Verður kjarnorka framtíðarorkugjafi mannkynsins?
Kjarnorkuver og brennslustöðvar
Kjarnorkuver nota svipaða aðferð og brennslustöðvar til að framleiða rafmagn. Brennslustöðvar nota kol og gas til að sjóða vatn sem snýr túrbínum og býr til rafmagn. Þau kjarnorkuver sem við notum í dag byggja á þeirri hugmynd að skjóta nifteindum svo hratt í atóm að þau skiptist í tvennt, þetta býr til mikið magn af hita sem sem er notaður til að sjóða vatn sem snýr túrbínum og býr til rafmagn. Þetta býr til gríðarlega mikla orku og þess vegna er úran geymt í lokuðu rými til að hafa stjórn á orkunni.
Kostnaður á kjarnorku
Fyrir týpískan kjarnakljúf árið 2013 kostaði að meðaltali 0,79 cent/ kWh til að búa til rafmagn í kjarnorkuveri, það er um fjórum sinnum dýrara en að búa til rafmagn í brennslustöðvum.
Kostnaður á úrani er lítið búinn að breytast seinustu tuttugu árin svo verðið er mjög stöðugt.
Geislavirkur úrgangur
Geislavirkur úrgangur er bannvænn fyrir nánast allar lífverur og skaðar umhverfið þar sem það er geislavirkt. Svona úrgangur er að mestu leiti framleiddur af kjarnorkuverum eða tækni sem byggist á kjarnorku. Þessi geislavirkni minnkar yfir tíma, þess vegna er best að einangra það í nokkur hundurð til nokkur þúsund ár til að losna við geislavirknina.
Námuvinnsla úrans
Að að fá úran er ferli sem byrjar á greftri eftir málmgrítum sem er svo unnið til að fá úran, þetta er vanalega gert með því að mala málmgrýti sem inniheldur agnir af úrani. Síðan er notuð efna útskolun til að ná hreinu úrani úr steinunum.
Talan eftir frumefnaheitinu(t.d. Kr 93) er massi átómsins í atómsmassa einingum
U 235+ n = U 236
U 236= Ba 144+ Kr 89+ 3n + 177 MeV
Klofnunin (úran)
Klofnun úrans byrjar með úrani sem er að meiri hluta úran 238 en líka með úran 235. Svo skjótum við nokkrum nifteindum í það til að byrja keðjuverkunaráhrif sem endar með á að úran atómin fá eina auka nifteind. Það þýðir að úran 235 breytist í úran 236 sem getur ekki haldið sér saman svo það klofnar í baríum 141 og krypton 92 og þrjár aðrar nifteindir. Hinsvegar breytist úran 238 í úran 239 sem breytist í neptúnínum 239 sem breytist svo í plútóníum 239, við fáum enga orku úr því svo það verður geislavirkur úrgangur.
Klofnunin (þórín)
Þórín 232 er gefið eina auka nifteind og breytist í þórín 233 sem breytist í prótaktín 233 í gegnum beta-sundrun og svo í úran 233 í gegnum sama ferli. Svo er úranið notað annaðhvort til orkuframleiðslu eða sprengju framleiðslu. Ef það er notað til orkuframleiðslu þá breytist það í tvö atóm(eitt létt og hitt þungt) og tvær til þrjár nifteindir.
Kjarnasamruni
Kjarnasamruni er mun betri en kjarnaklofningurinn sem við höfum verið að nota. Eini gallinn er sá að okkur hefur ekki enn tekist að framkvæma hann. Kjarnasamruni fellst í því að fá tvö atóm til að sameinast í eitt, við það losnar orkan sem hélt öðru atóminu saman. Þetta er sama ferli og heldur sólinni gangandi en ef við reynum það á jörðinni þurfum við að hafa tíu sinnum meiri hita en í kjarna sólarinnar.
Ástæðan fyrir því að við þurfum meiri hita á jörðinni er sá að til þess að tvö atóm verði að einu þurfa þau að yfirstíga kúlombskraftinn sem er kraftur sem öll atóm hafa. Hann virkar eins og skjöldur sem heldur atómum frá því að snerta hvert annað. Í sólinni svindla atóminn á þessu með því að hverfast og birtast innann við skjöldinn en líkurnar á því að það gerist eru svo smáar að eina ástæðan fyrir því að sólin virkar er vegna þess að hún er svo stór að þetta gerist nógu oft til að líkurnar skipta ekki máli. Þegar við reynum þetta á jörðinni þá getum við ekki gert það á skala sólarinnar svo við þurfum að yfirstíga kúlombskraftinn á annann hátt. Það sem við gerum á jörðinni er að hita vetnið svo mikið að atómin komast á nægan hraða til að komast í gegnum kraftinn og sameinast í helíum.