Polska Techniczna

Energia atomowa

admin — Tue, 22 Nov 2011 20:56:17 +0000

Ogromne chłodnie elektrowni jądrowych wyglądają jakby zajmowały się produkcją chmur, te chmury to czysta para wodna. Elektrownie jądrowe działają podobnie jak zwyczajne elektrownie oparte o inne źródła energii. Główny zadaniem jest wytworzenia ciepła, które ogrzeje i spręży parę wodną i przekażę swoją energię do turbin połączonych z generatorami prądu. Podstawową różnicą miedzy elektrownią jądrową a zwykłymi elektrowniami jest to iż ciepło jest pozyskiwane rozszczepiania nietrwałych izotopów metali (najczęściej uranu) a nie ze spalania węgla czy ropy. Reakcja łańcuchowa zachodzi w momencie kiedy szybko poruszające się elektrony przechodzą przez wodę i zderzając się z jądrami wodoru tracą energię, kiedy już osiągną już odpowiednią prędkość uderzają w jądro atomu uranu i rozbijają je na dwa mniejsze jądra. W momencie rozszczepienia jądra odskakują od siebie z ogromną prędkością i zderzają się z innymi cząstkami oddając swoją energię w postaci ciepła, dodatkowo podczas rozszczepienia uwalniane są dwa lub trzy szybkie neutrony które są wstanie rozszczepić kolejne jądro oraz część energii jest uwalniania w postaci promieniowania gamma. Tak więc reakcja łańcuchowa sama się napędza jednak musi być kontrolowana przez pochłanianie części neutronów przez pręty grafitowe ponieważ bez eliminacji części neutronów doszłoby do rekcji lawinowej takiej jak podczas wybuchu bomby atomowej.

Wracając do reaktora pręty paliwowe są zanurzone w wodzie pod bardzo wysokim ciśnieniem (około 150 atmosfer) a przez tak wysokie ciśnienie woda osiąga temperaturę 300°C. Obieg tej wody nazywamy obiegiem pierwotnym i jest to obwód zamknięty. Ciepło z tego obiegu jest przekazywane do wtórne i dalej do napędzania generatorów. Skroplona woda z napędzania generatorów schładzana jest przez trzeci obieg który jest obiegiem otwartym. Tak w skrócie działa elektrownia jądrowa.

Mikroskop elektronowy

admin — Sat, 19 Nov 2011 10:56:26 +0000

Mikroskop elektronowy umożliwia powiększenie badanego przedmiotu milion razy. A z jakiego powodu mikroskop elektronowy pokaże nam więcej niż zwykły mikroskop optyczny? Otóż uzależnione jest to od długości fali. Człowiek z bardzo dobrym wzrokiem jest wstanie zobaczyć punkty leżące obok siebie w odległości większej niż 0,1 milimetra. Natomiast pod mikroskopem możemy rozróżnić obiekty oddalone o 0,001 milimetra. I to jest właśnie granica możliwości mikroskopu optycznego. I nie jest to ograniczone konstrukcji przyrządu lecz jest to ograniczenie wynikające z długości fali światła widzialnego która wynosi 500 nanometrów i obiekty mniejsze niż ta długość fali są przez nią omijane. Natomiast mikroskop elektronowy jak sama nazwa wskazuje wykorzystuje nie fale świetlne lecz fale elektronów które są o wiele krótsze dzięki czemu zapewniają dużo wyższą rozdzielczość. Mikroskop elektronowy jest zbudowany z wysokiej pustej w środku szczelnej kolumny. Na samej górze zamontowane jest działko elektronowe zbudowane z druciak wolframowego. Elektrony z tego działka są rozpędzane w polu elektrycznym wewnątrz próżniowej rury. Tak rozpędzona wiązka uderza w leżąca na stoliku próbkę te które trafiły na puste części próbki padają na ekran u podstawy kolumny i w ten sposób na ekranie powstaje obraz które najbardziej przejrzyste partie próbki odpowiadają najjaśniejsze punkty. Na innej zasadzie działa mikroskop elektronowy skaningowy. Tutaj obraz jest tworzony na podstawie elektronów odbitych od próbki. Takie rozwiązanie pozwala na tworzenie trójwymiarowych obrazów powierzchni badanego obiektu.

Światłowody

admin — Thu, 10 Nov 2011 22:52:38 +0000

Nasza kula ziemska jest pokryta plątaniną drutów i kabli oraz łączami radiowymi i telewizyjnymi. Fala radiowa (elektromagnetyczna) jest nośnikiem informacji i im częstotliwość fali jest większa to fala jest krótsza ale dzięki temu może przenieść więcej informacji. Dla przykładu fale radiowe przenoszące tylko głos mają długość od kilkudziesięciu metrów do kilku kilometrów, natomiast fale niosące obraz telewizyjny mają długość od półtora metr a do kilkudziesięciu centymetrów. Fala świetlna są ponad tysiąc razy krótsze od najkrótszych fal rajdowych co oddaje jaki ogrom informacji może udźwignąć fala świetlna, ale jak przesłać światło na znaczną odległość skoro światło rozchodzi się we wszystkie strony i odbija od wszystkiego we wszystkie strony. Więc jak przesłać tą fale świetlną? Otóż dzięki zjawisku całkowitego odbicia wewnętrznego. Zjawisko takie zachodzi ośrodku w których prędkość światła jest mniejsza niż jego prędkość na zewnątrz i to właśnie na tym opiera się zasada działania światłowodu. Obecnie produkowane światłowody to cienkie szklane nitki o średnicy 1/10 milimetra, wzmocnione kevlarem. Światło wewnątrz takiej nitki wędruje w jej wnętrzu i ulega szeregu odbić. Impulsy świetlne wewnątrz światłowodu podróżują z prędkością prawie 300 tysięcy kilometrów na sekundę. Niestety żaden światłowód nie jest idealne i stawiają pewne opory przez co komiczne jest stosowanie wzmacniaczy co około 60 km. Wewnątrz wzmacniacza jest komputerowo zmieniany na elektryczny, oczyszczany i ponownie zmieniany na świetlny i przesyłany dalej. Zakłócenia są uzależnione od średnicy rdzenia i tak im cieńszy rdzeń tym mniej zakłóceń i sygnał może być przesłany dalej. Dodatkowym plusem światłowodów jest to że podczas przesyłania sygnału nie jest emitowane żadne pole elektromagnetyczne przez co podsłuch takiego sygnału staje się niemożliwy. Oczywiście światłowody są odporne również na zakłócenia elektromagnetyczne pochodzące z innych źródeł. Tak więc światłowody to przyszłość komunikacji.