كيف تعمل الطاقة النوويه في توليد الكهرباء

شكل اكتشاف العناصر المشعة والطاقة النووية ثورة معرفية هائلة ونقلة نوعية في مجال توليد الطاقة، فهل تعرف كيفية استخدامها في توليد الكهرباء؟

3 إجابات

الحروب وسباق التسلح، هي أول ما يخطر في أذهاننا عندما نسمع عبارة” طاقةٍ نووية”. وهذا أمرٌ طبيعي بسبب ما نسمعه من أخبارٍ يوميةٍ حول استخدام الدول لهذه الطاقة، لأغراضٍ عسكريةٍ إلا أن الطاقة النووية لها استخداماتٌ سلميةٌ مختلفةٌ. تعود بفائدةٍ هائلةٍ على البشرية، ومن هذه الاستخدامات توليد الطاقة الكهربائية. تعود بداية استخدام الطاقة النووية لتوليد الكهرباء إلى عام 1961 في ألمانيا.

أما عن آلية توليد الكهرباء بواسطة الطاقة النووية فهي، تتم باستخدام مفاعل الانشطار النووي. تأتي المفاعلات النووية بأحجامٍ مختلفةٍ وأشكالٍ عديدةٍ. تختلف مدة عمل هذه المفاعلات، ويمكن أن يعمل بعضها لسنواتٍ متتاليةٍ دون انقطاع. ما يحدث ضمن هذا المفاعل هو أنه يتم إطلاق جسيمٍ على الذرة يسمى (“نيوترون”)، حيث تنقسم الذرة بدورها إلى ذرتين أصغر وبعض النترونات.

تعود هذه النترونات، وتذوّب ذراتٍ أخرى، مما يؤدي أيضًا إلى انقسامها، وتستمر هذ العملية وتزداد أعداد النترونات، وهذا ما يسمى ب “تفاعل السلسلة”. كنتيجةٍ لهذا التفاعل، تنطلق كميةٌ كبيرةٌ من الحرارة التي يتم التخلص منها بإضافة سائلٍ “عادةً الماء”، مما يؤدي إلى تشكّل البخار الذي يقوم بدوره بتدوير توربيناتٍ خاصةٍ. يستخدم دوران هذه التوربينات في تدوير المولدات والحصول على الطاقة الكهربائية.

أكمل القراءة

تعتبر الطاقة النوويّة طاقة نظيفة نسبياً ومُستخدمة بشكلٍ كبير في توليد الكهرباء.

تعتمد محطات الطاقة النوويّة على وقود اليورانيوم المُخصّب لإنتاج الكهرباء وذلك من خلال عمليّة تُدعى بعملية الانشطار، والتي تتضمّن تقسيم ذرات اليورانيوم داخل المفاعل النووي، حيث تحتوي حبيبة اليورانيوم الواحدة والتي تكون بحجم ممحاة الرصاص تقريباً على مقدار طاقة مساوٍ لطاقة طن من الفحم أو 3 براميل من النفط أو ما يقارب 17 ألف قدم مكعب من الغاز الطبيعي، عدا عن كونه من أكثر المعادن توفراً في العالم.

تمر عمليّة تحول الطاقة النوويّة إلى طاقة كهربائيّة بثلاثة مراحل:

  • المرحلة الأولى: تتحول الطاقة النوويّة إلى طاقة حراريّة.
  •  المرحلة الثانية: تتحول الطاقة الحراريّة إلى طاقة ميكانيكيّة.
  • المرحلة الثالثة: تتحول الطاقة الميكانيكيّة إلى طاقة كهربائيّة.

وسأشرح لك هذه المراحل بشكل أكثر تفصيل:

  • في المرحلة الأولى يتم تعبئة المفاعلات باليورانيوم الذي ينشطر بفعل النيوترونات بعد سلسة من التفاعلات الحراريّة التي ينتج عنها طاقة حراريّة هائلة.
  • في المرحلة الثانية يتم إزالة هذه الحرارة من المفاعلات بوساطة مادة سائلة أو غازيّة، ويتم تمريرها داخل المفاعلات، وتدعى هذه المادة بالمبرد، وأحياناً قد يتم استخدام الماء كمُبرد.
  • في المرحلة الثالثة والأخيرة يتم استخدام الحرارة التي قام بجمعها المبرد من المفاعلات في توليد البخار داخل مولد البخار ومن ثم يتم توجيه الطاقة الميكانيكيّة لهذا البخار إلى التوربينة حيث يتم تحويلها إلى طاقة كهربائيّة بشكل نهائي.

أكمل القراءة

 توجهت أنظار القوى المتصارعة في الحرب العالمية الثانية بعد نهايتها لإيجاد استخدامات بديلة للطاقة النووية التي لعبت دورًا هامًا في إنهاء الحرب، ومن هذه الاستخدامات البديلة توليد الكهرباء، الذي أصبح مركز الإهتمام في تلك الفترة، إلى أن وصلنا في يومنا هذا لأكثر من 30 بلدًا يستخدمون الطاقة النووية في توليد الكهرباء، مع أكثر من 400 مفاعل نووي لأغراض توليد الكهرباء منتشرين في كافة أنحاء العالم.

تعمل المفاعلات النووية على توليد الكهرباء، عبر عملية تدعى بانشطار الذرة وفق الخطوات التالية:

  • نقوم بإطلاق جزيء نيوترون على ذرة المعدن المشع الموجود ضمن المفاعل، ما يؤدي إلى أنشطتها لذرتين جدد وعدد من النيوترونات.
  • تقوم هذه النيوترونات كذلك بشطر ذرات أخرى.
  • تستمر هذه العملية بالحدوث، وتنطلق أثناء حدوثها كميات كبيرة من الطاقة على شكل حرارة.
  • تنقل هذه الكميات من الطاقة عبر سوائل ضمن المفاعل، بهدف تشكيل بخار الماء.
  • يساعد بخار الماء المتشكل في تشغيل التوربينات ضمن المفاعل التي تؤدي إلى إنتاج الطاقة الكهربائية.

للحغاظ على برودة هذه المفاعلات تستهلك كميات كبيرة من المياه بهدف تبريدها بشكل دائم خوفًا من حدوث كوارث نووية كما حصل في تشيرنوبل.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تعمل الطاقة النوويه في توليد الكهرباء"؟