up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله سوخت راکتورهاي هسته‌اي PDF
QR code - سوخت راکتورهاي هسته‌اي

سوخت راکتورهاي هسته‌اي

انرژي هسته‌اي

ديد کلي
وقتي که صحبت از مفهوم انرژي به ميان مي‌آيد، نمونه‌هاي آشناي انرژي مثل انرژي گرمايي ، نور و يا انرژي مکانيکي و الکتريکي در شهودمان مرور مي‌شود. اگر ما انرژي هسته‌اي و امکاناتي که اين انرژي در اختيارش قرار مي‌دهد، آشنا ‌شويم، شيفته آن خواهيم شد.
آيا مي‌دانيد که
* انرژي گرمايي توليد شده از واکنشهاي هسته‌اي در مقايسه با گرماي حاصل از سوختن زغال سنگ در چه مرتبه بزرگي قرار دارد؟
* منابع توليد انرژي هسته‌اي که بر اثر سيلابها و رودخانه از صخره شسته شده و به بستر دريا مي‌رود، چقدر برق مي‌تواند توليد کند؟
* کشورهايي که بيشترين استفاده را از انرژي هسته‌اي را مي‌برند، کدامند؟ و ... .
نحوه آزاد شدن انرژي هسته‌اي
مي‌دانيم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتريکي) تشکيل شده است. بنابراين بار الکتريکي آن مثبت است. اگر بتوانيم هسته را به طريقي به دو تکه تقسيم کنيم، تکه‌ها در اثر نيروي دافعه الکتريکي خيلي سريع از هم فاصله گرفته و انرژي جنبشي فوق العاده‌اي پيدا مي‌کنند. در کنار اين تکه‌ها ذرات ديگري مثل نوترون و اشعه‌هاي گاما و بتا نيز توليد مي‌شود. انرژي جنبشي تکه‌ها و انرژي ذرات و پرتوهاي بوجود آمده ، در اثر برهمکنش ذرات با مواد اطراف ، سرانجام به انرژي گرمايي تبديل مي‌شود. مثلا در واکنش هسته‌اي که در طي آن 235U به دو تکه تبديل مي‌شود، انرژي کلي معادل با 200MeV را آزاد مي‌کند. اين مقدار انرژي مي‌تواند حدود 20 ميليارد کيلوگالري گرما را در ازاي هر کيلوگرم سوخت توليد کند. اين مقدار گرما 2800000 بار برگتر از حدود 7000 کيلوگالري گرمايي است که از سوختن هر کيلوگرم زغال سنگ حاصل مي‌شود.
کاربرد حرارتي انرژي هسته‌اي
گرماي حاصل از واکنش هسته‌اي در محيط راکتور هسته‌اي توليد و پرداخته مي‌شود. بعبارتي در طي مراحلي در راکتور اين گرما پس از مهارشدن انرژي آزاد شده واکنش هسته‌اي توليد و پس از خنک سازي کافي با آهنگ مناسبي به خارج منتقل مي‌شود. گرماي حاصله آبي را که در مرحله خنک سازي بعنوان خنک کننده بکار مي‌رود را به بخار آب تبديل مي‌کند. بخار آب توليد شده ، همانند آنچه در توليد برق از زعال سنگ ، نفت يا گاز متداول است، بسوي توربين فرستاده مي‌شود تا با راه اندازي مولد ، توان الکتريکي مورد نياز را توليد کند. در واقع ، راکتور همراه با مولد بخار ، جانشين ديگ بخار در نيروگاه‌هاي معمولي شده است.
سوخت راکتورهاي هسته‌اي
ماده‌اي که به عنوان سوخت در راکتورهاي هسته‌اي مورد استفاده قرار مي‌گيرد بايد شکاف پذير باشد يا به طريقي شکاف پذير شود.235U شکاف پذير است ولي اکثر هسته‌هاي اورانيوم در سوخت از انواع 238U است. اين اورانيوم بر اثر واکنشهايي که به ترتيب با توليد پرتوهاي گاما و بتا به 239Pu تبديل مي‌شود. پلوتونيوم هم مثل 235U شکافت پذير است. به علت پلوتونيوم اضافي که در سطح جهان وجود دارد نخستين مخلوطهاي مورد استفاده آنهايي هستند که مصرف در آنها منحصر به پلوتونيوم است.
ميزان اورانيومي که از صخره‌ها شسته مي‌شود و از طريق رودخانه‌ها به دريا حمل مي‌شود، به اندازه‌اي است که مي‌تواند 25 برابر کل مصرف برق کنوني جهان را تأمين کند. با استفاده از اين نوع موضوع ، راکتورهاي زاينده‌اي که بر اساس استخراج اورانيوم از آب درياها راه اندازي شوند قادر خواهند بود تمام انرژي مورد نياز بشر را براي هميشه تأمين کنند، بي آنکه قيمت برق به علت هزينه سوخت خام آن حتي به اندازه يک درصد هم افزايش يابد.
مزيتهاي انرژي هسته‌اي بر ساير انرژيها
بر خلاف آنچه که رسانه‌هاي گروهي در مورد خطرات مربوط به حوادث راکتورها و دفن پسماندهاي پرتوزا مطرح مي‌کند از نظر آماري مرگ ناشي ازخطرات تکنولوژي هسته‌اي از 1 درصد مرگهاي ناشي از سوختن زغال سنگ جهت توليد برق کمتر است. در سرتاسر جهان تعداد نيروگاههاي هسته‌اي فعال بيش از 419 مي‌باشد که قادر به توليد بيش از 322 هزار مگاوات توان الکتريکي هستند. بالاي 70 درصد اين نيروگاه‌ها در کشور فرانسه و بالاي 20 درصد آنها در کشور آمريکا قرار دارد.

تحقيقات نشان داده که سوختگي ها عموما در منازل اتفاق مي افتد. همه ما درد ناشي از سوختگي هاي خفيف را تجربه کرده ايم و بيشتر مواقع کاملا نسبت به آن بي تف ...

نحوه آزاد شدن انرژي هسته‌اي مي‌دانيم که هسته از پروتون (با بار مثبت) و نوترون (بدون بار الکتريکي) تشکيل شده است. بنابراين بار الکتريکي آن مثبت است. اگ ...

چكيده: با شنيدن كلمه سوخت عمدتا اولين موضوعي كه به ذهن خطور ميكند سوختهاي فسيلي است. نيروي محركه صنعت و حمل و نقل جهان هستند كه در سالهاي اخير پيشرفت ...

نور آفتاب نور خورشيد، حاوي طيفي گسترده از اشعه‌هاي مرئي و نامرئي است. بخشي از اشعه‌ي نامرئي آفتاب، طيف ماوراء بنفش يا UN است كه طول موجي كوتاه‌تر از ط ...

وقتي پس از حادثه ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ ميلادي، تمام پروازهاي تجاري ايالات متحده لغو شد؛ کارشناسان هواشناسي فرصت غيرمنتظره ۳ روزه اي را بدست آوردند تا فرضيات ...

از اين پس دانشمندان مي توانند با استفاده از مکعب هاي توخالي نوعي سوخت هسته اي جديد، اورانيوم راديواکتيو را جذب و پاک کرده و به اين ترتيب سوخت اتمي تمي ...

نوعي ماده منفجره است که به منظور پراکنده کردن مواد خطرناک راديواکتيو در سطحي وسيع طراحي شده است. ممکن است شما هم مثل خيلي هاي ديگر، وقتي دو عبارت بمب ...

شاتل در لغت به اتوبوسهايي اطلاق مي شود که در يک مسير مشخص رفت و آمد مي نمايند. آن ها اتوبوسهايي هستند که براي حمل انسان،محموله هاي فضايي و بردن ماهوار ...

دانلود نسخه PDF - سوخت راکتورهاي هسته‌اي