ما هو الوقود النووي

1 إجابة واحدة
كاتبة صحفية
الإعلام, جامعة القاهرة

الوقود النووي

الوقود النووي هو نوع من الوقود شديد القوة والتدمير والمستخدم في المفاعلات النووية للحفاظ على تفاعل تسلسلي نووي، ويعتمد على العناصر القابلة للانشطار والتي يعتبر من أشهرها كل من اليورانيوم 235 والبلوتونيوم 239 وتدخل هذه العناصر في دورة من العمليات المتلاحقة لتنقيحها واستخدامها وتُعرف هذه العمليات بدورة الوقود النووي.

وهذا الوقود يتميز بأنه من الذرات الثقيلة والتي تمتص النيوترونات وتنقسم مطلقة طاقة هائلة تساهم في إنتاج الكهرباء وتشغيل المصانع وبالطبع تصنيع أقوى الأسلحة المدمرة، بالإضافة إلى دورها في إنتاج النظائر المشعة والتي تستخدم للأغراض طبية مثل علاج أنواع من السرطان والبحوث الطبية المختلفة. وينتج عن هذا الانقسام تفاعل يؤدي إلى طاقة حرارية هائلة تستخدم في تسخين سائل والذي في الغالب يكون الماء ومن خلال يتم بدء دورة تغذية لمحطات إنتاج الطاقة الكهربائية.

يستخدم اليورانيوم 235 في الوقود النووي بتركيزات مختلفة، فيمكن لبعض المفاعلات أن تستخدم اليورانيوم الطبيعي بتركيز نسبته 0.7% فقط، بينما مفاعلات أخرى ستحتاج إلى تخصيب اليورانيوم ورفع مستويات التركيز إلى 3 أو 5% وذلك لتعويض النيوترونات التي يتم امتصاصها في الماء للحفاظ على تفاعل تسلسلي. كما تستخدم وحدات خاصة لتصنيع هذا الوقود النووي يُطلق عليها قضبان التحكم، وهي تكون مصنوعة من مادة قادرة على امتصاص النيوترونات بكفاءة ومنع أي شوائب مشعة من الخروج منها أثناء عملية التفاعل والانقسام، لذا يستخدم الصلب في تصنيع سبيكة قضيب التحكم كما يتم استخدام معدن الكادميوم للحفاظ على تفاعل سليم بين ذرات اليورانيوم المخصب لإنتاج الطاقة المرغوب فيها.

يتم وضع الوقود النووي في قلب المفاعل والذي يكون عبارة عن ماء مغلي ويتم التحكم في سير وتفاعل اليورانيوم عن طريق خفض ورفع قضبان التحكم في هذا الماء المغلي، فهذه القضبان هي التي تضبط عدد النيوترونات وتعمل على امتصاص الأجزاء الزائدة منها في قلب المفاعل. ولتوقيف أي تفاعل أو إنتاج للوقود يتم تغطيس قضبان التحكم تلك في قلب المفاعل أو الماء المغلي فيتم امتصاص جميع النيترونات وتتوقف جميع عمليات التفاعل.

تُشغّل معظم المفاعلات النووية بمركب يُعرف باسم ثاني أكسيد اليورانيوم حيث يتم تجميع هذا المركب وإدخاله في المفاعل النووي ويمكن أن يبقى لعدة أشهر أو سنوات وفقا لمعدل تشغيل المفاعل وحجم الطاقة التي يتم امتصاصها منه. وأثناء وجوده في المفاعل فإن هذا المركب يخضع إلى الانشطار النووي ويُطلق طاقة هائلة هي المستخدمة في توليد الكهرباء، حيث تسمح النيوترونات المنبعثة أثناء عملية الانشطار بحدوث سلسلة من التفاعلات الانشطارية مما يؤدي إلى توليد مستمر للطاقة.

ويتم إزالة الوقود النووي من المفاعل بعد تعرض كميات كبيرة من الوقود سواء كانت من اليورانيوم 235 أو البلوتونيوم 239 إلى الانشطار، ويُعرف الوقود النووي المستخدم بالوقود المستهلك أو المُشع، وبعد الاستخدام يجب تبريد هذا الوقود لعدة سنوات لأنه يكون ف يمنتهى السخونة. وتوضع الوقود النووي المستهلك في برك كبيرة وعميقة من الماء والتي تعمل كدرع إشعاعي ومبرد في الوقت نفسه وتسمح خاصية التبريد بخفض درجة الحرارة وحماية العمال من النشاط الإشعاعي للوقود، ويمكن إعادة استخدام هذا الوقود من جديد بطرق مختلفة.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هو الوقود النووي"؟