up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله نيروگاه اتمي PDF
QR code - نيروگاه اتمي

نيروگاه اتمي

طي سال هاي گذشته اغلب کشورها به استفاده از اين نوع انرژي هسته اي تمايل داشتند و حتي دولت ايران ۱۵ نيروگاه اتمي به کشورهاي آمريکا ، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولي خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تري ميل آيلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبيل (Tchernobyl) در روسيه در ۲۶ آوريل ۱۹۸۶، نظر افکار عمومي نسبت به کاربرد اتم براي توليد انرژي تغيير کرد و ترس و وحشت از جنگ اتمي و به خصوص امکان تهيه بمب اتمي در جهان سوم، کشورهاي غربي را موقتا مجبور به تجديد نظر در برنامه هاي اتمي خود کرد.
نيروگاه اتمي چيست؟
نيروگاه اتمي در واقع يک بمب اتمي است که به کمک ميله هاي مهارکننده و خروج دماي دروني به وسيله مواد خنک کننده مثل آب و گاز ، تحت کنترل درآمده است. اگر روزي اين ميله ها و يا پمپ هاي انتقال دهنده مواد خنک کننده وظيفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددي به وجود مي آيد و حتي ممکن است نيروگاه نيز منفجر شود، مانند فاجعه نيروگاه چرنوبيل شوروي سابق.
● ساختار نيروگاه اتمي:
نيروگاه اتمي از مواد مختلفي شکل گرفته است که همه آنها نقش اساسي و مهم در تعادل و ادامه حيات آن را دارند. اين مواد عبارت اند از:
▪ ماده سوخت:
ماده سوخت متشکل از اورانيوم طبيعي ، اورانيوم غني شده ، اورانيوم و پلوتونيم است. که سوختن اورانيوم بر اساس واکنش شکافت هسته اي صورت مي گيرد.
▪ نرم کننده ها:
نرم کننده ها موادي هستند که برخورد نوترون هاي حاصل از شکست با آنها الزامي است و براي کم کردن انرژي اين نوترون ها به کار مي روند. زيرا احتمال واکنش شکست پي در پي به ازاي نوترون هاي کم انرژي بيشتر مي شود. آب سنگين (D۲O) يا زغال سنگ (گرافيت) به عنوان نرم کننده نوترون به کار برده مي شوند.
▪ ميله هاي مهارکننده:
اين ميله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل راکتور اتمي الزامي است و مانع افزايش ناگهاني تعداد نوترون ها در قلب رآکتور مي شوند. اگر اين ميله ها کار اصلي خود را انجام ندهند، در زماني کمتر از چند هزارم ثانيه قدرت راکتور چند برابر شده و حالت انفجاري يا ديورژانس راکتور پيش مي آيد. اين ميله ها مي توانند از جنس عنصر کادميم و يا بور باشند.
▪ مواد خنک کننده يا انتقال دهنده انرژي حرارتي:
اين مواد انرژي حاصل از شکست اورانيوم را به خارج از راکتور انتقال داده و توربين هاي مولد برق را به حرکت در مي آورند و پس از خنک شدن مجدداً به داخل راکتور برمي گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودي عمل مي کنند و با خارج از محيط رآکتور تماسي ندارند. اين مواد مي توانند گاز CO۲ ، آب ، آب سنگين، هليم گازي و يا سديم مذاب باشند.
● طرز کار نيروگاه اتمي:
عمل سوختن اورانيوم در داخل نيروگاه اتمي متفاوت از سوختن زغال يا هر نوع سوخت فسيلي ديگر است. در اين پديده با ورود يک نوترون کم انرژي به داخل هسته ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ عمل شکست انجام مي گيرد و انرژي فراواني توليد مي کند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم ، ناپايداري در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسيار کوتاهي هسته اتم شکسته شده و تبديل به دو تکه شکست و تعدادي نوترون مي شود.
به طور متوسط تعداد نوترون ها به ازاي هر ۱۰۰ اتم شکسته شده ۲۴۷ عدد است و اين نوترون ها اتم هاي ديگر را مي شکنند و اگر کنترلي در مهار کردن تعداد آنها نباشد واکنش شکست در داخل توده اورانيوم به صورت زنجيره اي انجام مي شود که در زماني بسيار کوتاه منجر به انفجار شديدي خواهد شد. در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانيوم و شکسته شدن آن توام با انتشار انرژي معادل با Mev ۲۰۰ ميليون الکترون ولت است.
اين مقدار انرژي در سطح اتمي بسيار ناچيز ولي در مورد يک گرم از اورانيوم در حدود صدها هزار مگاوات است. که اگر به صورت زنجيره اي انجام شود، در کمتر از هزارم ثانيه مشابه بمب اتمي عمل خواهد کرد. اما اگر تعداد شکست ها را در توده اورانيوم و طي زمان محدود کرده به نحوي که به ازاي هر شکست، اتم بعدي شکست حاصل کند شرايط يک نيروگاه اتمي به وجود مي آيد.
● نمونه عملي:
نيروگاهي که داراي ۱۰ تن اورانيوم طبيعي است قدرتي معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانيوم ۲۳۵ در روز در اين نيروگاه شکسته مي شود و همان طور که قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسيله ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۸ اورانيوم ۲۳۹ به وجود مي آمد که بعد از دو بار انتشار ذرات بتا (يا الکترون) به پلتونيوم ۲۳۹ تبديل مي شود که خود مانند اورانيوم ۲۳۵ شکست پذير است. در اين عمل ۷۰ گرم پلتونيوم حاصل مي شود.
ولي اگر نيروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون هاي موجود در نيروگاه زياد باشند مقدار جذب به مراتب بيشتر از اين خواهد بود و مقدار پلتونيوم هاي به وجود آمده از مقدار آنهايي که شکسته مي شوند بيشتر خواهند بود. در چنين حالتي بعد از پياده کردن ميله هاي سوخت مي توان پلتونيوم به وجود آمده را از اورانيوم و فرآورده هاي شکست را به کمک واکنش هاي شيميايي بسيار ساده جدا و به منظور تهيه بمب اتمي ذخيره کرد.

طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصر را طيف اتمي آن عنصر مي‌نامند. پس مي‌توان گفت كه طيف اتمي عنصرهاي مختلف با هم تفاوت دارد. ديدكلي همانطور كه مي‌دانيم ن ...

● طيف اتمي طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصر را طيف اتمي آن عنصر مينامند. پس ميتوان گفت که طيف اتمي عنصرهاي مختلف با هم تفاوت دارد. ● ديدکلي همانطور که ...

طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصر را طيف اتمي آن عنصر مي‌نامند. پس مي‌توان گفت كه طيف اتمي عنصرهاي مختلف با هم تفاوت دارد. ديدكلي همانطور كه مي‌دانيم ن ...

طيف نور گسيل شده از بخار هر عنصر را طيف اتمي آن عنصر مي‌نامند. پس مي‌توان گفت كه طيف اتمي عنصرهاي مختلف با هم تفاوت دارد. ديدكلي : همانطور كه مي‌دانيم ...

نيروگاه اتمي در واقع يک بمب اتمي است که به کمک ميله هاي مهارکننده و خروج دماي دروني بوسيله مواد ‏خنک کننده مثل آب و گاز ، تحت کنترل در آمده است. اگر ر ...

نيروگاه اتمي بررسي شده در اين مقاله داراي ۲ رآكتور است كه ضخامت جداره فولادي هريك۲۰ سانتيمتر، قطر۴ ۸ و ارتفاع آنها۱۲ ۸ متر است. اين راكتورها درون سيلو ...

زباله هاي پرتوزا که ازجمله زباله هاي هسته اي اند به عنوان فرآورده جانبي فرآيندهاي صنعتي همچون توليد ميله هاي سوخت اورانيوم براي نيروگاه هاي هسته اي يا ...

اگر چه پيل سوختي به تازگي به عنوان يکي از راهکارهاي توليد انرژي الکتريکي مطرح شده است ولي تاريخچه آن به قرن نوزدهم و کار دانشمند انگليسي سرويليام گرو ...

دانلود نسخه PDF - نيروگاه اتمي