Diferenta dintre scoala si viata? La scoala ti se da o lectie, apoi un test. In viata, ti se da un test care te invata o lectie.
Tom Bodett
Energia electrica atat de mult folosita in viata noastra, se produce la scara industriala in instalatii numite centrale electrice. In functie de tipul de energie care se transforma in energie electrica, ele pot fi: termocentrale, hidrocentrale, nuclearo-electrice.
Reactoarele nucleare sunt instalatii folosite pentru numeroase scopuri: pentru generarea de electricitate, producerea de caldura pentru incalzire domestica si industriala, producerea de hidrogen, la desalinizare, pentru propulsie nucleara marina, la productia de plutoniu, adesea pentru utilizarea in arme nucleare, la obtinerea diversilor izotopi radioactivi, cum ar fi cobaltul, molibdenul si altii, folositi in medicina.
Reactoarele nucleare sunt bazate pe fisiunea nucleara si unii le considera a fi nesigure si avand un risc asupra sanatatii, iar altii considera a fi o metoda sigura si nepoluanta de generare a electricitatii. Aducand enorme avantaje, functionarea lor este dorita si pusa in aplicare. Se prevede construirea in viitor a mai multor centrale nucleare si mentinerea si prelungirea duratei de viata a celor existente.
Primele reactoare nucleare au aparut in mod natural. Cincisprezece reactoare de fisiune naturale au fost gasite in trei depozite separate de minereu intr-o mina din vestul Africii. Aceste reactoare functioneaza de milioane de ani.
Reactorul nuclear din zilele noastre este o instalatie in care se produce o reactie nucleara in lant, controlata, spre deosebire de reactia in lant complet necontrolata a unei bombe atomice. Este format dintr-un ansamblu cilindric din otel-inox, plasat intr-un scut de beton placat cu otel pentru protectie. Reactorul se incarca cu uraniu natural – element combustibil. Materialul, combustibilul nuclear, in general se gaseste ca metal sau in diferite combinatii chimice: oxizi, carburi etc. ale acelui metal. Combustibilul solid poate avea forma de bare, tevi sau placi imbracate intr-o aparatoare de protectie. Apa este cea care este utilizata pentru racire in reactoare. Sistemul de racire al unui reactor nuclear este foarte important si trebuie multiplu asigurat, deoarece in cazul lipsei acesteia in timpul functionarii unui reactor, se poate ajunge, din cauza supraincalzirii sale rapide, la topirea reactorului, ceea ce poate fi o catastrofa nucleara.
Reactii nucleare produse prin reactii de fisiune au ca rezultat degajarea unor mari cantitati de energie.
Aceasta provine din diferenta dintre energia nucleara de legatura a elementelor grele si a celor mijlocii rezultate din fisiune si din defectul de masa care corespunde unei mari cantitati de energie conform relatiei lui Einstein ?E=?mc2. Defectul de masa (pierdere) fiind diferenta dintre masa unui atom (suma masei protonilor, neutronilor, electronilor) si masa sa atomica, determinata cu ajutorul spectrografului de masa ( aparat care determina raportul dintre sarcina electrica a unei particule si masa sa, precum si masa izotopilor).
Posibilitatea utilizarii energiei nucleare s-a realizat o data cu descoperirea fisiunii nucleare si procedeul obtinerii reactiei in lant. Neutronii care se formeaza in procesul reactiei nucleare, pot iesi prin suprafata uraniului afara si participa la dezvoltarea reactiei in lant. Fiecare fisiune nucleara presupune spargerea nucleului unui atom de element radioactiv, in doi atomi mai mici, prin eliberarea unei energii uriase. Aceasta energie este de un milion de ori mai mare decat energia eliberata de combustibilii clasici. Tot ceea ce rezulta din fisiunea nucleara este extrem de radioactiv. Practic, nucleul uraniului este lovit cu un neutron, nucleul se desparte in doua nuclee mai mici (fisiunea nucleara), apar alti doi-trei neutroni care lovesc alte nuclee si tot asa (reacie nucleara in lant), se elibereaza violent energie. Se stie ca energia eliberata la fisiunea unui kilogram de uraniu corespunde caldurii de ardere a 3000 de tone huila.
Radioactivitatea, denumita din latina radius = raza, radiatie, este un fenomen rezultat din dezintegrarea radioactiva a atomilor sau, mai bine zis, a nucleelor acestora, proces prin care nucleul unui atom se transforma spontan in alta specie de nucleu atomic, adica in izotopi radioactivi care se dezintegreaza. Transformarea este insotita de obicei de expulzarea unor particule subatomice cu o mare viteza, precum si emiterea unor unde electromagnetice cu lungime de unda foarte mica. Radioactivitatea produce deci eliberarea energiei catre mediu. Speciile de atomi care sufera fisiunea sunt: Uraniu, Plutoniu, Toriu, Protactiniu, Radiu, Poloniu etc. Uraniu, de exemplu, este un element in stare metalica, de culoare alba si care are trei izotopi naturali radioactivi, dintre care mentionam Uraniu 238 – se intrebuinteaza ca material fisionabil in reactoarele nucleare si uraniul 235, la producerea bombei atomice. Izotopul are greutate atomica diferita, are insa acelasi numar atomic si implicit aceleasi proprietati chimice.
Dar sa ne reamintim ce este un atom. Un atom este un sistem neutru din punct de vedere electric, deoarece numarul sarcinilor electrice negative este egal cu numarul sarcinilor electrice pozitive; electronii sunt incarcati negativ, iar nucleul atomic este format din protoni – incarcati pozitiv si neutroni – neutri. In ansamblu un atom arata format din invelis electronic, nucleu si orbite. Orbitele sunt electronice si nucleare. Electronii se rotesc pe orbite electronice situate la exteriorul nucleului atomic. Miscarea electronilor se face numai pe anumite orbite; electronii si orbitele electronului reprezinta invelisul nucleului atomic sau norul electronic. Nucleul atomic reprezinta samburele atomului si este alcatuit din nucleoni, protoni si neutroni care sunt asezati si se rotesc pe orbite nucleare. Energia si masa nucleonilor este constanta dar exista posibilitatea ca energia acestor nucleoni sa creasca sau sa scada prin dezintegrare nuclear – radioactiva care este transformarea spontana a nucleului atomic, in urma caruia din interiorul acestuia sunt expulzate diferite particule sub forma de radiatii ?, ?, ?.
Dupa recentul cutremur si Tsunami din Japonia, la Centrala nucleara Fukushima Daiichi s-au distrus generatoarele diesel de la pompele care racesc apa in reactoarele nucleare, apa care era in fierbere, declansand o mare presiune. Ne mai functionand energia electrica, pompele nu mai puteau scoate apa fierbinte din reactor. Ne mai vorbind ca apa din reactor este afectata de radiatii, fiind descompusa in hidrogen si oxigen. Dupa Tsunami, hidrogenul a ajuns la un punct la care a devenit un pericol de explozie. Posibil ca proiectantii sa nu fi luat in calcul posibilitatea ca sursa de energie sa nu functioneze un timp mai indelungat ? Dar cine si-a putut imagina un cutremur atat de puternic ?
Centrala nucleara are sase reactoare. Imposibilitatea de a raci combustibilul a provocat deja mai multe probleme grave, care au condus la explozii in cladirile care adapostesc reactoarele 1,2 si 3 si la mai multe incendii la reactorul 4. S-au inregistrat de mai multe ori niveluri crescute ale temperaturii si la reactoarele 5 si 6. Situatia este monitorizata atent. 50 de specialisti (acum am fost informati ca li s-au alaturat si altii) isi pun viata in pericol, pentru a incerca sa evite producerea unei catastrofe nucleare. Curajul lor este impresionant, este eroic. De eforturile lor depinde, in ultima instanta, deznodamantul accidentului de la Fukushima. Pericolul la care sunt expuse persoanele trimise sa lucreze in interiorul si in imediata vecinatate a reactoarelor avariate este enorm, ei pot suferi din cauza radiatiilor. Acolo nu mai exista curent electric si ei incearca sa repare reactoarele avariate pe intuneric, la lumina lanternelor. Eroismul de care acestia oameni dau dovada a primit recunoasterea suprema in Japonia miercuri, atunci cand, intr-o interventie televizata, considerata unica, imparatul japonez si-a exprimat sustinerea pentru cei care intervin la centrala nucleara.
Ieri,17 martie, presedintele Statelor Unite a rostit o cuvantare, in care a spus ca poporul japonez nu este singur in greaua incercare prin care trece.
Vavila Popovici, Raleigh – North Carolina