أقرأ أيضاً
التاريخ: 2-6-2021
2712
التاريخ: 15-7-2021
1531
التاريخ: 21-9-2016
3106
التاريخ: 6-6-2021
2583
|
الطاقة النووية
تعمل محطات الطاقة النووية المستعملة حاليا على ما يعرف بالانشطار النووي وهو نفس فكرة القنبلة الذرية. وتقوم فكرة استخلاص الطاقة من الانشطار النووي على أن بعض العناصر تشطر نواتها حين يصدمها نيوترون وينتج عن الانشطار ظهور مواد جديدة واشعاعات ويتحول جزء من المادة الى طاقة حرارية اضافة الى نيوترونات أخرى تقوم بدورها بالاصطدام مع ذرات أخرى، وهكذا ينشأ عن هذه العملية تفاعل متسلسل لا ينتهي الا بتحويل كل المادة القابلة للانشطار الى مواد جديدة واطلاق كمية كبيرة من الطاقة.
إن المادة المستعملة في عمليات الانشطار النووي هي اليورانيوم ٢٣٥ والذي يوجد بكميات قليلة في الطبيعة مع عنصر اليورانيوم ٢٣٨، فحين يصدم نيوترون نواة عنصر اليورانيوم ٢٣٥ فان نواته تنقسم الى قسمين متساويين تقريبا وينتج أيضا تحرير نيوترونين يقومان بدورها بالاصطدام مع نوى أخرى لليورانيوم ٢٣٥. ويترافق مع هذه العملية تحول جزء من مادة النواة الى كميات هائلة من الطاقة الحرارية فاذا استمر هذا التفاعل بدون ضوابط فقد يتحول التفاعل الى قنبلة نووية ذرية، وأما إذا تم ضبط التفاعل بحيث يحصل بمعدلات معينة وجرى في ذات الوقت نقل حرارة التفاعل باستعمال السوائل والغازات المبردة فان بالإمكان استعمال المفاعل للأغراض السلمية.
ويتم ضبط التفاعل في المفاعلات النووية باستعمال المهدئات Moderators التي تقوم بالحد من سرعة النيوترونات الناتجة من التفاعل النووي أو امتصاص جزء منها، ولتحقيق ذلك تستعمل قضبان من الجرافيت أو الماء، أما الحرارة الناتجة عن التفاعل فيجري نقلها بواسطة السوائل والغازات المبردة وذلك لمنع استمرار درجة حرارة قلب المفاعل من الارتفاع الى درجة قد تؤدي الى انصهاره، وتستعمل الحرارة الناتجة عن التفاعل في انتاج البخار ذي الضغط العالي والحرارة المرتفعة، ومن ثم تشغيل التوربينات وانتاج الطاقة الكهربائية، وعلى ذلك فان المفاعل النووي ليس الا مصدرا للطاقة ينتج الحرارة المطلوبة لإنتاج البخار، أي أنه يقوم بوظيفة الغلاية التي تعمل على الفحم أو النفط أو الغاز في محطات التوليد الحرارية.
ومن النتائج السلبية المترتبة على المفاعلات النووية الانشطارية انتاج المواد المشعة ذات القدرة العالية على اختراق المعادن والجدران السميكة الأمر الذي يؤدي الى خطر تسربها الى الخارج وتأثيرها على الكائنات الحية من نبات وحيوان. أما الأمر الآخر فهو ن الوقود النووي المستعمل في المحطات النووية يتكون من عنصري اليورانيوم - ٢٣٥ واليورانيوم - ٢٣٨ ورغم أن الأول هو الذي ينشطر ويتحرر اثنان من نيوتروناته فان لأخير يقوم بامتصاص أحدهما ويتحول الى بلوتونيوم الذي هو بدوره مادة مشعة، هذا بالإضافة الى ما يتكون من مواد مشعة أخرى نتيجة التفاعل النووي، ومشكلة هذه المواد أنها نفايات التفاعل النووي ولابد من التخلص منها الآ أن خصائصها الاشعاعية المدمرة تجعل من الضروري حفظها في أماكن خاصة وتحت رقابة دائمة بحيث لا تفلت اشعاعاتها الى الخارج، وحتى الان كانت أكث الطرق المستعملة لحفظ النفايات خزها في خزانات مائية، وقد جرى التفكير بوضعها في صناديق محكة ووضعها في أعماق المحيطات العميقة كما جرى التفكير بدفنها في الأرض على أعماق كبيرة الا أن كلا الفكرتين وجدت معارضة كبيرة من جانب العلماء، والآن يجري التفكير بقذف النفايات النووية في الفضاء بعيدا عن الأرض بحيث تتخذ مدارا حول الشمس.
كان عدد المفاعلات النووية العاملة في العالم حتى ٧اية عام ١٩٧٦ يبلغ ١٧٧ مفاعلا وتصل طاقتها الى ٨٦ الف ميغاواط، وفي نفس السنة كان يجري العمل في ١٥١ مفاعلا آخر تبلغ طاقتها ١٢٨ الف ميغاواط. وتمتلك الولايات المتحدة أكبر عدد من المفاعلات النووية العاملة او التي تحت الانجاز اذ كان يبلغ عددها مجتمعة ١٢٠ مفاعلا في اية عام ١٩٧٦، وفي المرتبة الثانية تأتي بريطانيا بعدد من المفاعلات يبلغ ٣٦ مفاعلا، وه٢ مفاعلا في فرنسا و١ ٢ في اليابان بينا لم يملك الاتحاد السوفيتي في ذلك الوقت سوى ١٨ مفاعلا فقط، أما باقي المفاعلات النووية فتنتشر بشكل أساسي في دول أوروبا الغربية والشرقية وكندا والهند.
ويقدر استهلاك العالم الحالي من اليورانيوم خارج الاتحاد السوفيتي والدول الحليفة له بجوالي ٢١ الف طن، أما احتياطي العالم من اليورانيوم فان تقدير ذلك يعتمد على الكلفة الاقتصادية المقبولة كسعر اذ كلما ارتفع السعر المقبول ازدادت كمية الاحتياطي.
والقاسم المشترك بين مصادر الطاقة الأحفورية والنووية أنها قابلة للاستنزاف ذلك أن الموجود منها في الطبيعة كميات محدودة ستستهلك عاجلا أو آجلا، ويتحدد زمن استنزاف هذه المصادر معدلات استهلاك العالم منها، تلك المعدلات التي تشير الى أن العالم مقبل على استنزاف معظم ما يملك في المستقبل المتطور ولا يتوقف الأمر عند هذا بل أن كلفة انتاج المخزون من هده المصادر ستتصاعد بدرجة كبيرة نتيجة للجهد الكبير
والاستثمارات الضخمة المطلوبة لإنتاجها، وسنتطرق الآن الى وضع استهلاك الطاقة على المستوى العالمي لنأخذ فكرة عن الكميات المستهلكة وأهم مراكز لاستهلاك، وسيشكل هذا مقدمة للنظر في غزون الطاقة في العالم لكي نصل الى تقدير الفترة الزمنية التي يترتب على الانسان خلالها البحث عن المصادر البديلة وتطويرها.
|
|
تفوقت في الاختبار على الجميع.. فاكهة "خارقة" في عالم التغذية
|
|
|
|
|
أمين عام أوبك: النفط الخام والغاز الطبيعي "هبة من الله"
|
|
|
|
|
قسم شؤون المعارف ينظم دورة عن آليات عمل الفهارس الفنية للموسوعات والكتب لملاكاته
|
|
|