Năng lượng hạt nhân là gì? Ứng dụng của năng lượng nguyên tử

82

Năng lượng hạt nhân là gì?

Năng lượng hạt nhân, còn được gọi là năng lượng nguyên tử, là một công nghệ hạt nhân được phát triển để tách ra năng lượng hữu ích từ các hạt nhân nguyên tử thông qua việc sử dụng các lò phản ứng hạt nhân kiểm soát.

Hiện nay, phân hạch hạt nhân là phương pháp duy nhất được sử dụng, mặc dù còn có các phương pháp khác như tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ.

Các lò phản ứng có nhiều kích thước và mục đích sử dụng khác nhau đều sử dụng nước được đun nóng để tạo ra hơi nước, sau đó chuyển đổi thành năng lượng để phát điện hoặc tạo lực đẩy.

Năng lượng hạt nhân được sản xuất như thế nào?

Các chất được hình thành khi các nguyên tử tách ra và phóng năng lượng trong quá trình phân hạch hạt nhân. Uranium là loại nhiên liệu phổ biến nhất được sử dụng để phân hạch hạt nhân trong các nhà máy điện hạt nhân.

Tuy nhiên, chỉ có một loại uranium thích hợp (U-235) để sử dụng và một số nhà máy sử dụng plutonium làm nguồn thay thế.

Cách thức hoạt động của năng lượng hạt nhân

Sự phân hạch hạt nhân xảy ra khi các nơtron va chạm với các nguyên tử nhiên liệu. Việc này gây ra sự tách rời của các nguyên tử, giải phóng nhiệt và năng lượng bức xạ, và chu kỳ này tiếp tục khi nhiều neutron tiếp tục va chạm với nhiều nguyên tử nhiên liệu hơn. Chu trình này được gọi là phản ứng dây chuyền hạt nhân.

Các lò phản ứng trong nhà máy điện hạt nhân sử dụng phản ứng dây chuyền hạt nhân để tạo ra nhiệt, từ đó làm nóng chất làm mát và tạo ra hơi nước. Hơi nước này sẽ được sử dụng để cung cấp động lực cho tuabin hoặc bánh xe và tạo ra điện.

Ưu – Nhược điểm của năng lượng hạt nhân

Hãy khám phá thêm về ưu – nhược điểm của nguồn năng lượng hạt nhân và nhận thức rằng mọi nguồn năng lượng đều có những khía cạnh tích cực và tiêu cực riêng.

Ưu điểm

Đây là một nguồn năng lượng khá trong sạch và không cần sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Nếu chúng ta quản lý chất thải phóng xạ một cách đúng đắn, không có chất độc hại nào được thải ra. Điều này giúp giảm sự xâm nhập của khí gây ô nhiễm vào không khí và giảm sự nóng lên toàn cầu.

Người ta cần đảm bảo nguồn điện được cung cấp liên tục và ổn định, có thể cung cấp điện suốt 24 giờ hàng ngày, suốt 365 ngày trong năm.

Do hiệu suất không thay đổi, giá cả cũng không thay đổi. Khác với xăng dầu, mà giá cả phụ thuộc vào quyết định của nhiều công ty và thường thay đổi liên tục, nguồn năng lượng này sẽ luôn ổn định và không biến động nhiều.

Điện hạt nhân có giá rẻ nếu xét về khối lượng năng lượng mà nó có thể tạo ra. Sử dụng ít nguyên liệu thô hơn (uranium hoặc plutonium) để sản xuất năng lượng hạt nhân giúp tiết kiệm chi phí trong quá trình vận chuyển, lưu trữ, cơ sở hạ tầng khai thác và xử lý.

Không phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên và môi trường như năng lượng tái sinh.

Nhược điểm

Nếu một hệ thống có những ưu điểm, chắc chắn cũng sẽ gặp nhược điểm và những vấn đề tiềm ẩn liên quan đến nguồn năng lượng này.

Tính đảm bảo khi mà vẫn còn nhiều lo ngại về vấn đề chất phóng xạ của nó.

Rất dễ xảy ra sự cố trong quá trình sản xuất.

Xây dựng nhà máy tốn rất nhiều kinh phí.

Quá trình khai thác và xử lý Uranium không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người mà còn gây ô nhiễm môi trường.

Cần phải đầu tư rất nhiều kinh phí vào quá trình vận chuyển và xử lý các chất thải nguyên tử.

Tuổi sống của lò không quá lâu, khoảng 60 năm.

Ứng dụng của năng lượng hạt nhân trong đời sống

Hiện nay, nguồn năng lượng hạt nhân đang trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực tế, đặc biệt là trong việc sản xuất điện. Bên cạnh đó, còn có nhiều ứng dụng quan trọng khác như:

Trong lĩnh vực nông nghiệp, việc kiểm soát côn trùng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bức xạ để ngăn chặn quá trình sinh sản của chúng khi chúng đe dọa đến mùa màng. Một phương pháp được sử dụng để tạo ra các giống cây trồng có năng suất cao là sử dụng bức xạ gamma để tạo ra đột biến trong gen của chúng. Công nghệ sử dụng bức xạ cũng được áp dụng để tạo ra chế phẩm phân giải rơm rạ và chiếu xạ trong quá trình sản xuất maltodextrin, một loại chất kháng tiêu hóa được tạo ra từ tinh bột.

Đảm bảo an toàn cho thực phẩm: Chiếu xạ được sử dụng để tiêu diệt vi khuẩn và các mầm bệnh khác có trong thực phẩm thông qua quá trình tiệt trùng. Mặc dù có thể gây khó chịu, nhưng chiếu xạ lại là phương pháp duy nhất để hoàn toàn tiêu diệt vi khuẩn trong thực phẩm tươi sống hoặc đông lạnh.

Chẩn đoán và điều trị y tế: Sử dụng trong hình ảnh để cung cấp thông tin về cơ thể con người, giúp chẩn đoán và điều trị hiệu quả hơn một số bệnh. Bác sĩ có thể dự đoán lượng bức xạ cần thiết để loại bỏ khối u ung thư mà không gây tổn hại cho tế bào khỏe mạnh. Ngoài ra, còn được sử dụng để khử trùng thiết bị y tế.

Việc khử trùng nước là vấn đề hiện nay, nhiều địa điểm vẫn đang gặp khó khăn trong việc cung cấp nguồn nước sạch để sử dụng hàng ngày. Để giải quyết vấn đề này, có thể áp dụng phương pháp khử muối để biến nước mặn thành nước uống được. Quá trình này đòi hỏi một lượng năng lượng lớn, và một nhà máy điện hạt nhân có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng cho nhà máy khử muối. Sử dụng nhà máy khử muối là một giải pháp tiết kiệm chi phí để cung cấp nguồn nước sạch.

Công nghiệp sử dụng nguồn phóng xạ và thiết bị hạt nhân để xây dựng hệ thống đo lường và tự động hóa trong quá trình sản xuất của các nhà máy. Các ứng dụng của công nghệ này bao gồm đo định mức trong các bể chứa tổng hợp trong nhà máy xi măng và giấy, đo định mức trong lon bia và nước giải khát, đo độ ẩm và tỷ trọng của giấy trong nhà máy giấy, và hệ đo phóng xạ giếng khoan trong ngành công nghiệp dầu khí.

AME Group và bạn đã cùng khám phá về năng lượng hạt nhân là gì, cách sản xuất và ứng dụng của nó trong thực tế. Hy vọng thông tin mà chúng tôi cung cấp sẽ hữu ích cho bạn trong quá trình tìm hiểu. Xin cảm ơn sự quan tâm và đọc bài viết của chúng tôi. Hẹn gặp lại bạn trong những bài viết tiếp theo.