I dette blogindlæg vil vi på en nem og interessant måde introducere, hvordan atomteknik anvendes i hverdagen, gennem de tre felter atomenergi, stråling og plasma.
Navnet på min afdeling er atomteknik. Som du kan gætte ud fra navnet, lærer vi, hvordan reaktioner og teknologier relateret til atomkerner bruges inden for ingeniørvidenskab. For at forstå vores afdeling skal du derfor først forstå, hvad atomkerner er. Det er en velkendt kendsgerning, at atomer er de grundlæggende komponenter i alt stof. For eksempel er vand repræsenteret af det kemiske symbol 'H2O', hvilket betyder, at det består af to hydrogenatomer (H) og et iltatom (O). Atomer er sammensat af atomkerner og elektroner. For nemt at forstå deres struktur kan du forestille dig planeterne, der kredser om solen. I atomer er kernen solen, og elektronerne er planeterne. Kernen består af protoner og neutroner. Alt, hvad vi vil lære om i vores afdeling, er relateret til kernen, så dette er et meget vigtigt element.
Vores afdeling er opdelt i tre specialiseringer, som alle let kan forklares i forhold til kernen. For det første kan kernen splittes ved sammenstød. Dette kaldes kernefission, og det genererer en masse energi. Det felt, der er relateret til dette, er kerneenergi. Denne fission genererer stråling, som er usynlig for øjet, men indeholder energi. Det felt, der studerer dette, er stråling. Endelig opdeles atomer i elektroner og atomkerner for at skabe nye stoffer kaldet plasma, og det felt, der studerer dette, er plasma.
Det første felt, jeg vil introducere, er atomenergi. Det er mit yndlingsområde og udgør den største del af vores afdeling. Når man tænker på atomenergi, er det første, der falder én ind, et atomkraftværk. Det er også den del af vores afdeling, jeg er mest stolt af. Atomkraftværker er en vigtig energikilde og tegner sig for 35% af Koreas energi. Den eneste forskel mellem atomkraftværker og andre kraftværker er dog, at de genererer varme gennem nuklear fission. I sidste ende bruges denne energi til at dreje turbiner og generere elektricitet. Derfor er der, bortset fra energiproduktionsdelen, ingen forskel mellem atomkraftværker og andre kraftværker.
For at kunne udnytte vores ekspertise skal vi derfor præcist forstå, forske i og udvikle de specifikke dele af kraftværket, hvor nuklear fission finder sted, nemlig reaktorkernen. Derudover anvendes uran, der bruges som brændstof til nuklear fission, i denne del af anlægget, og fordi den håndterer så store mængder energi, kan selv den mindste mulighed for en ulykke føre til en større fare. En ulykke er ikke slutningen på historien, da der altid er risiko for strålingslækage. Derfor tages sikkerhedsforskning meget mere alvorligt end inden for andre ingeniørområder. Med andre ord er det et felt, der konstant studerer, hvordan man designer uran for effektivt at udvinde energi, og hvordan man genererer denne energi sikkert. På grund af vores skoles karakter er vi involveret i forskning, der adskiller sig fra andre atomkraftrelaterede afdelinger. Derfor er det unikt, idet vi ikke studerer, hvordan man direkte driver atomkraftværker.
På den anden side, fordi vores studier er forskningsorienterede, står vores sidsteårsstuderende for størstedelen af den atomrelaterede udvikling og innovation i Korea. Det andet felt er stråling. Stråling produceres ved fission af atomkerner, som tidligere nævnt. Man kan tænke på det som den radioaktivitet, vi almindeligvis tænker på.
Den brede offentlighed tænker ofte på radioaktivitet som et meget farligt stof, men det er kun halvt sandt. Radioaktivitet bruges faktisk i mange anvendelser. Medicinsk udstyr som røntgenstråler og MR-scanning er nemme eksempler at tænke på. Radioaktivitet varierer i vægt. Derfor kolliderer tung radioaktivitet med stof, mens let radioaktivitet har egenskaben at passere gennem stof. Vi forsker i at skabe medicinsk udstyr ved hjælp af disse egenskaber. Der forskes også i, hvordan man visualiserer radioaktivitet ved at skyde den og bestemme dens fordeling for at forstå, hvilke dele af kroppen der er vanskelige for radioaktivitet at trænge igennem, og hvordan dette forklarer kroppens tilstand. Derudover forskes der i farerne ved radioaktivitet og de acceptable eksponeringsniveauer. Der er stadig meget at lære om radioaktivitet, så forskningen fortsætter. Et aktuelt problem på dette område er detektion af stråling. For at fremstille atomvåben skal uran bruges til at skabe et unaturligt atom kaldet plutonium. Denne proces producerer stråling, og gammastråler er en type stråling, der kan betragtes som værende uden masse. Fordi de bevæger sig over meget lange afstande, kan detektion af dem afsløre tilstedeværelsen af atomvåben. Derfor forsker lande, der er bekymrede for national sikkerhed, i, hvordan man detekterer stråling, og hvilken slags stråling der udsendes som reaktion på bestemte reaktioner.
Endelig er der plasmaområdet. Plasma er opdelt i industrielt plasma og nuklear fusionsplasma. Industrielt plasma bruges i faktiske industrielle områder. Det bruges ofte til præcisionssvejsning, hvilket er en meget nyttig teknologi for Korea, der primært eksporterer halvledere. Derfor studerer vi, hvordan plasma reagerer, så det kan anvendes i praksis. Plasma er en tilstand, hvor atomer er opdelt i ioner og elektroner, så for at forstå dets bevægelse er det nødvendigt at forstå elektriske og magnetiske felter. Vi lærer, hvordan man håndterer plasma ved at forstå tendensen hos positive og negative ladninger til at bevæge sig, når elektricitet eller magnetisme flyder. At arbejde med plasma er ikke kun nyttigt i industrien. Plasma bruges også i nuklear fusion, som tiltrækker opmærksomhed som en fremtidens energikilde. I modsætning til plasma, der bruges i industrien, har plasma, der bruges i nuklear fusion, dog ekstremt høje temperaturer og densiteter, som er vanskelige at opretholde. Derfor er nøglen, hvordan man indeholder og vedligeholder dette plasma. Det anslås, at plasma skal opretholdes i omkring tre timer for at praktisk industriel nuklear fusion er mulig. Faktisk har K-star, et forskningscenter for kernefusion i Korea, opretholdt plasma ved en densitet, der er egnet til kernefusion, i tre sekunder. Selvom det er vanskeligt at opretholde plasma i så lang tid, vil kernefusion blive mulig, hvis det kan opretholdes kontinuerligt, så dette er en meget vigtig teknologi.
Vores afdeling dækker følgende tre områder. Som tidligere nævnt er disse anvendelsesområder, der er opstået gennem brugen af atomkerner. Vi forsker inden for alle disse områder. Inden for atomenergi fokuserer vi på sikkerhed, inden for stråling fokuserer vi på detektion, og inden for plasma fokuserer vi på vedligeholdelse. For at opnå dette er kontinuerlig forskning og udvikling nødvendig. Derfor stræber vores afdeling efter at give bachelorstuderende et solidt fundament i teoretisk uddannelse og at udstyre dem med alle de nødvendige færdigheder til kandidatforskning. Processen med at udvikle innovative teknologier gennem forskning og omsætte dem i praktisk anvendelse er en række kontinuerlige udfordringer og resultater. Atomteknik er et felt, der i høj grad kan bidrage til at løse fremtidige energiproblemer og skabe nye teknologier, og vores afdeling er forpligtet til at nå disse mål.
