ما هي الطاقة النووية؟ كيف تعمل الطاقة النووية؟

الطاقة النووية هي شكل من أشكال الطاقة المتجددة التي تستخدم ذرات العناصر المشعة المختلفة مثل اليورانيوم والبلوتونيوم والتنغستن لتحويلها إلى طاقة. أصبح هذا النوع من الطاقة أكثر شيوعا مع تحول الناس من الاستخدام التقليدي للوقود الأحفوري وغيره من موارد الطاقة غير المتجددة منذ أن أصبح الناس يدركون أن الوقود الأحفوري إما مصدر للتلوث على نطاق واسع أو أن مخزوناتهم تنفد.

تتضمن الطاقة النووية تقسيم الذرات من روابطها القوية الموجودة داخلها لإطلاق الطاقة الحرارية التي تسخن الماء لصنع البخار الذي يحول التوربينات إلى طاقة كهربائية. يتم إطلاق هذه الطاقة عن طريق تفاعل متسلسل معقد يتضمن إما الانشطار النووي أو الاندماج النووي.

حاليا ، هناك أكثر من 400 مفاعل نووي في جميع أنحاء العالم تنتج الطاقة الكهربائية دون أي انبعاثات كربونية. تعمل هذه المفاعلات باستمرار 24/7 لإنتاج طاقة نظيفة لكوكب الأرض مع الحد الأدنى من التأثير على البيئة والنظم الإيكولوجية.

كيف تعمل الطاقة النووية؟

تعمل الطاقة النووية بشكل رئيسي على مبدأ ما يسمى الانشطار النووي.

يتضمن الانشطار النووي إطلاق نيوترونات متعددة من ذرة واحدة. تحتوي الذرات في عنصر ما على طاقة حركية محتملة ومن الواضح أن بعض النشاط الإشعاعي يجعل هذه العناصر عرضة لإطلاق النيوترونات. تتحول هذه الطاقة الحركية المحتملة إلى طاقة حرارية عند إطلاق النيوترونات. إطلاق نيوترون واحد يولد طاقة حرارية هائلة وهذا هو السبب في أن المفاعلات النووية تصبح ساخنة للغاية.

عادة ما تستخدم العناصر المشعة لإنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية. هذا بسبب طبيعتها غير المستقرة وقدرتها على الخضوع للاضمحلال التلقائي. وهذا يجعل من السهل تقسيم ذرات هذه المواد المشعة لإنتاج الطاقة.

العنصر الأكثر استخداما عندما يتعلق الأمر بالطاقة النووية هو اليورانيوم. وبشكل أكثر تحديدا يتم استخدام نظير اليورانيوم وهو اليورانيوم-235 (U-235). اليورانيوم وفير في قشرة الأرض ويتم استخراجه عبر مختلف البلدان في جميع أنحاء العالم لاستخدامه في المفاعلات النووية.

تقع المفاعلات النووية في قلب محطة الطاقة النووية التي تعمل باستمرار لإنتاج الطاقة. المفاعلات النووية هي في الأساس النواة الرئيسية لتوليد الطاقة النووية. وهي معنية بالتحكم في سلسلة التفاعلات النووية لإنتاج الطاقة الكهربائية. تعمل المفاعلات النووية بنفس الطريقة التي تعمل بها محطات الطاقة الأخرى عندما يتعلق الأمر بإنتاج الطاقة الكهربائية. فهي تولد الحرارة التي تسخن الماء لإنتاج البخار الذي يستخدم لتدوير التوربينات وبالتالي دفع المولدات لتوليد الطاقة الكهربائية.

ومع ذلك ، فإن الفرق الوحيد في المحطات النووية هو أنها تولد الحرارة من خلال تقسيم الذرات في عملية تعرف باسم الانشطار النووي. هناك أنواع مختلفة من مفاعلات الماء ، ولكن المفاعلات النووية الموجودة في الولايات المتحدة هي مفاعلات الماء الخفيف التي تستخدم الماء كمصدر للتبريد واعتدال النيوترون. يتم استخدام ملايين الجالونات من المياه (عادة من البحيرة) والتي لها آثارها البيئية الخاصة على البيئة البحرية.

أنواع المفاعلات النووية بالماء الخفيف

هناك نوعان من مفاعلات الماء الخفيف أيضا.

1. مفاعلات الماء المضغوط (PWRs)

أحدهما هو مفاعلات الماء المضغوط أو PWRs. تمنع هذه المفاعلات الماء من الغليان عن طريق ضخ الماء في قلب المفاعل تحت تأثير الضغط العالي. ثم يتم تسخين الماء عن طريق الانشطار النووي. ثم يتم أخذ المياه شديدة الحرارة بواسطة أنابيب خاصة إلى مولد البخار. هذه الأنابيب التي تحمل الماء الساخن تصبح ساخنة بما يكفي لتسخين إمدادات أخرى معزولة من المياه. هذا ، بدوره ، يستخدم لتدوير التوربينات. ثم يتم إرسال الماء الموجود في المفاعل مرة أخرى من المولد إلى وعاء المفاعل لإعادة تسخينه مرة أخرى. يمكن بعد ذلك تبريد البخار الموجود داخل التوربين بواسطة مكثف لتشكيل الماء الذي يتم إرساله بعد ذلك إلى مولد البخار. البخار هو ما يحول التوربين ويشكل الطاقة الكهربائية.

2. مفاعل الماء المغلي (BWR)

النوع الآخر من المفاعلات النووية هو مفاعل الماء المغلي (BWR). تعمل المحطات النووية المتبقية في الولايات المتحدة على مبدأ مفاعل الماء المغلي. عندما يتعلق الأمر بمفاعلات الماء المغلي؛ يتم تسخين الماء وتحويله إلى بخار داخل وعاء المفاعل. ثم يتم ضخ المياه إلى قلب المفاعل من خلال الأنابيب وتسخينها عن طريق الانشطار وبعد ذلك تقوم هذه الأنابيب بتغذية البخار مباشرة إلى التوربينات التي تولد الكهرباء. في النهاية ، يتم تكثيف البخار غير المستخدم مرة أخرى في الماء في مكثف مشابه ل مفاعل الماء المغلي.

سنتان على الطاقة النووية

الطاقة النووية هي مورد مهم جدا للبلدان في جميع أنحاء العالم والكوكب. وهي تعمل على توفير وظائف متخصصة للأشخاص في تشغيل المفاعلات النووية وإعطاء فرص عمل للمعنيين بتعدين واستخراج عناصر مثل اليورانيوم. فهو يساعد على إعطاء الاستقرار والأمن للمصلحة الوطنية للدول حيث أن امتلاك الطاقة النووية هو مورد قيم لأي دولة في ال 21سانت قرن. تحارب الطاقة النووية تغير المناخ من خلال إجبار الدول على التكيف معه وتجنب طرق توليد الطاقة التي تضر بالمناخ. ويساعد تأثيره البسيط على النظم الإيكولوجية والأنواع التي تعيش داخل تلك النظم الإيكولوجية على الحفاظ على التنوع البيولوجي لأن الكائنات الحية لا تتأثر كثيرا بالسموم والملوثات الضارة التي يمكن أن تنتجها مختلف مصادر الطاقة الأخرى.