W tym artykule zostanie zilustrowana konwersja energii jądrowej w energię świetlną wraz ze szczegółowymi wyjaśnieniami.
Zasadniczo konwersja energii jądrowej na energię świetlną jest pośrednim etapem przekształcania energii jądrowej w energię elektryczną. Możemy przekształcić energię jądrową w energię elektryczną w procesie Fotonowe pośrednie bezpośrednie przetwarzanie energii (PIDEC). Proces ten wykorzystuje fluorescer do generowania fotonów. Fluorescer stosowany jest w postaci gazu.
Jak energia jądrowa jest przekształcana w energię światła?
W reakcji rozszczepienia jądrowego ciężkie jądra dzielą się na fragmenty jąder lżejszych. W tej reakcji emitowane są neutrony. Neutrony te służą do wzbudzania fluorescera, w wyniku czego emitowane jest wąskopasmowe światło ultrafioletowe.
W ten sposób energia jądrowa zamienia się w energię świetlną, która z kolei jest zamieniana na energię elektryczną przez konwerter fotowoltaiczny.
Ponieważ energia świetlna wąskopasmowa jest wytwarzana przez PIDEC, uwolnione fotony są również fotonami wąskopasmowymi. Mają więc większą wydajność konwersji niż zwykłe ogniwa słoneczne. 40% sprawność konwersji można uzyskać z PIDEC, podczas gdy z elektrowni jądrowych można uzyskać tylko 35% sprawność konwersji, ponieważ mają one ograniczenia dotyczące paliwa jądrowego i wody jako chłodziw.
Reaktory jądrowe czwartej generacji są najlepsze do zamontowania w nich PIDEC. Ciecze o niskim ciśnieniu mogą pełnić rolę zarówno paliwa, jak i chłodziwa. Stosowanie tych reaktorów jądrowych może być eksploatowane w bezpieczny sposób w bardzo wysokich temperaturach, co z kolei zwiększa wydajność konwersji.
Przykłady energii jądrowej do energii świetlnej
23 + energia nuklearna do konwersji energii świetlnej wraz z ich szczegółami podano poniżej:
- PIDEC
- Słońce
- CFL
- Żarówki jądrowe
- Bomba termojądrowa
- Głowice nuklearne
- Muszle jądrowe
- Jądrowe pociski wycieczkowe
- Statek jądrowy do wysyłania pocisków
- Jądrowe pociski ziemia-ziemia
- Pociski jądrowe powietrze-ziemia
- Jądrowe pociski przeciw okrętom
- Jądrowe pociski balistyczne
- Broń penetrująca Ziemię
- Izotopy radioaktywne
- Rakieta z fragmentem rozszczepienia jądrowego
- Żagiel rozszczepienia jądrowego
- Rakieta do syntezy jądrowej
- Rakieta reaktora z rdzeniem gazowym
- Rakieta jądrowa ze słoną wodą
- Rakieta radioizotopowa
- Jądrowa rakieta fotoniczna
- Elektryczna rakieta jądrowa
PIDEC
W procesie tym reakcje rozszczepienia jądrowego są źródłem generowania neutronów, które z kolei wzbudzają fluorescer i emitują fotony wąskopasmowe.
Słońce
Konwersja energii opiera się na reakcji syntezy jądrowej w przypadku słońca. W ekstremalnie wysokiej temperaturze i ciśnieniu jądra jądra oddzielają się od elektronów. Atomy helu powstają z jąder wodoru w wyniku fuzji. Podczas tego procesu uwalniana jest energia świetlna.
to jest najważniejsze przykład energetyki jądrowej do konwersji energii świetlnej.
CFL
Kompaktowa lampa fluorescencyjna jest jednym z najważniejszych przykładów konwersji energii jądrowej na energię świetlną. W nim elektrony przyłączone do atomów rtęci ulegają wzbudzeniu i uwalniają fotony w postaci światła ultrafioletowego. Następnie, gdy wracają do niższych stanów energetycznych, przekształcają to światło ultrafioletowe w światło widzialne.
Żarówki jądrowe
W tego typu silnikach stosuje się reaktor rozszczepienia gazowego, dzięki czemu można uzyskać napęd jądrowy.
Bomba termojądrowa
W wybuchu wywołanym tego typu bombą następuje przemiana energii jądrowej w energię świetlną.
Głowice nuklearne
W tej broni też energia jądrowa na energię świetlną oraz energię cieplną zachodzi konwersja energii.
Muszle jądrowe
Działo dostarcza pociski nuklearne związane z artylerią nuklearną. To jest kolejny przykład energii jądrowej na światło konwersja energii.
Jądrowe pociski wycieczkowe
Zwykle niosą ze sobą głowice nuklearne. Mają krótki zasięg i lżejszy ładunek niż pociski balistyczne.
Statek jądrowy do wysyłania pocisków
Jest to bardzo ważny przykład konwersji energii jądrowej na energię świetlną.
Jądrowe pociski ziemia-ziemia
Tego typu pociski używane do przenoszenia głowic nuklearnych. Zawsze mają zasięg większy niż 5500 km.
Pociski jądrowe powietrze-ziemia
Są one używane do rzucania z samolotów wojskowych do celów na lądzie lub morzu.
Jądrowe pociski przeciw okrętom
Energia jądrowa na energię świetlną oraz W tego typu pociskach zachodzi konwersja energii cieplnej.
Jądrowe pociski balistyczne
Podąża za trajektorią balistyczną aby ładunek mógł zostać dostarczony do celu. Można przy nich przenosić amunicję jądrową i materiały wybuchowe. Jest to więc kolejny godny uwagi przykład przekształcenia energii jądrowej w energię świetlną.
Broń penetrująca Ziemię
Służy do wybuchów podziemnych. Zazwyczaj podziemne bunkry wojskowe są niszczone przez tę broń jądrową. Energia jądrowa jest przekształcana w energię świetlną oraz energię cieplną poprzez podziemne eksplozje.
Izotopy radioaktywne
Rozpad tych pierwiastków wytwarza energię cieplną i świetlną. Jest to ważny przykład konwersji energii jądrowej na energię świetlną.
Rakieta z fragmentem rozszczepienia jądrowego
Dzięki zastosowaniu tej rakiety z fragmentem rozszczepienia można wygenerować bardzo wysoki impuls właściwy. Produkty uboczne powstałe w wyniku rozszczepienia jądrowego są wykorzystywane do wytwarzania ciągu.
Żagiel rozszczepienia jądrowego
To statek kosmiczny, taki jak żagiel słoneczny. Do jego napędzania wykorzystuje się fragmenty rozszczepienia.
Rakieta do syntezy jądrowej
Ten typ rakiety nie potrzebuje dużego zapasu paliwa. Opiera się to na napędzie fuzyjnym, który zapewnia efektywne przyspieszenie rakiety w kosmosie.
Rakieta reaktora z rdzeniem gazowym
Do napędzania tego typu reaktorów stosuje się odprowadzone chłodziwo reaktora rozszczepienia gazowego. Ten reaktor jądrowy ma rdzeń z gazu lub plazmy.
Rakieta jądrowa ze słoną wodą
W tego typu rakietach stosuje się sole plutonu lub 20% soli uranu. Ten roztwór soli generuje ciąg w tej rakiecie. Tutaj również energia jądrowa jest najpierw zamieniana na energię cieplną, a następnie mechaniczną energia (ciąg), a niewielka jej część jest zamieniana na energię światła.
Rakieta radioizotopowa
Ten typ rakiety jest również przykładem energii jądrowej na energię świetlną. Opiera się to na rozpadzie pierwiastków promieniotwórczych. W wyniku rozpadu takich pierwiastków wytwarzana jest energia cieplna, która z kolei wytwarza ciąg, czyli energię mechaniczną do poruszania rakietą w górę. Niewielka ilość energii cieplnej zamieniana jest na energię świetlną.
Jądrowa rakieta fotoniczna
W tym typie rakiety energia jądrowa jest również przekształcana na energię świetlną. W tym procesie powstają wysokie temperatury, które z kolei emitują promieniowanie ciała doskonale czarnego z reaktora. To promieniowanie ciała doskonale czarnego generuje ciąg.
Elektryczna rakieta jądrowa
Jest to system napędowy statku kosmicznego. Zwykle w jego silniku wykorzystywany jest reaktor jądrowy do przekształcania energii jądrowej w energię cieplną. Ta energia cieplna jest następnie zamieniana na znaczną ilość energii elektrycznej, a pozostała energia cieplna zamieniana jest na energię świetlną.
Kliknij, aby przeczytać więcej Energia jądrowa na energię chemiczną or Energia jądrowa na energię dźwięku.
Przeczytaj także:
- Przykład zamiany energii promieniowania na energię elektryczną
- Energia kinetyczna na energię cieplną
- Jak znaleźć energię w obserwatorium promieni kosmicznych
- Jak obliczać energię w nieliniowych materiałach optycznych
- Jak obliczyć energię swobodną w lampach
- Jak znaleźć energię zmagazynowaną w ośrodku dielektrycznym
- Przykłady energii hydroelektrycznej
- Dlaczego energia ulega rozbieżnościom w katastrofie ultrafioletowej?
- Dlaczego bilans energetyczny jest ważny w modelowaniu klimatu
- Jak projektować medyczne narzędzia diagnostyczne oparte na energii jądrowej
Cześć… jestem Ankita Biswas. Zrobiłem licencjat z fizyki z wyróżnieniem i tytuł magistra z elektroniki. Obecnie pracuję jako nauczyciel fizyki w Liceum Ogólnokształcącym. Jestem bardzo entuzjastycznie nastawiony do fizyki wysokich energii. Uwielbiam pisać skomplikowane pojęcia z fizyki w zrozumiałych i prostych słowach.