W tym wpisie na blogu pokażemy w prosty i ciekawy sposób, jak inżynierię jądrową można stosować w życiu codziennym, wykorzystując w tym celu trzy dziedziny: energię jądrową, promieniowanie i plazmę.
Nazwa mojego wydziału to Inżynieria Jądrowa. Jak można się domyślić z nazwy, uczymy się, jak reakcje i technologie związane z jądrami atomowymi są wykorzystywane w inżynierii. Dlatego, aby zrozumieć nasz wydział, musisz najpierw zrozumieć, czym są jądra atomowe. Jest powszechnie wiadomym faktem, że atomy są podstawowymi składnikami całej materii. Na przykład woda jest reprezentowana przez symbol chemiczny „H2O”, co oznacza, że składa się z dwóch atomów wodoru (H) i jednego atomu tlenu (O). Atomy składają się z jąder atomowych i elektronów. Aby łatwo zrozumieć ich strukturę, wyobraź sobie planety krążące wokół słońca. W atomach jądro to słońce, a elektrony to planety. Jądro składa się z protonów i neutronów. Wszystko, czego będziemy się uczyć na naszym wydziale, jest związane z jądrem, więc jest to bardzo ważny element.
Nasz wydział jest podzielony na trzy specjalizacje, z których wszystkie można łatwo wyjaśnić w odniesieniu do jądra atomowego. Po pierwsze, jądro może zostać rozszczepione przez uderzenie. Nazywa się to rozszczepieniem jądra atomowego i generuje dużo energii. Dziedziną z tym związaną jest energia jądrowa. To rozszczepienie generuje promieniowanie, które jest niewidoczne dla oka, ale zawiera energię. Dziedziną, która to bada, jest promieniowanie. Na koniec atomy są dzielone na elektrony i jądra atomowe, aby tworzyć nowe substancje zwane plazmą, a dziedziną, która to bada, jest plazma.
Pierwszym obszarem, który przedstawię, jest energetyka jądrowa. To mój ulubiony obszar i stanowi największą część naszego wydziału. Kiedy myślisz o energetyce jądrowej, pierwszą rzeczą, jaka przychodzi na myśl, jest elektrownia jądrowa. Jest to również część naszego wydziału, z której jestem najbardziej dumny. Elektrownie jądrowe są głównym źródłem energii, stanowiąc 35% energii Korei. Jednak jedyną różnicą między elektrowniami jądrowymi a innymi elektrowniami jest to, że generują ciepło poprzez rozszczepienie jądra atomowego. Ostatecznie energia ta jest wykorzystywana do obracania turbin i wytwarzania energii elektrycznej. Dlatego poza częścią dotyczącą wytwarzania energii nie ma różnicy między elektrowniami jądrowymi a innymi elektrowniami.
Dlatego, aby wykorzystać naszą wiedzę specjalistyczną, musimy dokładnie zrozumieć, zbadać i rozwinąć konkretne części elektrowni, w których zachodzi rozszczepienie jądrowe, mianowicie rdzeń reaktora. Ponadto uran, który jest używany jako paliwo do rozszczepienia jądrowego, jest używany w tej części elektrowni i ponieważ przetwarza tak duże ilości energii, nawet najmniejsze prawdopodobieństwo wypadku może prowadzić do poważnego zagrożenia. Wypadek nie jest końcem historii, ponieważ zawsze istnieje ryzyko wycieku promieniowania. Dlatego badania nad bezpieczeństwem są traktowane znacznie poważniej niż w innych dziedzinach inżynierii. Innymi słowy, jest to dziedzina, która stale bada, jak projektować uran, aby wydajnie uzyskiwać energię i jak bezpiecznie generować tę energię. Ze względu na charakter naszej szkoły, jesteśmy zaangażowani w badania, które różnią się od innych wydziałów związanych z energią jądrową. Dlatego jest ona wyjątkowa, ponieważ nie badamy, jak bezpośrednio obsługiwać elektrownie jądrowe.
Z drugiej strony, ponieważ nasze studia są zorientowane na badania, nasi seniorzy odpowiadają za większość rozwoju i innowacji związanych z energią jądrową w Korei. Drugim obszarem jest promieniowanie. Promieniowanie powstaje w wyniku rozszczepienia jąder atomowych, jak wspomniano wcześniej. Możesz myśleć o tym jako o radioaktywności, o której powszechnie myślimy.
Ludzie często myślą o radioaktywności jako o bardzo niebezpiecznej substancji, ale to tylko w połowie prawda. Radioaktywność jest faktycznie wykorzystywana w wielu zastosowaniach. Urządzenia medyczne, takie jak promienie rentgenowskie i MRI, są łatwymi przykładami do pomyślenia. Radioaktywność różni się wagą. Dlatego ciężka radioaktywność zderza się z materią, podczas gdy lekka radioaktywność ma właściwość przechodzenia przez materię. Prowadzimy badania nad tworzeniem urządzeń medycznych wykorzystujących te właściwości. Prowadzone są również badania nad tym, jak wizualizować radioaktywność, strzelając nią i określając jej rozkład, aby zrozumieć, które części ciała są trudne do przeniknięcia przez radioaktywność i jak to wyjaśnia stan ciała. Ponadto prowadzone są badania nad zagrożeniami związanymi z radioaktywnością i dopuszczalnymi poziomami narażenia. Nadal jest wiele do nauczenia się na temat radioaktywności, więc badania są kontynuowane. Aktualnym problemem w tej dziedzinie jest wykrywanie promieniowania. Aby wytworzyć broń jądrową, uran musi zostać użyty do stworzenia nienaturalnego atomu zwanego plutonem. Ten proces wytwarza promieniowanie, a promienie gamma są rodzajem promieniowania, które można uznać za niemające masy. Ponieważ pokonują one bardzo duże odległości, ich wykrycie może ujawnić obecność broni jądrowej. Dlatego kraje dbające o bezpieczeństwo narodowe badają, jak wykrywać promieniowanie i jaki rodzaj promieniowania jest emitowany w odpowiedzi na określone reakcje.
Na koniec mamy dziedzinę plazmy. Plazma dzieli się na plazmę przemysłową i plazmę syntezy jądrowej. Plazma przemysłowa jest wykorzystywana w rzeczywistych dziedzinach przemysłu. Często jest wykorzystywana w precyzyjnym spawaniu, co jest bardzo przydatną technologią dla Korei, która głównie eksportuje półprzewodniki. Dlatego badamy, jak plazma reaguje, aby można ją było wykorzystać w praktyce. Plazma to stan, w którym atomy są podzielone na jony i elektrony, więc aby zrozumieć jej ruch, konieczne jest zrozumienie pól elektrycznych i magnetycznych. Uczymy się, jak obchodzić się z plazmą, rozumiejąc tendencję ładunków dodatnich i ujemnych do przemieszczania się, gdy przepływa prąd elektryczny lub magnetyzm. Praca z plazmą jest przydatna nie tylko w przemyśle. Plazma jest również wykorzystywana w syntezie jądrowej, która przyciąga uwagę jako źródło energii przyszłości. Jednak w przeciwieństwie do plazmy wykorzystywanej w przemyśle, plazma wykorzystywana w syntezie jądrowej ma ekstremalnie wysokie temperatury i gęstości, które są trudne do utrzymania. Dlatego kluczem jest to, jak przechowywać i utrzymywać tę plazmę. Szacuje się, że plazma musi być utrzymywana przez około trzy godziny, aby możliwa była praktyczna przemysłowa synteza jądrowa. W rzeczywistości K-star, koreański ośrodek badawczy zajmujący się fuzją jądrową, utrzymywał plazmę o gęstości odpowiedniej do fuzji jądrowej przez trzy sekundy. Chociaż trudno jest utrzymać plazmę przez tak długi czas, jeśli uda się ją utrzymać w sposób ciągły, fuzja jądrowa stanie się możliwa, więc jest to bardzo ważna technologia.
Nasz wydział obejmuje następujące trzy obszary. Jak wspomniano wcześniej, są to obszary zastosowań, które wyłoniły się dzięki wykorzystaniu jąder atomowych. Prowadzimy badania we wszystkich tych obszarach. W dziedzinie energetyki jądrowej skupiamy się na bezpieczeństwie, w dziedzinie promieniowania skupiamy się na wykrywaniu, a w dziedzinie plazmy skupiamy się na konserwacji. Aby to osiągnąć, konieczne są ciągłe badania i rozwój. Dlatego nasz wydział dąży do zapewnienia studentom studiów licencjackich solidnych podstaw w edukacji teoretycznej i wyposażenia ich we wszystkie niezbędne umiejętności do badań magisterskich. Proces opracowywania innowacyjnych technologii poprzez badania i wprowadzanie ich do praktycznego użytku to seria ciągłych wyzwań i osiągnięć. Inżynieria jądrowa to dziedzina, która może w znacznym stopniu przyczynić się do rozwiązywania przyszłych problemów energetycznych i tworzenia nowych technologii, a nasz wydział jest zobowiązany do osiągnięcia tych celów.
