Artikel ini menggunakan filem Korea Pandora untuk memberi amaran tentang bahaya kuasa nuklear, menerangkan prinsip dan faedah tenaga pelakuran nuklear, dan meneroka potensi pelakuran nuklear menjadi sumber tenaga yang selamat dan mampan untuk masa hadapan.

Pengenalan

Filem Korea Selatan Pandora mengikuti perjuangan untuk mencegah letupan sekunder dan kebocoran sisa radioaktif akibat pembinaan yang lemah di loji tenaga nuklear selepas gempa bumi terbesar dalam sejarah menyebabkan loji itu meletup, melepaskan radioaktiviti ke udara dan memudaratkan ramai orang. Pandora berfungsi sebagai kisah peringatan untuk mendidik dan menyedarkan orang ramai tentang bahaya kemalangan nuklear yang mungkin tidak mereka sedari.
Kuasa nuklear, biasanya dirujuk sebagai "kuasa nuklear," ialah bahagian tengah filem, satu bentuk penjanaan elektrik yang menggunakan wap air yang dihasilkan daripada tenaga yang dijana melalui tindak balas rantai pembelahan nuklear untuk menghidupkan penjana turbin untuk menghasilkan elektrik. Tindak balas pembelahan yang menggerakkan loji kuasa nuklear ialah sejenis tindak balas nuklear di mana nukleus atom, biasanya nombor jisim yang besar seperti uranium atau plutonium, berlanggar dengan neutron atau menggugat kestabilan dirinya dan berpecah kepada nukleus yang lebih kecil. Apabila jisim nuklear berkurangan sebelum dan selepas pembelahan, jisim yang dikurangkan ditukar kepada tenaga dan dibebaskan.
Walau bagaimanapun, apabila pembelahan berlaku dalam loji kuasa nuklear, ia menghasilkan sejumlah besar bahan radioaktif dan menghasilkan banyak haba, yang boleh membawa kepada kemalangan besar. Kemalangan nuklear di Chernobyl pada tahun 1986 mencemarkan sebahagian besar Eropah dengan radioaktiviti, dan letupan Mac 2011 di loji kuasa nuklear Fukushima di Jepun menyebarkan bahan radioaktif ke seluruh Jepun dan ke Lautan Pasifik. Pencairan menyebabkan teras mencair, menembusi bekas tekanan keluli dan ke dalam bekas pembendungan konkrit, dan sejumlah besar air yang disuntik untuk menyejukkan teras mengalir ke lautan, mencemarkan makanan laut di kawasan itu dengan radioaktiviti. Lapan tahun kemudian, ramai orang masih mengalami kesan selepas radiasi, dan persekitaran yang tercemar masih belum dipulihkan kepada keadaan asalnya.
Menyedari bahaya kuasa nuklear, serta kontroversi mengenai pelupusan sisa radioaktif, banyak negara melaksanakan dasar untuk mengurangkan penjanaan kuasa nuklear dan membangunkan sumber tenaga baharu dan boleh diperbaharui. Salah satu sumber tersebut ialah tenaga gabungan nuklear.

Apa itu peleburan nuklear?

Mari kita lihat proses pelakuran nuklear yang menghasilkan tenaga pelakuran nuklear, sejenis tenaga boleh diperbaharui. Pelaburan nuklear ialah apabila nukleus dengan jisim ringan, seperti hidrogen, bergabung untuk membentuk nukleus yang lebih berat. Tenaga pengikat yang dihasilkan oleh nukleon dengan jisim yang lebih ringan daripada atom besi adalah kurang jisim yang lebih kecil, jadi semakin berat nukleus, ia boleh menjadi lebih stabil. Perbezaan dalam tenaga pengikat kelihatan sebagai defisit jisim, yang menjana tenaga gabungan yang sangat besar. Nukleus yang lebih berat daripada nukleus besi juga boleh mengalami pelakuran nuklear apabila tenaga dibekalkan dari luar, membolehkan kedua-dua nukleus bergabung, dan apabila pelakuran telah berlaku, nukleus tidak boleh berpecah dengan mudah walaupun tenaga diturunkan. Proses pelakuran nuklear ini adalah sama seperti bagaimana matahari menghasilkan cahaya dan haba, jadi peranti pelakuran kadang-kadang dipanggil "matahari tiruan.
Bintang yang menjana tenaga dan cahaya mereka sendiri, seperti Matahari, menggunakan tindak balas pelakuran nuklear untuk mencapai suhu yang sangat tinggi melebihi 100 juta darjah Celsius. Dalam keadaan ini, nukleus atom bergabung bersama dalam tindak balas pelakuran nuklear, menghasilkan tenaga. Pada awal abad ke-20, orang ramai tidak tahu bagaimana Matahari boleh terus menjana sejumlah besar tenaga suria. Mengikut undang-undang pemuliharaan tenaga, jumlah tenaga yang dipancarkan dari permukaan matahari harus sama dengan jumlah tenaga yang ada di dalam matahari, yang mustahil dengan sumber tenaga yang diketahui pada masa itu, seperti kayu dan arang batu. Apabila penyelidikan kemudian menunjukkan bahawa cara matahari mendapat tenaga adalah melalui pelakuran nuklear, ramai orang mula tertanya-tanya sama ada mereka benar-benar boleh memanfaatkannya.
Selain loji kuasa gabungan, satu senjata nuklear yang telah dibangunkan menggunakan teknologi ini ialah bom hidrogen. Bom hidrogen agak mesra alam, kerana ia tidak menghasilkan sejumlah besar radioaktiviti semasa tindak balas pelakuran hidrogen. Walau bagaimanapun, kebanyakan kuasa letupan bom hidrogen ditentukan oleh pelakuran nuklear yang berlaku semasa letupan nuklear, dan tindak balas tidak boleh berlaku tanpa pembebasan sejumlah besar sinar-X sebagai pencetus awal. Tambahan pula, kecekapan bom hidrogen pada masa ini adalah setara dengan TNT jisim yang sama, dan pembangunan lanjut diperlukan.

Kelebihan pelakuran nuklear

Mengapakah orang ramai mahu membangunkan teknologi gabungan nuklear dan memanfaatkan tenaganya melalui penyelidikan? Untuk menjawab soalan ini, kita mesti bercakap terlebih dahulu tentang kelebihan pelakuran nuklear.
Pertama, pelakuran nuklear menggunakan bahan yang wujud di alam semula jadi sebagai bahan mentah. Ini adalah sesuatu yang kebanyakannya boleh diperbaharui mempunyai persamaan, tetapi tidak seperti pembelahan, yang menggunakan uranium, yang mempunyai rizab terhad, pelakuran menggunakan bahan yang mudah didapati di alam semula jadi. Pelaburan nuklear menggunakan deuterium (²H), yang boleh diperoleh daripada air laut, dan tritium (³H), yang dihasilkan daripada litium, yang boleh diekstrak dengan mudah daripada tanah. Hidrogen kini tersedia di Bumi, dan lebih-lebih lagi di angkasa, jadi kita tidak perlu risau tentang kehabisan hidrogen.
Seterusnya, pelakuran nuklear adalah menjimatkan kerana bahan apinya sangat cekap. Tenaga yang dijana semasa penjanaan kuasa gabungan adalah kira-kira 638 GJ per gram hidrogen, yang bermaksud bahawa tindak balas pelakuran menjana tujuh kali lebih tenaga daripada tindak balas pembelahan apabila menggunakan jisim bahan api yang sama. Tambahan pula, tenaga yang dijana melalui gabungan menggunakan satu gram hidrogen adalah setanding dengan tenaga yang dihasilkan oleh 21 tan arang batu dan kira-kira 60 tong minyak, menjadikannya sangat cekap tenaga.
Gabungan nuklear juga merupakan teknologi yang sangat selamat. Penjanaan kuasa pembelahan bergantung pada kehadiran jisim kritikal untuk mencetuskan tindak balas berantai, memberikan aliran kuasa haba yang stabil sambil mengawal tindak balas dengan nyahpecutan neutron. Kuasa gabungan, sebaliknya, bergantung pada mengisi bahan bakar reaktor pelakuran dengan hidrogen pada asas yang diperlukan, jadi walaupun terdapat masalah mengawal tindak balas nuklear dalam reaktor, terdapat sedikit kemungkinan letupan. Hidrogen, bahan api untuk kuasa pelakuran, wujud dalam reaktor sebagai plasma, dan tidak seperti pepejal, plasma hidrogen sangat tumpat dan boleh menampung hanya sejumlah kecil tenaga haba setiap isipadu. Jika kawalan gagal dan plasma mengenai lapisan reaktor, ia akan hilang dan tindak balas nuklear akan berhenti.
Akhirnya, pelakuran nuklear adalah mesra alam dan menghasilkan sangat sedikit bahan berbahaya. Jumlah sinaran yang dihasilkan oleh penjanaan kuasa gabungan menggunakan hidrogen dari alam semula jadi sebenarnya lebih tinggi daripada penjanaan kuasa pembelahan. Walau bagaimanapun, tidak seperti penjanaan kuasa pembelahan, yang menghasilkan bahan radioaktif yang membawa maut kepada manusia, dan penjanaan kuasa haba, yang menghasilkan sejumlah besar sulfur oksida, karbon monoksida, dan bahan berbahaya lain yang dipancarkan ke atmosfera, proses pelakuran menghasilkan bukan- radioaktif, helium tidak berbahaya kepada alam sekitar, yang tidak berbahaya kepada manusia dan alam sekitar.
Dengan cara ini, pelakuran nuklear menggunakan bahan semula jadi untuk menjana tenaga dan sangat cekap dan menjimatkan. Jika kita dapat memanfaatkan cara matahari dan alam memperoleh tenaga, kita akan dapat menikmati banyak faedah yang disebutkan di atas. Oleh itu, banyak negara terus menjalankan penyelidikan mengenai pelakuran nuklear kerana mereka percaya bahawa tidak ada alternatif yang lebih cekap untuk menyelesaikan masalah tenaga manusia daripada tenaga pelakuran nuklear pada masa kehabisan sumber dan pencemaran alam sekitar semakin meruncing.

Pengamalan Gabungan Nuklear

Banyak negara sedang berusaha keras untuk merealisasikan banyak faedah gabungan nuklear. Sebaik sahaja demonstrasi saintifik pelakuran nuklear menjadi mungkin, penyelidikan pelakuran nuklear dunia beralih ke arah pengkomersilan, menyasarkan untuk aplikasi kejuruteraan dan pengeluaran elektrik komersial. Sebagai tindak balas, negara gabungan nuklear maju menubuhkan peranti penyelidikan kerjasama antarabangsa untuk berkongsi hasil penyelidikan dan mempercepatkan pengkomersilan.
Ini ialah ITER. ITER bermaksud "jalan" dalam bahasa Latin, dan ia merangkumi harapan manusia untuk "jalan menuju tenaga baharu". Projek ITER ialah projek penyelidikan dan pembangunan kerjasama antarabangsa terbesar untuk bersama-sama membina reaktor ujian pelakuran nuklear antarabangsa untuk akhirnya membuktikan daya maju komersial tenaga pelakuran nuklear dalam menghadapi kehabisan bahan api fosil dan kebimbangan alam sekitar. Projek itu pada mulanya diterajui oleh empat negara - Amerika Syarikat, Rusia, Kesatuan Eropah dan Jepun - tetapi sejak itu telah disertai oleh Korea Selatan, China, dan India, menjadikan jumlahnya kepada tujuh negara.

Masa depan pelakuran nuklear

Percantuman nuklear membuat kemajuan yang mantap. Untuk menjadikan pelakuran nuklear praktikal, sains dan teknologi yang cemerlang diperlukan, dan baru-baru ini, persoalan telah dibangkitkan: Bolehkah pelakuran nuklear direalisasikan pada suhu bilik?
Terdapat beberapa orang yang mendakwa bahawa pelakuran nuklear boleh direalisasikan pada suhu bilik. Pada Mac 1989, Stanley Ponds dan Martin Freischmann dari University of Utah di Amerika Syarikat mengumumkan bahawa mereka telah berjaya menjalankan eksperimen pelakuran nuklear suhu bilik menggunakan paladium, yang mempunyai keupayaan untuk menyerap hidrogen, tetapi keputusan tindak balas pelakuran adalah. tidak konsisten dan tidak diiktiraf oleh komuniti saintifik. Sejak itu, pelbagai tuntutan telah dibuat, termasuk tindak balas gabungan gelembung, tetapi nampaknya sukar untuk merealisasikan gabungan nuklear suhu bilik dengan teknologi semasa.
Pasaran tenaga masa depan akan dikuasai oleh tenaga baharu dan boleh diperbaharui kerana kebimbangan alam sekitar, dan tenaga gabungan nuklear akan membawa perubahan dalam sistem bekalan tenaga masa depan kerana ia boleh membekalkan semua bentuk tenaga. Walau bagaimanapun, penyelidikan mengenai tenaga gabungan nuklear masih di peringkat awal dan baru bermula. Pada masa hadapan, kami perlu menyelesaikan masalah teknikal seperti mendiagnosis plasma, memastikannya stabil dan membuang kekotoran. Untuk melakukan ini, kita perlu mengambil pendekatan jangka panjang, dan kita perlu mempunyai dasar yang menjamin orang yang berbakat dan sokongan jangka panjang.

Kesimpulan

Gabungan nuklear telah kerap dipaparkan dalam filem baru-baru ini. Dalam filem "Iron Man," watak utama, Tony Stark, menggunakan peranti gabungan nuklear suhu bilik untuk menghidupkan sut Iron Mannya. Dia menggunakan peranti ini untuk melawan pelbagai penjahat dan menjadi superhero. Selain itu, dalam filem "Spider-Man 2," Dr. Octopus ialah seorang saintis yang mengkaji pelakuran nuklear menggunakan tritium (tritium tritium), dengan harapan untuk memperoleh kuasa tanpa had melalui tindak balas pelakuran nuklear. Eksperimen gabungannya gagal berulang kali, tetapi reaktor gabungan itu sendiri menjadi entiti dengan keinginan untuk mengawal manusia. Dalam filem ini, pelakuran nuklear digambarkan sebagai teknologi yang boleh memanfaatkan tenaga tanpa had.
Masalah dengan penjanaan kuasa gabungan ialah sinaran neutron. Sinar neutron ialah aliran neutron berkelajuan tinggi, dan neutron berkelajuan tinggi memancarkan reaktor. Tidak seperti kuasa pembelahan, yang memerlukan sejumlah besar produk tindak balas untuk diasingkan daripada alam sekitar, kuasa pelakuran menghasilkan lebih kurang sisa berbahaya kepada alam sekitar daripada kuasa pembelahan kerana ia hanya perlu dirawat apabila reaktor dinyahtauliah. Adalah penting untuk menyedari bahawa sisa radioaktif dihasilkan, walaupun dalam kuantiti yang lebih kecil daripada pembelahan.
Saya memihak kepada penjanaan kuasa gabungan. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk diingat bahawa teknologi gabungan nuklear masih berkembang, dan walaupun ia dijangka memberikan banyak faedah, mungkin terdapat kelemahan yang masih belum ditemui. Seperti yang ditunjukkan oleh sejarah kemajuan teknologi, masalah yang tidak dijangka boleh timbul dan mempunyai banyak kesan. Oleh itu, terpulang kepada manusia untuk memutuskan cara menggunakan dan menggunakan gabungan nuklear, yang menawarkan kemungkinan tanpa had, dan dengan itu datang tanggungjawab. Penyelidik yang mengkaji dan membangunkan pelakuran nuklear, serta mereka yang akan mengkomersialkan dan menggunakannya pada masa hadapan, mesti bertanggungjawab untuk mencegah penyalahgunaannya. Di samping itu, jika kita dapat memanfaatkan tenaga tanpa had daripada pelakuran nuklear, kita perlu mengambil langkah untuk menyelesaikan masalah di peringkat kebangsaan, seperti peperangan.