أين توجد الطاقة النووية؟ مورد حيوي للطاقة المتجددة للبشر

الطاقة النووية هي مورد حيوي للطاقة المتجددة للبشر الذين زاد استخدامهم للطاقة بشكل كبير خلال مطلع القرن. يمكن استخدام هذه الطاقة الموجودة في قلب الذرة لإنشاء أشكال مختلفة من الطاقة بما في ذلك الطاقة الكهربائية التي تسمح لنا بتشغيل جميع الأشياء التي تتطلب الكهرباء.

 أين توجد الطاقة النووية

يمكن العثور على الطاقة النووية في أي مكان يوجد فيه وجود للذرات لأن هذه اللبنات الأساسية للحياة هي العنصر الأكثر أهمية وأهمية في تكوين الطاقة النووية. يتم تثبيت الذرات معا من خلال القوى بين الجزيئية التي عند كسر طاقة الإطلاق. هذه الطاقة هي في الأساس ما هي الطاقة النووية باختصار.

العناصر المشعة هي العناصر الأكثر استخداما في الطاقة النووية لأن عدم الاستقرار فيها وقدرتها على التحلل التلقائي يسمح باستخدامها لتوليد الطاقة النووية. الأكثر شيوعا نستخدم اليورانيوم كوقود محرك في إنتاج الطاقة النووية. ومع ذلك ، تستخدم العناصر المشعة الأخرى مثل الراديوم والتنغستن والبلوتونيوم أيضا في إنتاج الطاقة النووية.

اليورانيوم هو عنصر شائع جدا في قشرة الأرض بتركيز يتراوح بين 2 إلى 4 أجزاء في المليون. تم العثور على اليورانيوم في الصخور في جميع أنحاء العالم. تم اكتشاف اليورانيوم لأول مرة من قبل الكيميائي الألماني مارتن كلابورت في عام 1789 ويقال إن اليورانيوم تشكل لأول مرة في المستعرات العظمى منذ حوالي 6.6 مليار سنة.

يحتوي اليورانيوم ، مثل العناصر الأخرى ، على نظائر مختلفة ، لكن نظير اليورانيوم 235 الذي يطلق عليه عادة U-235 هو النظير المفضل على وجه التحديد لإنتاج الطاقة النووية. تحتوي نظائر U-235 على 92 بروتونا و 143 نيوترونا في نواته. كما ذكرنا أن اليورانيوم متوفر عادة في قشرة الأرض في جميع أنحاء العالم ، فإن نظير U-235 يبلغ حوالي 0.7٪ فقط.

يتم استخراج اليورانيوم في جميع أنحاء الكوكب من قبل مختلف البلدان التي شملت الولايات المتحدة وروسيا وكندا وأوزبكستان وأستراليا وكازاخستان. ومن بين جميع البلدان المذكورة، تعد كازاخستان أعلى منتج لليورانيوم في العالم.

في ظل ظروف معينة ، يمكن تقسيم U-235 ، وبالتالي إنتاج الطاقة. ويتحقق ذلك عن طريق إنتاج التناوب داخل النواة بحيث يمكن تقسيم النيوترونات لتشكيل الطاقة. يولد انقسام النيوترونات داخل نواة U-235 كميات كبيرة من الطاقة الحرارية التي يتم تحويلها بعد ذلك إلى بخار يدور التوربينات الكبيرة لإنتاج الطاقة الكهربائية. تحدث عمليات تقسيم النيوترونات هذه مرارا وتكرارا في المفاعلات النووية الكبيرة الحجم أو المحطات النووية لإنتاج كميات هائلة من الطاقة.

اليورانيوم ، ولكي تكون الطاقة النووية أكثر دقة ، يحل محل موارد الطاقة التقليدية غير المتجددة مثل الوقود الأحفوري الذي كان (ولا يزال) يستخدم كمصدر لتوليد الطاقة الكهربائية. تسمح المفاعلات النووية بحدوث عملية مستمرة من تفاعلات سلسلة الانشطار النووي. هذا التفاعل يجعل الحرارة التي يتم تحويلها بعد ذلك إلى بخار والتي يمكن أن تتحول بعد ذلك التوربينات كبيرة الحجم التي تولد الطاقة الكهربائية. يمكن أن ترتبط عملية تشغيل التوربينات هذه بأنواع أخرى من موارد الطاقة المتجددة مثل طاقة المد والجزر أو طاقة الرياح التي تخدم أيضا غرض تحويل هذه التوربينات إلى طاقة كهربائية. ومع ذلك ، فإن كمية الطاقة الكهربائية التي يتم توليدها ليست قريبة من الكمية التي نولدها من الطاقة النووية.

تستخدم المفاعلات النووية ، في المتوسط ، 200 طن من اليورانيوم كل عام. غير أن الفائدة هي أن اليورانيوم وغيره من المواد المشعة المستخدمة في المحطات النووية يمكن إعادة تدويرها أو إعادة تخصيبها، مما يقلل من كمية التعدين اللازمة لاستخراج هذه المواد المشعة من قشرة الأرض ويمنع أيضا استنفاد هذه العناصر.

الطاقة النووية وتأثيرها (آثار الطاقة النووية)

بدأت الطاقة النووية تحل محل الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم. الوقود الأحفوري هو مصدر واسع الانتشار للتلوث لأنه ينبعث منه غازات الدفيئة التي يمكن أن تسبب تغيرات هائلة في الظروف الجوية للمنطقة بسبب تغير المناخ. مع الطاقة النووية ، لا يوجد مثل هذا التهديد لأنه شكل من أشكال الطاقة النظيفة والمتجددة. فهي لا تطلق أي انبعاثات من غازات الدفيئة ويمكن بناء محطات نووية في المناطق الريفية أو الحضرية دون أي مخاوف من التسبب في تأثير سلبي على المنطقة.

يمكن للكهرباء التي تنتجها الطاقة النووية تشغيل المنازل والمتاجر والمدارس والجامعات والشركات والمصانع والمستشفيات. وتقول الرابطة النووية العالمية إن مفاعلا نموذجيا بقدرة 1000 ميجاوات يمكن أن يوفر ما يكفي من الكهرباء للمدينة الحديثة التي يصل عدد سكانها إلى مليون شخص باستخدام حوالي 200 طن من اليورانيوم كل عام. تستخدم معظم البلدان مثل فرنسا الطاقة النووية حصريا لتلبية احتياجاتها العالية من الطاقة. ويوجد حاليا 447 مفاعلا نوويا في العالم، يقع 100 منها في الولايات المتحدة.

وعلى الرغم من أن الطاقة النووية سلعة مثمرة جدا بالنسبة لنا، يجب علينا أيضا أن نفهم المخاطر التي قد تنطوي عليها الطاقة النووية. وتعلق الشواغل بمرافق التخزين وبشأن المنتجات الثانوية التي تنتجها عمليات الطاقة النووية. يجب التعامل مع النفايات المشعة بعناية باستخدام الملابس والمعدات المناسبة لأن تلوث الأشخاص الذين يتعاملون مع هذه النفايات يمكن أن يؤدي إلى مخاوف صحية خطيرة. ويجري باستمرار اختبار جميع العاملين في المفاعلات النووية ومناولة النفايات النووية لمعرفة مدى تركيز المواد المشعة في دمائهم، وإذا تجاوز عتبة معينة، يتم إخراج هؤلاء العمال من الموقع ومنحهم العلاج الطبي المناسب حتى تقل الكمية عن المستويات الطبيعية المطلوبة.

هناك مشكلة خطيرة تتعلق بتسرب المحتوى النووي من مواقع التخزين. ويرجع ذلك إلى أنه إذا تسربت النفايات النووية وتعرضت إلى المناطق المحيطة بها، فقد تسبب أضرارا جسيمة للبيئة وجميع الكائنات الحية الموجودة في مكان قريب. وكان أحد أكثر الأحداث كارثية المتعلقة بالمفاعلات النووية هو الحدث الذي وقع في تشيرنوبيل في أوكرانيا في عام 1986. وقد بذلت جهود كثيرة ووضعت البلدان والمنظمات قواعد وأنظمة صارمة لمنع وقوع مثل هذه الكوارث في المستقبل.