المفاعلات النووية

أعطي الله عز وجل الأنسان نعمة عظيمة تعد من أعظم ما خلق الله عز وجل, تلك النعمة هي التي اعطت للأنسان أن يكتشف ويعلم ويخترع ويطور عالمه بأن يهدي إليه ما هو نافع ومفيد أو ما هو ضار ومدمر.

ولكنه شاء أم أبي فإنه لابد أن يستخدم تلك النعمة التي حابه الله إياها أنها نعمة العقل, و مما لا شك فيه أن الانسان يسعى بطموحاته وأهدافه الى ما هو بعيد ولذا فالانسان دائما باحثا ومستكشف عن ما هو جديد و مفيد و لكن رغم ذلك فأن نفس الانسان الذى يبحث ويفكر ويستكشف نجد غيره يفسد ويخرب وقد قال الله تعالى {ظَهَرَ الْفَسَادُ فِي الْبَرِّ وَالْبَحْرِ بِمَا كَسَبَتْ أَيْدِي النَّاسِ لِيُذِيقَهُم بَعْضَ الَّذِي عَمِلُوا لَعَلَّهُمْ يَرْجِعُونَ }الروم41

من بين الاكتشافات العلمية التي توصل إليها عقل الأنسان والتي تعتبر هي أعظم اكتشافات القرن الحالي استخدام الطاقة النووية فمن بين آراء المؤيدين والمعارضين لاستخدامها كان علينا ان نبين أولا هذه الطاقة وما لها من فوائد وما عليها من مآخذ.

وهيا بنا لنتعرف كل شئ عن المفاعلات النووية المتواجدة فى الطبيعة ونتعرف على اهميتها ولماذا أنشأت من الاساس وهل هى نقمة ام نعمة وهل هى صحيح رمز للقوة والقدرة الاستراتيجية ام لا ؟

1.مميزات وفائدة المفاعلات النووية

تعتبر الاهمية الكبرى والاولى حول استخدام المفاعلات النووية حول انتاج الطاقة الكهربية وتمثل الطاقة الكهربية الناتجة من المفاعلات النويية 16% من إجمالى الطاقة الكهربية المتواجدة بالعالم

فأنتاج الكهرباء لدى دول كثيرة اما يعتمد

·السدود : فنحول الطاقة الكهرومائية إلى طاقة كهربية , متواجدة ومثال على ذلك مصر.

·التوربينات: فنحول الطاقة الحركية إلى طاقة كهربية , كانت فى الماضى التوربينت بمفردها ولكن الان تمثل الجزء التانى المسئول عن انتاج الكهرباء فى المفاعلات.

·الخلايا الضوئية : فنحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية نادرة ولكن تستخدم كمصدر ولكن غير رئيسى.

·المفاعلات النووية : فنحول الطاقة النووية إلى طاقة كهربية تعتبر المصدر الوحيد لدى دول كثيرة الان.

2.كيف تنتتج الطاقة الكهربية من خلال المفاعلات

تركيب المفاعل النووي من الداخل

الفكرة المبسطة لكيفية أنتاج الكهرباء من خلال المفاعل هى:

حدوث تفاعلات نووية داخل المفاعل النووى نتيجة لقذف أشعة من النيترونات على الوقود النوى وهو اليورانيوم مثلافيكون نتيجة ذلك طاقة حرارية هائلة ويكون وظيفة مضخة المياه الباردة هو ضخ المياه الى صميم المفاعل [ core ]

فيرتفع درجة حرارتها أرتفاع مذهل وتتحول الى بخار وتكون قادرة على تحريك التوربينات وأنتاج الكهرباء

2.مكونات المفاعل النووى ووظيفتها

·Moderator

تكون اما ماء عادية H2O او ماء ثقيلةD2O او فحم الحجرى C12 وفائدة هذه المادة تمتص الطاقةالحرارية الهائلة الناتجة حتى تقل وتقل الى أن يتوقف التفاعل فى لحظة ما .

·Control rod

وتصنع من مواد لها قابلية عالية لامتصاص النيترونات المتواجدة وبالتالى بامتصاص النيترونات يتوقف التفاعل ،وكانت السبب فى أنفجار مفاعل تشرنوبل حيث لم يستطع انزالها للتحكم فى فى امتصاص النيترونات وبالتالى تواجد كم هائل من النيترونات كل نيترون يصدم الوقود النووى وهو اليورانيم وينتج كم هائل من الطاقة الحرارية هذه الطاقة تكون كبيرة جدا نتيجة نيترون واحد فماذا لو كم هائل جدا جدا ولم يمكن التحكم فيه .

·Containment building

لمنع تسريب الاشعاعات خارج المفاعل النووى

·Core

يضم التفاعلات النووية الحادثة

فيديو YouTube

Cut Away View of a Nuclear Reactor

3.تخصيب اليورانيوم:

اليورانيوم المراد استخدامه فى المفاعلات هو اليورانيوم -235 وقيمته المتواجدة فى الطبيعة صغيرة جدا تمثل 0.27% فى الطبيعة لذا يجب أن تعمل تخصيب أى أنتاج ويتم ذلك من خلال عنصرين هما Pu239وكذلك عنصرU234وتحتاج عملية التخصيب إلى أجهزة طرد مركزية وفائدة هذه الأجهزة ((أجهزة الطرد المركزى))

أنها تسرع عملية التخصيب التى تتم من عنصرى Pu239وعنصرU234للحصول على عنصرU235 فبدلا من أن تحدث عملية التخصيب هذه فى خمسين سنة تحدث فقط فى سنة واحدة

وعلى أساس اليورانيوم الناتج من عملية التخصيب هذه اى اليورانيوم U235تأتى كفأءة المفاعل وخطورته فمثلا لأنتاج قنبلة نووية لابد وان تكون نسبة اليورانيوم المخصب الناتج هى 99% أقل من هذه النسبة لا يمكن أن تكفى لعمل قنبلة نووية

فمثلا إيران نسبة اليورانيوم المخصب الناتج من عملية التخصيب هى 4% وهذ إن دل فإنه يدل على أن المفاعل النووى الايرانى سلمى ولا خطورة منه ولكن تخوف أوربا من خشية زيادة هذه النسبة فى المستقبل .

حساب الطاقة الناتجة من المفاعل النووى بفرض وجود 100 طن يورانيوم مخصب

235 عدد أفوجادرو ((6.023*1023 ))

100000000 N

بحساب N تكون وبالتالى تكون الطاقة الكلية الناتجة هى:

E =N*3.2*10-11 = watt.sec

المفاعلات المتواجدة بالعالم

يختلف كل مفاعل عن مفاعل أخر من حيث

effeciency ,control rod , fuel, coolant, moderator

أهم المفاعلات الموجودة هم

1-Pressurized water reactor PWRمفاعل ضَغطَ الماءِ

2-The boiling water reactor BWR مفاعل الماء المغلي

3-The pressurized heavy water CANDUمفاعل الماء الثقيل المضغوط

4-Advanced gas cooled reactor AGR مفاعلَ الغازِ المبرّدِ

5-Fast neatron reactor FBR مفاعل النيترونات السريعة

Pressurized water reactor PWRمفاعل ضَغطَ الماءِ