroni rapizi, se numesc materiale fisionabile iar, cele care prin captur de neutroni se transform n materiale fisile, sunt considerate materiale fertile. Ex. 232Th, 238U.

Ex. fisiune 235U: Energia de fisiune se repartizeaza, ca energie cinetica fragmentelor de fisiune, comportandu-se ca

particule cu parcurs mic. Neutronii rezultati din fisiuni se incadreaza in doua grupe: prompti si intarziati. Cei prompti sunt eliberati odata cu fragmentele de fisiune (FF) (chiar de catre FF, dupa 10-14s) si au energii de max. 6 MeV, energia probabila fiind de 0,85 MeV. Simultan se emite radiatia prompta. Neutronii intarziati sunt emisi ca produsi de dezexcitare a unor nuclee care apar ca urmare a dezintegrarii - a FF.

Fisiunea nuclear, cunoscut i sub denumirea de fisiune atomic, este un proces n care nucleul unui atom se rupe n dou sau mai multe nuclee mai mici, numite produi de fisiune i, n mod uzual, un numr oarecare de particule individuale. Aadar, fisiunea este o form de transmutaie elementar. Particulele individuale pot fi neutroni, fotoni (uzual sub form de raze gamma) i alte fragmente nucleare cum ar fi particulele beta i particulele alfa. Fisiunea elementelor grele este o reacie exotermic i poate s elibereze cantiti substaniale de energie sub form de radiaii gamma i energie cinetic a fragmentelor (nclzind volumul de material n care fisiunea are loc).

Fisiunea nuclear este folosit pentru a produce energie n centrale de putere i pentru explozii n armele nucleare. Fisiunea este util ca surs de putere deoarece unele materiale, numite combustibil nuclear, pe de o parte genereaz neutroni ca juctori ai procesului de fisiune i, pe de alt parte, li se iniiaz fisiunea la impactul cu (exact aceti) neutroni liberi. Combustibilii nucleari pot fi utilizai n reacii nucleare n lan auto-ntreinute, care elibereaz energie n cantiti controlate ntr-un reactor nuclear sau n cantiti necontrolate, foarte rapid, ntr-o arm nuclear.

Fuziune nuclear

Fuziunea nuclear este procesul prin care dou nuclee atomice reacioneaz pentru a forma un nou nucleu, mai greu (cu mas mai ridicat) dect nucleele iniiale. Ca urmare a fuziunii se produc i alte particule subatomice, ca de exemplu neutroni sau raze alfa (nuclee de heliu) sau beta (electroni sau pozitroni).

Din cauz c nucleele participante n fuziune sunt ncrcate electric, reacia de fuziune nuclear poate avea loc numai atunci cnd cele dou nuclee au energie cinetic suficient pentru a nvinge potenialul electric (forele de respingere electric) i prin urmare se apropie suficient pentru ca forele nucleare (care au raz de aciune limitat) s poat rearanja nucleonii. Aceast condiie presupune temperaturi extrem de ridicate dac reacia are loc ntr-o plasm, sau accelerarea nucleelor n acceleratoare de particule.

Fuziunea nuclear este sursa principal de energie n stelele active. Fuziunea nuclear ar putea deveni o surs de energie practic nelimitat (i

ecologic) atunci cnd reactoarele de fuziune (care n prezent se afl n faz experimental i nu produc nc un surplus net de energie) vor deveni viabile din punct de vedere tehnologic i economic.

Intrebuintari ale energiei nucleare

Obtinerea energiei electrice in centralele termo-electrice

In 1990 existau 435 de centrale nucleare operationale acoperind1% din necesarul energetic mondial.Intr-un reactor nuclear se obtine caldura prin dezintegrarea atomilorradioactivi de uraniu-235. Aceasta este folosita pentru a produce abur care pune in miscare rotorul turbinelor, generand electricitate.U-235 este un izotop relativ rar al uraniului, reprezentand doar 7% din cantitatea totalade uraniu disponibil. Restul este izotopul U-238. Un izotop este o forma a unui element identica chimic cu alti izotopi, dar cu masa atomica diferita. La fel ca si combustibilii fosili, U-235 nu va dura o vesnicie. Exista un anumit tip de reactor, numit reactor de crestere, care transforma U-238 intr-un alt element radioactiv, plutoniu-239. Pu-239 poate fi utilizat pentrua genera caldura. Pana acum doar sase tari au construit astfel de centraleexperimentale. Dintre acestea, reactorul nuclear Phenix are cel mai mare succes. Daca acest tip de reactoarear deveni uzuale, rezervele mondialede uraniu ar ajunge mii de ani

Pro si contra energiei nucleare

Energia nucleara prezinta numeroase avantaje. Este economica: o tona de U-235 produce mai multaa energie decat 12 milioane de

barili de petrol. Este curata in timpul folosirii si nu polueaza atmosfera. Din pacate exista si cateva dezavantaje. Centralele nucleare sunt foarte scumpe. Produc

deseuri radioactive care trebuie sa fie depozitate sute de ani inainte de a deveniinofensive. Un accident nuclear, ca cel produs in 1986 la centrala nucleara de laCernobal, in Ucraina, poate polua zone intinse si poate produce imbolnavirea sau chiarmoartea a sute de persoane.

Cercetarile se indreapa catre descoperirea de noi surse inepuizabile de energie. Uneledintre ele sunt deja utilizate.

Energia eoliana (a vantului) afost folosita de sute de ani la propulsia corabiilor si laactionarea morilor de vant. Turbinele eoliene moderne au fost construite sa poatagenera electricitate. Doar in california se gasesc 15000 de asemenea turbine. Oameniide stiinta din SUA au calculat ca intreaga cantitate de energie ar putea fi generata devant. Energia solara este data de caldura soarelui. Captatoarele solare sub forma unorpanouri pot acoperi necesarul energetic al unei case. Celulele de combustie, realizatedin siliciu, sunt utilizate pentru producerea energiei in spatiul cosmic.

Cernobil

Cernobil 1986 Cernobil anii 2000

Cernobl (Cernobl, ucrainean / Ciornobil,rus / Cernobl) este un ora prsit dinUcraina nordic, n regiunea Kiev, n apropiere defrontiera cu Belarus, la 5116N, 3013E.

Oraul a fost prsit n anul 1986 din cauza calamitiinucleare de la Centrala Atomoelectric Cernobl, care seafl la 14,5 km spre nord-vest de localitate. Centralaelectric a fost denumit dup ora i s-a aflat n raionulCernobl, iar locatitatea i centrala n-au fost conectatedirect. n timpul construirii centralei, un ora denumitPripiat a fost construit pentru lucrtori.

Chiar dac oraul este n principal nelocuit,civa oameni triesc nc acolo. Case ocupatenu sunt diferite fa de cele nelocuite, ns peele se afl scrieri care declar c proprietarulacestei case triete aici. De asemenea,lucrtori n patrul i personalul administrativ alzonei de alienaie sunt staionai n ora pentrupaza temporar.

nainte de accident, oraul a avut o populaie de

aproximativ 14.000 locuitori.

Accidentul nuclear de la Cernobal

Accidentul nuclear de la Cernobl a fost un accident major nCentrala Atomoelectric Cernobl, pe data de 26 aprilie 1986 la01:23 noaptea, care s-a compus dintr-o explozie a centralei, urmatde contaminarea radioactiv a zonei nconjurtoare. Centralaelectric se afla la 512323N, 30558E, n apropiere de oraulprsit Pripiat, Ucraina

Accidentul a pus n discuie grija pentru sigurana industriei sovietice de energienuclear, ncetinind extinderea ei pentru muli ani i impunnd guvernuluisovietic s devin mai puin secretos. Acum statele independente Rusia,Ucraina i Belarus au fost supuse decontaminrii continue i substaniale. Edificil de estimat un numr precis al victimelor produse de evenimentele de laCernobl, deoarece secretizarea din timpul sovietic a ngreunat numrareavictimelor. Listele erau incomplete i ulterior autoritile sovietice au interzisdoctorilor citarea radiaie din certificatele de deces.

Raportul Forului Cernobl din anul 2005, condus de AgeniaInternaional pentru Energie Atomic (AIEA) i OrganizaiaMondial a Sntii (OMS), a atribuit 56 de decese directe (47 delucrtori i 9 copii cu cancer tiroidian) i a estimat c mai mult de9.000 de persoane dintre cele aproximativ 6,6 de milioane foarte

expuse pot muri din cauza unei forme de cancer. Raportul a citat

4.000 de cazuri de cancer tiroidian ntre copiii diagnosticai n 2002.

Mai multe informatii

Vizualizarea in 3D a exploziei de la Cernobal

Bibliografie

http://ro.wikipedia.org/

http://www.e-scoala.ro/fizica/energie.html

http://www.google.ro/imghp?hl=ro&tab=wi

http://www.youtube.com/watch?v=6c0r3rBZVm0

http://www.youtube.com/watch?v=FrhLueO_Iho&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=q2QWSAn4zjI

http://www.youtube.com/watch?v=bQ7EaQi-c6k

http://www.youtube.com/watch?v=44_BidFlTOI

http://www.destinatiieuropene.ro/blog/2009/04/turism-in-cernobil-la-23-de-ani-de-la-dezastru/