Ath-bheachdan Niùclasach: Sgoltadh agus Co-leaghadh
Is e iongantas nàdarra a th’ ann an ath-bheachdan niùclasach anns a bheil atharrachaidhean ann an niuclasan atamach agus as urrainn tòrr lùtha a thoirt gu buil. Is e an dà phrìomh sheòrsa ath-bheachdan niùclasach sgoltadh agus co-thàthadh. Ged a tha feartan gu math eadar-dhealaichte aca, tha pàirt riatanach aig an dà chuid ann an raon farsaing de thagraidhean teicneòlais, bho ghineadh cumhachd gu armachd niùclasach.
Sgoltadh Niùclasach
Mìneachadh agus Prionnsabalan Obrach
’S e sgoltadh niùclasach am pròiseas leis am bi niùclas atamach trom, leithid uranium-235 no plutonium-239, a’ sgoltadh ann an dà niùclas nas lugha, agus mòran lùth ga leigeil ma sgaoil an cois sin. Faodar am pròiseas seo a thòiseachadh le bhith a’ bualadh niùclas uranium no plutonium neo-sheasmhach le neodron. Nuair a bhios an niùclas seo a’ gabhail a-steach neodron, bidh e gu math neo-sheasmhach agus a’ briseadh às a chèile ann an dà niùclas nas lugha, ris an canar mìrean sgoltadh, a’ leigeil a-mach barrachd neodronan agus lùth ann an cruth rèididheachd gamma agus rèididheachd cineatach.
Reactar Fission Niùclasach
'S e inneal a th' ann an reactar niùclasach a thathar a' cleachdadh gus smachd a chumail air ath-bheachdan mòra gus lùth a thoirt gu buil. Ann an reactar, tha connadh niùclasach - mar as trice air a dhèanamh de uranium no plutonium - air a chur ann an rèiteachadh a leigeas le ath-bhualadh slabhraidh fo smachd. Tha an ath-bhualadh seo air a smachdachadh le bhith a' cleachdadh slatan smachd a bhios a' gabhail a-steach neodronan agus a' slaodadh sìos ìre an t-sgoltaidh.
Tha raon farsaing de chleachdaidhean aig reactaran fission, bho ghineadh cumhachd gu cinneasachadh isotopan meidigeach. Is e aon de na prìomh bhuannachdan a tha an lùib fission niùclasach a chomas meudan mòra lùtha a thoirt gu buil bho mheudan beaga connaidh. Ach, tha grunn dhùbhlain ann cuideachd, leithid duilgheadas sgudail rèidio-beò agus cunnart thubaistean niùclasach.
Buannachdan agus Eas-bhuannachdan
Is e am prìomh bhuannachd a tha aig ath-bheachdan fision an èifeachdas ann a bhith a’ dèanamh lùth. Faodaidh reactar fision meudan mòra de lùth dealain a thoirt gu buil le bhith a’ cleachdadh glè bheag de chonnadh. A bharrachd air an sin, tha an teicneòlas a tha caran stèidhichte a’ dèanamh reactaran fision nan roghainn tharraingeach airson feumalachdan lùtha.
Ach, 's e prìomh bhacadh cinneasachadh sgudail rèidio-ghnìomhach, a dh'fheumas làimhseachadh is stòradh fad-ùine iom-fhillte is daor. Tha cunnart thubaistean, leithid an fheadhainn aig Chernobyl agus Fukushima, a' cur ri draghan mu shàbhailteachd na teicneòlais seo.
Co-leaghadh Niùclasach
Mìneachadh agus Prionnsabalan Obrach
’S e co-thàthadh niùclasach am pròiseas leis am bi dà niùclas atamach aotrom, leithid na h-isotopan haidridean deuterium agus tritium, a’ tighinn còmhla gus niùclas nas truime a chruthachadh, leithid helium, le bhith a’ leigeil ma sgaoil tòrr lùtha. ’S e am pròiseas seo an stòr lùtha a bhios a’ cumhachdachadh rionnagan, a’ gabhail a-steach a’ Ghrian.
Aig teòthachdan agus cuideaman glè àrd, faodaidh niùclas haidridein faighinn thairis air an ath-bhualadh electromagnetic eadar protonan agus fiùs. Tha an lùth a thèid a leigeil ma sgaoil sa phròiseas seo a’ tighinn bhon eadar-dhealachadh mais eadar niùclas an ath-ghnìomhach agus an toraidh, a thèid a thionndadh gu lùth a rèir co-aontar ainmeil Albert Einstein, E=mc^2.
Oidhirpean Malairteachaidh Fusion
Ged a tha comas mòr aig co-thàthadh niùclasach mar stòr lùtha cha mhòr gun chrìoch, gun charbon, tha na dùbhlain theicnigeach a thaobh a bhith a’ coileanadh agus a’ cumail suas nan suidheachaidhean anabarrach a tha riatanach airson co-thàthadh uabhasach mòr. Is e Tokamaks agus stellarators an dà sheòrsa inneal as fharsainge a chaidh a sgrùdadh airson co-thàthadh fo smachd a choileanadh. Is e inneal cumadh dònaid a th’ ann an tokamak a bhios a’ cleachdadh raointean magnetach gus plasma a dhèanamh seasmhach agus a theasachadh, an raon lùthmhor de niùclas atamach a tha riatanach airson co-thàthadh.
Is e ITER (Reactar Deuchainneach Thermonuclear Eadar-nàiseanta) aon de na pròiseactan co-aonaidh niùclasach as motha a tha a’ dol air adhart an-dràsta, a tha ag amas air sealltainn gum faod co-aonadh niùclasach a bhith na thùs lùtha obrachail agus sàbhailte. Ach, tha dùbhlain mhòra ann fhathast, a’ gabhail a-steach stuthan a leasachadh a sheasas ri suidheachaidhean anabarrach agus seasmhachd plasma a smachdachadh.
Buannachdan agus Eas-bhuannachdan
Is e am prìomh bhuannachd a tha aig co-aonadh a chomas mar stòr lùtha cha mhòr gun chrìoch agus càirdeil don àrainneachd. Bidh co-aonadh a’ dèanamh nas lugha de sgudal rèidio-beò na sgoltadh agus chan eil e a’ dèanamh sgaoilidhean gasa taigh-glainne, ga dhèanamh na fhuasgladh air leth freagarrach airson duilgheadasan lùtha is àrainneachd san fhad-ùine.
Ach, is e na prìomh chnapan-starra na dùbhlain theicnigeach mòra agus na cosgaisean uabhasach àrd a tha an lùib suidheachaidhean co-aonaidh a choileanadh agus a chumail suas. Tha an teicneòlas airson co-aonadh fo smachd fhathast na leanabh agus dh’ fhaodadh gun toir e deicheadan mus tèid a chleachdadh gu malairteach.
Tagraidhean agus Builean: Coimeas eadar Sgoltadh agus Co-leaghadh
Aig an Ionad Cumhachd
An-dràsta, chan eil ach ath-bheachdan fission air an cleachdadh gu farsaing ann an gineadh cumhachd. Bidh ionadan cumhachd niùclasach stèidhichte air fission a’ toirt seachad mu 10% den dealan cruinneil. An coimeas ri sin, tha ionadan cumhachd stèidhichte air fusion fhathast aig ìre leasachaidh deuchainneach. Ma thèid teicneòlas fusion a mhalairteachadh gu soirbheachail, tha comas mòr ann cuibhreann mòr den luchd dealain cruinneil a ghluasad chun an stòrais seo air sgàth a bhuannachdan.
Anns an raon meidigeach
Tha pàirt chudromach aig ath-bheachdan sgoltadh ann an leigheas cuideachd, gu h-àraidh ann a bhith a’ dèanamh isotopan rèidio-beò a thathas a’ cleachdadh ann an breithneachadh agus làimhseachadh. Air an làimh eile, chan eil tagraidhean meidigeach ann an-dràsta co-cheangailte ri co-thàthadh, leis gu bheil an teicneòlas fhathast na leanabh.
Buaidh Àrainneachdail
Tha sgudal rèidio-ghnìomhach bho ath-bheachdan fission ag adhbhrachadh dhraghan mòra àrainneachdail, agus feumar dòighean stòraidh is riaghlaidh sàbhailte fad-ùine. Air an làimh eile, tha co-aonadh a’ gealltainn stòr lùtha glan le glè bheag de sgudal, ged a dh’ fheumar na stuthan a thathas a’ cleachdadh ann an innealan co-aonaidh, leithid tokamaks, a riaghladh cuideachd oir faodaidh iad a bhith rèidio-ghnìomhach.
Ceiseamatan
Tha sàbhailteachd na phrìomh adhbhar dragh ann an teicneòlas reactaran niùclasach. Tha reactaran fission ann an cunnart bho thubaistean niùclasach dona, mar a chithear ann an tachartasan Chernobyl agus Fukushima. Thathas den bheachd gu bheil co-thàthadh, air sgàth a fheartan ath-bhualadh eadar-dhealaichte, nas sàbhailte leis nach eil an aon chunnart ann bho ath-bhualadh teicheadh (ath-bhualadh slabhraidh neo-riaghlaichte).
Co-dhùnadh
Tha comas mòr aig ath-bheachdan niùclasach, an dà chuid sgoltadh agus co-aonadh, airson coinneachadh ri feumalachdan lùtha a’ chinne-daonna san àm ri teachd. Tha sgoltadh niùclasach mu thràth a’ cluich pàirt chudromach ann an solar lùtha agus tagraidhean eile, ged a tha dùbhlain mu choinneamh a thaobh sgudail agus cunnartan sàbhailteachd. Air an làimh eile, tha co-aonadh niùclasach fhathast tràth na shlighe gu cleachdadh malairteach ach tha comas rèabhlaideach aige mar stòr lùtha gun chrìoch agus càirdeil don àrainneachd.
Tha an dà sheòrsa ath-bhualadh seo a’ sealltainn mar a bheir rannsachadh ann am fiosaig niùclasach chan ann a-mhàin lèirsinn dhomhainn air a’ chruinne-cè ach mar as urrainn dha cuideachd cumadh a thoirt air àm ri teachd lùth is teicneòlais daonna. Mar sin, feumaidh an dà chuid sgoltadh agus co-aonadh barrachd aire agus tasgaidh gus na buannachdan as motha fhaighinn agus na cunnartan co-cheangailte rin cleachdadh a lughdachadh.
