الطاقة النووية و تطبيقاتها

الكاتب: د فرج خلاف التاريخ: 26 أيار 2014.

 

6yyuuyمن خلال التحديات والصراع من أجل استمرار حركة التقدم وعجلة الاقتصاد تسعى الدول جاهدة للحفاظ على مصادر الطاقة المتمثلة فى النفط والفحم ، وتسعى الحكومات للوصول إلى البدائل التى تحافظ على أستمراريها , حيث أثبتت الدراسات عن احتمالية نفاذ البترول الموجود داخل باطن الأرض في غضون أعوام ليست بالكثيرة .وتسعى تلك الحكومات لاستغلال الطاقة الهائلة والكامنة في الذرة والناتجة عن انشطارها , وستكون هذه المساعي في أولى الصراعات الدولية في الأيام المقبلة .

*ماهية الطاقة النووية ?

الطاقة النووية هي الطاقة التي تنطلق أثناء انشطار أو اندماج الأنوية الذرية وخروج الطاقة الكامنة فى الذرة . تشكل الطاقة النووية 20% من الطاقة المولدة بالعالم. العلماء ينظرون إلى الطاقة النووية كمصدر حقيقي لا ينضب للطاقة .

*أنواع الطاقة النووية

1- طبيعية

الطاقة النووية التى تنتج بشكل طبيعي من الشمس والنجوم الأخرى تنتج الحرارة  والضوء  من التفاعلات النووية .

2- من صنع الإنسان

الطاقة النووية يمكن أن تكون من صنع الإنسان أيضا. ماكينات تسمى المفاعلات النووية ، وأجزاء من محطات الطاقة النووية لتوفير الكهرباء للعديد من المدن.

*محطات الطاقة النووية

تعتبر محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية البخارية، حبث تقوم بتوليد البخار بالحرارة التي تتولد في فرن المفاعل. الفرق في محطات الطاقة النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية .

*الانشطار النووي والاندماج النووي

الانشطار النووي

انقسام لنواة الذرة مما أدى إلى الإفراج عن الطاقة .

الاندماج النووي

انضمام نواتا الذرات معا مما يطلق طاقة كبيرة , ويحدث في درجات حرارة عاليه .

*تخصيب اليورانيوم

 

اليورانيوم هو مورد غير متجدد لا يمكن أن تعاد على حقوق النطاق الزمني . اليورانيوم المستخرج من الحفرة المفتوحة والمناجم تحت الأرض , ويعرف اليورانيوم-235 بـ"النظير الانشطاري" لميله للانشطار محدثا تسلسلا تفاعليا، مطلقا الطاقة في صورة حرارية. وحينما تنشطر ذرة من اليورانيوم-235 فإنها تطلق نيوترونين أو ثلاث نيوترونات. وحينما تتواجد إلى جانبها ذرات أخرى من اليورانيوم-235 تصطدم بها تلك النيوترونات مما يؤدي لانشطار الذرات الأخرى، وبالتالي تنطلق نيوترونات أخرى . . واليورانيوم الطبيعي يخصب ليصبح به 2،5- 3،5 % يورانيوم 235 القابل للانشطار في مفاعلات الماء الخفيف أو مفاعلات الماء الثقيل The Heavy Water اليورانيوم UraniumEnrichment تتم بتخلل مادة هكسافلوريد اليورانيوم Uranium Hexafluoride في مادة مسامية فتزيد نسبة اليورانيوم-235 في اليورانيوم الطبيعي ويصلح للاستخدام في المفاعلات النووية . كما يمكن فصل مادة اليورانيوم 235 الخفيفة بطريقة أخرى بواسطة آلات الطرد المركزي . ووقود اليورانيوم اللازم للمفاعلات الانشطارية لايصنع قنبلة لأنها تتطلب تخصيب أكثر من 90% للحصول علي تفاعل متسلسل سريع .

*تطبيقات الطاقة النووية

1- الكهرباء من الطاقة النووية

تأتي من الطاقة النووية في تقسيم ذرات اليورانيوم في عملية تسمى الانشطار .الإفراج عن الطاقة الانشطارية التي يمكن استخدامها لجعل البخار ، الذي يستخدم في توربينات لتوليد الكهرباء .

2- تطبيقات طبية

العمليات النووية تستخدم لتوفير صور من داخل الجسم البشري ، لتحديد وقياس عمليات الكيمياء الحيوية ، وتوفير العلاج. ولاستخدامها من قبل الأطباء لوضع العلاج الإشعاعي للسرطان. وبناء على أساليب تصميم المفاعلات النووية ، هذه الأداة الجديدة تسمح الآن الأطباء على اتخاذ بيانات مفصلة للرنين المغناطيسي . تودع الإشعاع بدقة كافية لقتل أورام السرطان دون الإضرار الأنسجة المحيطة بها.

3- تحلية المياة

تستخدم الطاقة النووية فى تحليه المياه بمعدلات كبيرة في اليوم الواحد

تصل إلى  20 ألف متر مكعب .

*مزايا وعيوب الطاقة النوويه والنفايات النووية

مزايا الطاقة النووية

الأرض محدودة فى امدادات الفحم والنفط . ومحطات الطاقة النووية يمكنها انتاج الكهرباء من الفحم والنفط بعد ان أصبحت نادرة .

طن واحد من اليورانيوم تنتج أكثر من الطاقة التي تنتجها  ملايين الاطنان من الفحم أو  ملايين براميل من النفط . وأصبح حرق الفحم والنفط مصانع لتلوث الهواء . يحسن تشغيل محطات الطاقة النووية حيث لا يتم الإفراج عن الملوثات في البيئة .

مساوئ الطاقة النووية

دول العالم لديها الآن قنابل نووية ما يكفي لقتل كل إنسان على وجه الأرض. أكثر الدول -- روسيا والولايات المتحدة -- حوالي 50،000 أسلحة نووية بينهما .

التفجيرات النووية التي تنتج من الإشعاع النووي يضر خلايا الجسم الذي يمكن أن يجعل الناس مرضى أو حتى قتلهم . المرض يمكن أن يصيب الناس بعد سنوات من تعرضها للاشعاع النووي .

النفايات النووية

المشكلة تكمن فى  "شظايا الانشطار" من التكسر من اليورانيوم أو البلوتونيوم الساخنة للغايه والمشعة للغايه وهنا تظهر مشكلتين خطيرتين

1.مشكلة تخزين النفايات ، والناجمة عن طول "مدى الحياة" لهذه المواد ، في الوقت الذي تصر على نشاطها.

2. احتمال انهيار المفاعل. العادية في تشغيل محطة للطاقة النووية .

*معالم فى عمق التاريخ النووى "الكوارث النووية"

2 ديسمبر1942: بدأ العصر النووي في جامعة شيكاغو عندما قدمت انريكو فيرمي سلسلة من ردود الفعل في كومة من اليورانيوم.

"الكوارث النووية"

 

6 أغسطس 1945 : الولايات المتحدة قد اسقطت القنبلة الذرية على هيروشيما ، واليابان ، مما أسفر عن مقتل ما يزيد على 100،000.

9 أغسطس 1945 : الولايات المتحدة قد اسقطت القنبلة الذرية على ناغازاكي ، اليابان ، مما اسفر عن مصرع ما يزيد على 40،000.

1نوفمبر 1952 : أول نسخة كبيرة من القنبلة الهيدروجينية (آلاف المرات أقوى من القنبلة الذرية) انفجرت من جانب الولايات المتحدة لأغراض الاختبار.

21 فبراير 1956 : أول محطة للطاقة النووية وفتح في انكلترا.

في عام 1979 ، وفشل في نظام التبريد في " محطة ثري مايل أيلند " المفاعل النووي قرب هاريسبيرغ بنسلفانيا. تسرب الاشعاع ، مما اضطر عشرات الآلاف من الناس على الفرار. المشكلة تم حلها قبل دقائق من الذوبان الكامل  لحسن الحظ ، لم تكن هناك وفيات .

في عام 1986 ، وهي أسوأ بكثير كارثة روسيا " محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية " . في هذا الحادث ، وكمية كبيرة من الإشعاع هرب من المفاعل.  .مئات الآلاف من الأشخاص تعرضوا للإشعاع. وقتل بضع عشرات في غضون بضعة أيام .

وفي عام 1957 ، في موقع دفن النفايات في جبال الاورال فى روسيا ، وعدة مئات من الأميال من موسكو ، ودفن النفايات النووية في ظروف غامضة ، مما اسفر عن مصرع عشرات الاشخاص.

ماهى الطاقة النووية :

الطاقة النووية هي الطاقة التي تنطلق أثناء إنشطار أو إندماج الأنوية الذرية. تشكل الطاقة النووية 16% من الطاقة المولدة بالعالم. العلماء ينظرون إلى الطاقة النووية كمصدر حقيقي لا ينضب للطاقة. وما يثير الشكوك حول مستقبل الطاقة النووية هو التكاليف النسبية، والمخاوف العامة المتعلقة بالسلامة، وصعوبة التخلص الآمن من المخلفات عالية الإشعاع.

تاريخ إستخدام الطاقة النووية :

في الاربعينات، كان النفط، والفحم الحجري ، والمياة الجارية. تمول العالم بالجزء الاكبر من الطاقة الكهربائية. الا ان خرج مصدر طاقة اخر من المختبرات الفيزيائية ليصبح مصدر الطاقة الاهم. انه الطاقة النووية.

تم اكتشاف الطاقة النووية من خلال عالم فرنسي ، كان يحلل اليورانيوم، في منجم افريقي.

التطور الجيولوجي، وظهور الاوكسجين، ساهما في خلق هذا التفاعل الطبيعي. عميقا، في طبقات الارض السفلى، وبعد فترة زمنية طويلة، تمكن الانسان من تكرار التجربة.

المفاعل النووية الاولى التي كانت تعرف بالمفاعل الذريه. لم تمول بالطاقة الكهربائيه. الا ان هذه المراكز البسيطة ساعدت على اكتشاف سر الظاهرة النوويه، كما علمتنا السيطرة عليها ايضا. وبعد فترة وجيزه اخذت مباني الاسمنت والحديد الضخمة التي تأوي المفاعل النووية ترتفع عاليا.

ظهر أول مفاعل نووى سنة 1953 فى ألمانيا, بدأ إنتشار محطات الطاقة النووية من سنة1953 لسنة 1970 وزاد إنتشارها بشدة حتى حدثت بعض الحوادث (التى سنتطرق لها لاحقا) حالت دون الإنتشار السريع للمحطات النووية ولكن مازالت تنتشر حول العالم.

يحتوى العالم الآن على 400 مفاعل نووى تغطى حوالى16% من إنتاج الطاقة الكلى , وتقول الدراسات أنها سوف تصل إلى 22% من الإنتاج الكلى.

وبدأت دولة كإيران فى إستخدام 3 مفاعلات نووية وتعتزم  عمل 40 مفاعل حتى عام 2050.

والشكل التالى يوضح توزيع المحطات النووية على مستوى العالم.

مميزات الطاقة النووية :

لإنتاج 1000 ميجا وات سنويا  : نحتاج 3.1 مليون طن بترول , لكن بإستخدام الطاقة النووية فنحتاج 24 طن يورانيوم فقط وبالتالى نقلل من التكلفة.

إستخدام الطاقة النووية فى محطات التوليد يقلل إنبعاث غاز ثانى أكسيد الكربون سنويا بقيمة 600 مليون طن.

كيفية توليد الطاقة بإستخدام الوقود النووية :

تخرج النواة الذرية الطاقة من خلال صورتين :

أ- إنشطار نووى : وهى عملية إنشطار ذرات اليورانيوم عن طريق ضربها بنيترون وبالتالى تحدث عملية الإنتشار يصحبها تولد حرارة عالية

ب- الإندماج النووى : وهى عملية إندماج الذرات التى لها عدد إلكترونات أقل وبالتالى تحدث عملية الإندماج يصحبها تولد حرارة عالية.

ولكن هذا النوع من التفاعلات النووية مازال فى إطار الدراسات والتجربة ولم تستخدم حتى الآن.

المفاعلات النووية :

وتتكون هذه المفاعلات من  :

1- أعمدة الوقود وهى تحمل فرديا داخل أنابيب توضع داخل المفاعل كما بالشكل التالى , ويوجد منها مابين 900 إلى 1200 فى المفاعل .

2- MODERATOR لإبطاء عملية تحول  النيترون إلى طاقة حرارية وهو يستخدم كمبرد .

3- مبرد : يستخدم لإزالة الحرارة من أقطاب الوقود مباشرة وأنابيب المبرد ثم الـ Moderator .

أنواع المفاعلات :

1- مفاعل الماء المضغوط  Pressurized water structure  :

حيث تستخدم الحرارة الهائلة الناتجة فى تسخين ماء التبريد الذى بدوره يسخن مياة التغذية حتى تتبخر , ويحرك البخار ريش التربينة  وتنتقل هذه الحركة لعمود المولد فيولد الطاقة الكهربية.

2-مفاعل الماء المغلي  Boiling water structure :

ويتكون من المولد من المولد الكهربى والتربينة والمكثف ,  حيث تستخدم الحرارة الهائلة الناتجة فى تسخين ماء التبريد حتى يتبخر نفسه , ويحرك البخار ريش التربينة  وتنتقل هذه الحركة لعمود المولد فيولد الطاقة الكهربية.

أضف تعليق

يرجى عدم الإدلاء بالتعليقات المسيئة للأشخاص أو الأديان أو المعتقدات الدينية. وحصر التعليقات على موضوع الصفحة...

كود امني
تحديث

send-article

مقــالات

الشهيد الخالد سلام عادل في ذاكرة العراق

Ar-Radi
تصدر في بغداد شهريا مجلة بعنوان ( أوراق من ذاكرة العراق ) يحررها الصحفي والاعلامي شامل عبد القادر، يتناول كل عدد منها…

الخوف من الحسين

556ggg
هل صحيح ان الغرب والولايات المتحدة ومشايخ الخليج تصدق ان رفع شعار الحسين من قبل الحشد الشعبي في العراق، هو سلوك طائفي؟…

1.5مليون عراقي فقدوا حياتهم 

ماذا فعلت الامم المتحده ومنظماتها 

ماذا فعلت منظمات حقوق الانسان 

مجموعه من الكذابين تجار الكلمه 

والدم لاغراض سياسيه ....نحن 

نحتقركم 

 

بلا رتوش

أحد تنابل ال سعود.... العريفي

10441041 10203840062036190 845298716187010182 n
الى متى تبقى الشعوب العربيه تساق الى المذبح ؟ أين المثقفين ؟ أين الاحزاب اليساريه ؟ يا حيف !!!!

إستفتـــاء!

الموضوع: هل تعتقد أن مشروع القانون الجعفري يعمق الانقسام المذهبي والمجتمعي في العراق ؟

نعم - 86.7%
لا - 13.3%

من مكتبة الفيديو