Í hvað er kjarnorka aðallega notuð?

Svar

Þegar rætt er um notagildi kjarnorku er við hæfi að byrja á því að fjalla um sólina. Sólir eins og okkar eru í sinni einföldustu mynd ægistór vetnishvel. Þyngdarkraftar láta vetnið falla saman þar til þéttleiki vetnis í iðrum sólarinnar verður svo hár að kjarnasamruni gerist algengur. Við þetta losnar orka, sem hitar sólina og vinnur á móti því að hún falli saman. Til okkar berst orkan aðallega í formi ljóseinda, og það er kjarnorka sólarinnar sem gerir líf á jörðu mögulegt. Kjarnasamruni í stjörnum er líka valdur að tilurð þyngri frumeinda, en það er önnur og lengri saga.

Það má með sanni segja að kjarnasamruni í stjörnum sé nauðsynlegur fyrir tilvist okkar, en mannkynið hefur einnig nýtt sér kjarnorku á margan annan hátt. Í fyrsta lagi má nefna kjarnorkuver. Þar er keðjuverkandi kjarnaklofnun notuð til að framleiða gufu (með beinum eða óbeinum hætti) sem er síðan látin knýja hverfla til rafmagnsframleiðslu. Enn hefur ekki tekist að nýta kjarnasamruna til rafmagnsframleiðslu. Í öðru lagi má nefna kjarnorkusprengjur, en þar geta menn notað kjarnasamruna til grundvallar hinum geysiöflugu vetnissprengjum. Þetta eru þau not fyrir kjarnorku sem eru orkufrekust, en kjarnorka er notuð til ýmissa annarra hluta, þó að heildarorkan sé þar ekki af jafn stóru sniði.

Sequoyah-kjarnorkuverið.
Áður en vikið er að þessum látlausari notum kjarnorku er rétt að tala um geislavirkni. Geislavirk eru þau efni sem gefa frá sér orku, ýmist sem ljóseindir eða þá sem einhverjar hraðfara eindir (til dæmis alfa-eindir, róteindir, nifteindir eða beta-eindir), við kjarnahvörf sem lækka heildar-tengiorkuna. Geislunin er svo nýtt á ýmsan hátt.

Gammamyndavél.
Nefna má að kjarnaofnar eru notaðir til að framleiða nifteindir sem notaðar eru til efnagreiningar og yfirborðsmeðhöndlunar. Einnig er geislun notuð til þess að eyða sýklum í matvælum og drepa krabbameinsfrumur í fólki. Önnur læknisfræðileg not fyrir geislavirkni eru við þrívíddarmyndatökur á líkamanum. Með því að láta sjúkling innbyrða geislavirka blöndu, sem safnast fremur fyrir í æxli en öðrum vef, má með nákvæmum samtímamælingum (í svokallaðri gammamyndavél) staðsetja æxli allnákvæmlega í líkama. Alfa-geislar eru notaðir til rafmagnsframleiðslu í geimförum og við yfirborðsgreiningu hluta. Svona mætti lengi telja, því kjarnorkan kemur víða við og fólki hefur tekist að nýta sér hana á margan hátt.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Hvað er kjarnorka og hvernig verkar hún? eftir Ágúst Valfells
• Hvað er kjarnorkugeislun og hvernig fær maður hana? eftir JGÞ
• Hvað er í kjarnorku? eftir ÞV

Myndir:

• Sólin: MichiganTech - The Aurora Page - Images of the Sun. Sótt 15.7.2002.
• Kjarnorkuver: NCRST-DASH: National Consortium for Safety, Hazards, and Disaster Assessment of Transportation Lifelines. Sótt 15.7.2002.
• Gammamyndavél: imaginis. Sótt 15.7.2002.