الطاقة النووية

الطاقة النووية
الطاقة النووية أو الطاقة الذرية هي الطاقة التي تتحرر عندما تتحول ذرات عنصر كيمائي إلى ذرات عنصر أخر، ( الذرات هي اصغر الجسيمات التي يمكن ان يتفتت إليها أي شيء كان ).
وعندما تنفلق ذرات عنصر ثقيل إلى ذرات عنصرين اخف، فان التحول يسمى "انشطارا نوويا " ويمكن ان يكون التحول " اندماجا نوويا " عندما تتحدد أجزاء ذرتين
يعول على الطاقة النووية أن تصبح أعظم مصادر الطاقة في العالم بالنسبة للإضاءة والتسخين وتشغيل المصانع وتسيير السفن وغير ذلك من الاستخدامات التي لا حصر لها. من ناحية اخرى، يخاف بعض الناس الطاقة النووية لأنها تستخدم أيضا في صنع أعظم القنابل والأسلحة فظاعة وتدميرا في تاريخ العالم. كما ان بعض نواتج عمليه الانشطار تكون سامه للغاية
إنتاج الطاقة النووية

اليورانيوم والبلوتونيوم هما العنصران المستخدمان في إنتاج الطاقة بواسطة الانشطار النووي. كل ذرة من ذرات اليورانيوم أو البوتونيوم ( أو أي عنصر آخر ) لها "نواة " عند مركزها تتكون من " بروتونات " و " نيوترونات ".
الانشطار النووي: عندما يتصادم نيوترون سائب مع ذرة يورانيوم أو بلوتونيوم فان نواة الذرة " تأسر " النيوترون
عندئذ تنفلق النواة إلى جزئين، مطلقه كميه هائلة من الطاقة كما أنها تحرر نيوترونين أو ثلاثة تتصادم هذه النيوترونات مع ذرات اخرى ويحدث نفس الانشطار في كل مره، وهو ما يسمى بالتفاعل المتسلسل.
ملايين الملايين من الانشطارات يمكن ان تحدث في جزء من المليون من الثانية. وهذا هو ما يحدث عندما تنفجر قنبلة ذرية وعندما تنتج الطاقة النووية للأغراض السلمية العادية فانه يلزم إبطاء التفاعل المتسلسل. ولإنتاج الطاقة للأغراض العادية تحدث الانشطارات في اله تسمى المفاعل النووي أو الفرن الذري. يتم التحكم في سرعة الانشطارات بطرق مختلفة في إحدى الطرق تستخدم قضبان التحكم التي تقصى بعض النيوترونات بعيدا عن التفاعل.
الاندماج النووي: هذا أيضا يسمى التفاعل النووي الحراري لأنه يحدث فقط عند درجات حرارة عالية جداً. وهو عكس الانشطار النووي. حيث تنصهر (تتحد) معا نواتان خفيفتان لتكونا نواة أثقل.
تأتي الطاقة الشمسية الهائلة من الاندماج النووي، اذا تنصهر أنوية ذرات الهيدروجين الخفيفة لتكون ذرات الهيليوم الأثقل. تنطلق أثناء ذلك كميات هائلة من الطاقة في صوره حرارة.
الاندماج النووي هو الذي ينتج الطاقة المدمرة للقنبلة الهيدروجينية. ومع ذلك، يمكن للاندماج النووي في المستقبل ان يكون احد أعظم المصادر الثمينة للطاقة السليمة لأنه يمكنه استخدام مياه البحار البحيرات والنهار في إنتاج القوى النووية.
داخل محطة الطاقة النووية

أنت تحتاج إلى بعض اليورانيوم المخصب بشكل معتدل لبناء مفاعل نووي ويحول اليورانيوم نموذجياً إلى كريات صغيرة يماثل قطرها الدايم (عملة العشر سنتات) ويبلغ طولها بوصة تقريباً وترتب هذه الكريات الصغيرة على شكل قضبان طويلة وتجمع هذه القضبان سوياً في حزم وتغمس هذه الحزم في الماء داخل وعاء ضغط وهنا يكون دور الماء كمحلول تبريد ولكي يتمكن المفاعل النووي من العمل يجب أن تكون الحزمة المغمورة بالماء في مرحلة فوق الحرجة قليلاً وهذا يعني بأن ترك اليورانيوم لأدواته الخاصة سيؤدي إلى السخونة والذوبان في آخر الأمر ولمنع حدوث هذا ركبت أذرع تحكم مصنوعة من مواد تمتص النيوترون وتأخذها إلى الحزمة باستخدام تقنية تمكن من رفع وإنزال أذرع التحكم وهذا يسمح للمشغلين بالسيطرة على نسبة التفاعل النووي، وعندما يريد المشغل من قلب اليورانيوم أن ينتج حرارة أكثر ترفع القضبان عن كتلة اليورانيوم وعندما يريد إنتاج حرارة أقل تخفض القضبان إلى كتلة اليورانيوم ويمكن خفض القضبان بالكامل إلى كتلة اليورانيوم لإغلاق المفاعل في حال وقوع حادث أو لتغيير الوقود.
تقوم حزمة اليورانيوم بالعمل كمصدر طاقة عالي جداً من الحرارة حيث يقوم بتسخين الماء وتحويله إلى بخار ويقوم البخار بنقل توربين البخار الذي يسرع المولد على إنتاج الطاقة ويقوم البخار المفاعل في بعض المفاعلات بالمرور بمبدل حرارة ثانوي متوسط وذلك لتحويل حلقة أخرى من الماء إلى بخار وإن الفائدة من هذا التصميم هي بأن الماء المشع \ البخار لا يصل التوربين أبدا ًوفي بعض المفاعلات أيضاً يكون السائل المبرد المتصل مع قلب المفاعل غازاً (ثاني أكسيد الكربون) أو معدن سائل(صوديوم، بوتاسيوم) وتسمح هذه الأنواع للمفاعل بتشغيل قلب اليورانيوم في درجات حرارة أعلى.
الخطأ الذي يمكن أن يحدث خارج المحطة
عندما تجتاز المفاعل بحد ذاته يكون هناك اختلافاً بسيطاً بين محطة طاقة نووية وبين محطة توليد الطاقة بالفحم المشتعل أو بالنفط المشتعل ما عدى مصدر الحرارة الذي يستخدم لإنشاء البخار.
مشاكل جديرة بالذكر في محطات الطاقة النووية

ـ إن التنقيب عن اليورانيوم وتنقيته ليست عملية نظيفة جداً.
ـ إن محطات الطاقة النووية التي تعمل بشكل غير صحيح يمكن أن تخلق مشاكل كبيرة وإن كارثة تشرنوبيل مثال جيد عن هذا الأمر حيث قامت هذه الكارثة ببعثرة الأطنان من الغبار المشع في الجو.
ـ إن الوقود المستهلك من محطات الطاقة النووية يبقى ساماً لقرون ولحد الآن لم توجد وسيلة خزن آمنة بشكل دائم لهذا الوقود.
ـ إن نقل الوقود من وإلى المحطات يوجد فيها بعض الخطورة.
قامت هذه المشاكل بالتأثير بشكل كبير على إنشاء محطات طاقة نووية جديدة في الولايات المتحدة.