Ядерная энергия, получаемая в результате деления атомов урана и плутония, является мощным и эффективным источником электроэнергии. К важнейшим областям применения относятся атомные электростанции , вырабатывающие значительную часть мировой электроэнергии, а также военно-морские силовые установки для подводных лодок и авианосцев , повышающие их эксплуатационные возможности и дальность плавания. Ядерная энергия и продукты её производства, такие как кобальт-60, имеют множество применений. К ним относятся разработка энергетических систем и оружия, медицина, освоение космоса и другие примеры применения ядерной энергетики.

Примеры и применения ядерной энергетики

Вот как ядерная энергетика влияет на нашу жизнь.

1. Исследование космоса

Радиоизотопные энергетические системы (РЭС) внесли значительный вклад в наше понимание дальнего космоса. Эти миниатюрные ядерные энергетические установки обеспечивают работу космических аппаратов в суровых условиях дальнего космоса. РЭС безопасны, надежны и не требуют технического обслуживания на протяжении десятилетий освоения космоса, включая полеты к Юпитеру, Сатурну, Марсу и Плутону.

2. Ядерная энергия

Атомная энергетика производит примерно 20% всей электроэнергии в Соединенных Штатах. Она также является крупнейшим источником чистой энергии в стране , обеспечивая около 60% электроэнергии с нулевым уровнем выбросов — больше, чем все возобновляемые источники энергии вместе взятые.

Реакторный парк страны также работает более 92% времени, что делает его самым надежным источником энергии в сети на сегодняшний день – и это даже не близко.

3. Медицинская диагностика и лечение

Примерно у одной трети всех пациентов, поступивших в больницы США, диагностируется или лечатся с применением радиации или радиоактивных веществ.

Ядерная медицинская визуализация , сочетающая введение радиоизотопов с визуализацией с помощью камеры, помогает врачам в обнаружении опухолей, аномалий размеров и других осложнений. Врачи также используют радиоизотопы в терапевтических целях для уничтожения злокачественных тканей, уменьшения размеров опухолей и облегчения боли.

4. Уголовное расследование

Детективы по уголовным делам часто используют радиоизотопы для сбора вещественных доказательств, связывающих подозреваемого с конкретным преступлением. Они могут обнаруживать следы веществ в краске, стекле, клейкой ленте, взрывчатых веществах, свинце и ядах.

5. сельское хозяйство

Наконец, фермеры могут использовать радиоизотопы для борьбы с насекомыми, уничтожающими урожай, в качестве альтернативы химическим пестицидам. Такая обработка делает самцов насекомых-вредителей бесплодными. В результате популяция вредителей значительно сокращается, а в некоторых случаях уничтожается.

Ядерная энергия также используется для сохранения продуктов питания. Пищевые продукты подвергаются облучению для удаления опасных организмов без нагревания и воздействия на их питательные свойства. Это также устраняет необходимость в химических добавках и охлаждении, используя меньше энергии, чем традиционные методы консервации пищевых продуктов.

6. Ядерное оружие

Когда вы думаете о ядерной энергии, вы также можете почувствовать себя оружием, таким как атомная или водородная бомба. Эти бомбы используют как ядерное деление, так и термоядерный синтез, чтобы создать мощный взрыв, способный за считанные секунды разрушить огромные территории. Взрыв также приводит к смертельному уровню радиации для людей, переживших первоначальный взрыв.

Их использование строго ограничено из-за потенциальных разрушений, которые это оружие может нанести во время войны. В 2017 году несколько крупных стран подписали международное соглашение о прекращении распространения ядерного оружия.

7. Электричество

Когда вы думаете об атомной энергетике , вы представляете, как тепло ядерного деления используется для выработки энергии. Это происходит на атомной электростанции, где уран расщепляется в реакторе. Вырабатываемая энергия нагревает воду, которая вращает турбины. Турбины вращаются, вырабатывая электроэнергию, подобно ветряным мельницам.

Другие второстепенные примеры

• Военно-морская силовая установка: Ядерные реакторы используются для питания подводных лодок и авианосцев в различных военно-морских силах по всему миру. Ядерная двигательная установка обеспечивает увеличенную дальность полета и долговечность по сравнению с обычными двигателями, работающими на ископаемом топливе.
• Опреснение: Ядерная энергия также может использоваться в процессах опреснения для получения пресной воды из морской. Тепло, выделяемое ядерными реакторами, может быть использовано в процессах многоступенчатой ​​мгновенной дистилляции или обратного осмоса для удаления солей из морской воды, обеспечивая устойчивый источник пресной воды для прибрежных регионов.
• Радиационная стерилизация: Ядерное излучение используется для стерилизации медицинского оборудования, фармацевтических препаратов, продуктов питания и других товаров. Установки гамма-облучения используют гамма-лучи, испускаемые радиоактивными изотопами, или пучки электронов, генерируемые ускорителями, для уничтожения бактерий, вирусов и других болезнетворных микроорганизмов, сохраняя безопасность и качество продукции.
• Производство водорода: Ядерную энергию можно использовать для производства водорода с помощью таких процессов, как высокотемпературный паровой электролиз и термохимическое расщепление воды. Водород, полученный с помощью ядерной энергии, может быть использован в качестве чистого топлива для транспорта, промышленности и энергетики.

В заключение отметим, что ядерная энергия, получаемая в результате процессов деления и синтеза, стимулирует выработку электроэнергии, медицинское лечение и военно-морские двигательные установки. Его использование варьируется от обеспечения постоянного источника низкоуглеродной электроэнергии до помощи в сложных методах лечения рака и обеспечения долгосрочного использования подводных лодок и авианосцев. По мере развития технологий расширяются возможности создания более безопасных и эффективных примеров использования атомной энергетики, что приносит значительные выгоды в широком спектре отраслей.

Читайте также: Понимание ядерных отходов: управление, хранение и утилизация