المفاعل النووي

[الباسل]

المفاعل النووي

المفاعل النووي ينتج الطاقة بكلفة منخفضة مقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى (رويترز)


جهاز لإنتاج كميات ضخمة من الطاقة النووية باستخدام كمية قليلة من الوقود. وفيه تُقذف نواة ذرة اليورانيوم 235 المستخدم وقودا في المفاعل بنيوترون حر مما يؤدي إلى انشطار النواة وإطلاقها كمية هائلة من الطاقة الحرارية وتحريرها في نفس الوقت لعدد من النيوترونات التي تصطدم مجددا بذرات يورانيوم أخرى.
ويسمى هذا التفاعل بالانشطار النووي المتسلسل ويتم خلاله انشطار ملايين ذرات اليورانيوم خلال جزء من مليون من الثانية مما يولد طاقة حرارية هائلة.
ولاستخدام هذه الطاقة الناشئة في الأغراض السلمية تُجرى عملية الانشطار داخل مفاعلات نووية، مع التحكم في سرعة التفاعل ومنع حدوث أي انفجار، بوسائل مختلفة منها إدخال قضبان تحكّم إلى قلب المفاعل لجذب بعض النيوترونات وإخراجها من التفاعل.
وتنقسم المفاعلات النووية السلمية إلى نوعين أولهما خاص بالأبحاث وإنتاج الأشعة بكميات خاصة، والثاني لإنتاج الطاقة، وهي أنواع عديدة منها مفاعلات الماء الخفيف ومفاعلات الماء المضغوط ومفاعلات الماء المغلي ومفاعلات الماء الثقيل وغيرها.

مكونات المفاعل
يتكون المفاعل النووي من الأجزاء التالية:
– مركز عملية الانشطار النووي.
– نظام تبريد يعمل بالماء العادي أو الماء الثقيل، وتتركز وظيفته في التحكم في حرارة قلب المفاعل وفي سرعة النيوترونات وفي ضبط عملية الانشطار حيث يقوم الماء المستخدم في نظام التبريد بنقل الحرارة المتولدة نتيجة التفاعل، ويتحول جزء منه إلى بخار عالي الضغط.
– حاويات صلب سميكة تحيط بقلب المفاعل ونظام التبريد المائي، وتقوم هذه الحاويات بالاحتفاظ بضغط البخار عاليا، ومنع تسرب الإشعاعات الناتجة من الانشطار النووي إلى الخارج والحماية منها.
– محولات حرارية تستقبل البخار العالي الضغط القادم من المفاعل وتحوله إلى بخار عالي الضغط والحرارة، وتوجهه بعد ذلك إلى توربينات لتوليد الكهرباء.
– مولد كهرباء عملاق تديره توربينات.
وتُسهم عملية الانشطار النووي داخل المفاعل في تحويل وقود اليورانيوم إلى طاقة حرارية وإلى طاقة حركة لتوربينات المولد ثم إلى كهرباء.

مجالات الاستخدام
وتستخدم مفاعلات الأبحاث الذرية في إنتاج النظائر المشعة التي تستعمل في الطب والصناعة والزراعة وبحوث الكيمياء وتطبيقات الفيزياء وتشخيص الأمراض وعلاج بعضها لا سيما الأورام السرطانية.
كما تستعمل هذه النظائر في مقاومة الآفات الزراعية وزيادة المحاصيل الزراعية ومتابعة العمليات الحيوية للإنسان والحيوان والنبات. وتشمل استخدامات مفاعلات الطاقة النووية توليد الكهرباء وإنتاج الطاقة المستخدمة في تحلية مياه البحر وتسيير بعض أنواع السفن.

إيجابيات المفاعل
تشغل المفاعلات النووية مساحات جغرافية صغيرة نسبيا من الأرض وتحتاج في توليد الطاقة النووية السلمية إلى وقود من اليورانيوم -متوفر بكثرة في عدة دول ويمتاز بسهولة نقله واستخراجه- أقل بكثير من الفحم أو البترول المستخدمين في توليد نفس الكمية من الطاقة.
وتتميز المفاعلات النووية بكلفتها المنخفضة مقارنة مع المصادر الأخرى لإنتاج الطاقة بالإضافة إلى أن المفاعلات النووية تخلف نفايات ضئيلة مقارنة بما تخلفه الوسائل الأخرى لتوليد الطاقة.

سلبيات ومخاطر
يؤدي استخدام الطاقة النووية إلى إنتاج نفايات ذات إشعاعات عالية، ولا تتضمن خططُ التخلص منها حماية كافية للأفراد والمياه الجوفية من إشعاعاتها الخطيرة، كما يتسبب الماء المستخدم في المفاعلات النووية في مشكلات تهدد سلامة البيئة.
وتصيب المفاعلات النووية حوادث وكوارث طبيعية يترتب عليها تعرض مئات الآلاف من البشر للإشعاعات المتسربة وإصابتهم بالأورام الخبيثة المميتة مثلما حدث في كارثتي تشرنوبل الأوكرانية وفوكوشيما اليابانية.

المصدر: الجزيرة نت