المفاعل النوويه واليورانيوم والانشطار

الــمــفـــاعـــــــــل الــنــــــــــــــووي .

أصيلـ بلاشموس
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أصيلـ بلاشموس

عند
الحديث عن الطاقة النووية ينصرف التفكير على الفور نحو التسلح النووي
والقنبلة النووية، ولكن الطاقة النووية، مثل غيره من أنواع الطاقة، لها
العديد من الاستخدامات المفيدة.
وقد لا يعلم الكثيرون أن 17% من كهرباء
العالم مصدرها الطاقة النووية، وأن بعض الدول تعتمد على الطاقة النووية في
الحصول على الكهرباء أكثر من اعتمادها على المصادر الأخرى. فحسب الوكالة
الدولية للطاقة الذرية تولد فرنسا نحو75% من احتياجاتها الكهربائية من
الطاقة النووية.
وفي الولايات المتحدة توفر الطاقة النووية حوالي 15% من الكهرباء، وهناك ما يزيد على450 محطة طاقة نووية في مختلف أنحاء العالم.
وسوف
نحاول فيما يلي تقديم تعريف مبسط عن المادة الأساسية في توليد الطاقة
النووية، أي مادة اليورانيوم، ونتحدث قليلا عن خصائصه وعن الانشطار النووي.

***
أصيلـ بلاشموس

اليورانيوم
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أصيلـ بلاشموس
نسمع كثيرا عن اليورانيوم وعن تخصيبه
وإنتاج
الطاقة النووية منه، ويدور حول ذلك الكثير من التحليلات في وسائل الإعلام،
والكثير من المفاوضات بين الدول، وقد تدار الحروب بسببه، فما سر هذه
المادة العجيبة؟ ومن أين لها كل هذه الأهمية؟
يقول العلماء إن
اليورانيوم فلز ثقيل موجود في الطبيعة في القشرة الأرضية وفي ماء البحر في
أشكال مختلفة تسمى النظائر، أهمها نظيران هما اليورانيوم-238
واليورانيوم-235، يشكلان حوالي 99% و0.7% من اليورانيوم الموجود في الطبيعة
على التوالي.
وهذه النظائر كلها نظائر مشعة، ونعني بذلك أنها غير مستقرة، بل تنحل بالتدريج مطلقة
أشعة
مختلفة مثل جسيمات ألفا وجسيمات بيتا وجسيمات غاما لتتحول في النهاية إلى
نظائر مستقرة، وتسمى الفترة التي تستغرقها نصف الذرات المكونة لأية كمية من
مادة مشعة لتنحل إلى حالتها المستقرة بالعمر النصفي.
والعمر النصفي
لليورانيوم-238 طويل جدا (حوالي 4.5 بليون سنة)، ويعني ذلك أن قدرته
الإشعاعية ضعيفة جدا، ولكن اليورانيوم-235 ذو خاصية فريدة تجعله صالحا
للاستخدام في إنتاج الطاقة النووية، بل في إنتاج القنبلة النووية أيضا.
هذه
الخاصية هي خاصية الانشطار، ونعني بذلك أن نواته تنشطر في الطبيعة عادة
خلال فترة زمنية وجيزة، وبالإضافة إلى ذلك فإن اليورانيوم-235 من المواد
القليلة التي يمكن شطر نواتها صناعيا فيما يعرف بالانشطار المستحث.
فعند قذف نيوترون حر داخل النواة تمتص النواة هذا النيوترون بسهولة وتفقد استقرارها ومن ثم تنشطر على الفور.

***

أصيلـ بلاشموس
الانشطار النووي

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أصيلـ بلاشموس
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

أصيلـ بلاشموس
كما
ذكرنا سالفا تنشطر نواة اليورانيوم بقذفها بنيوترون حر، حيث تنشطر في هذه
الحالة إلى ذرتين خفيفتين بالمقارنة بالذرة الأم، وينتج عن الانشطار انطلاق
نيوترونين جديدين أو ثلاثة (يتوقف عدد النيوترونات المطلقة على الكيفية
التي يحدث بها الانشطار)، ولدى استقرار هذه النيوترونات في وضعها الجديد
يصدر عنها إشعاع غاما، وهناك ثلاث حقائق مهمة عن هذا الانشطار المستحث
تستحق الوقوف عندها:
- قدرة ذرة اليورانيوم -235 على الإمساك
بالنيوترون الحر عند مروره قريبا منها كبيرة جدا، وفي المفاعلات التي تعمل
بكفاءة عالية ينتج انشطار جديد عن كل نيوترون منطلق من
كل انشطار.
- عملية الإمساك بالنيوترون، ومن ثم الانشطار، تحدث بسرعة فائقة.
-
تنتج عن انشطار الذرة الواحدة طاقة هائلة في شكل حرارة وأشعة غاما، وتأتي
هذه الطاقة من حقيقة أن وزن النيوترونات ومنتجات الانشطار معا أقل من وزن
ذرة اليورانيوم -235 الأصلية، ويتحول هذا الفارق في الوزن مباشرة إلى طاقة
بمعدل محكوم بالمعادلة: ط = ك س?، حيث ط يمثل الطاقة، بينما يمثل ك الكتلة
وس سرعة الضوء، وهي معادلة النسبية الشهيرة التي توصل إليها أينشتين، وينتج
عن انحلال كل ذرة من ذرات اليورانيوم-235 كمية قليلة من الطاقة، ولكن رطلا
واحدا من اليورانيوم، على سبيل المثال، يحتوي على بلايين الذرات.
وبمقارنة
بسيطة فإن الرطل الواحد من اليورانيوم المخصب تخصيبا جيدا تساوي الطاقة
الناتجة عنه كمية الطاقة الناتجة عن مليون جالون من الجازولين، وعندما
تتذكر أن الرطل من اليورانيوم أصغر من حجم كرة البيسبول، في حين أن المليون
جالون من الجازولين يملأ حجما قدره 50 قدما مكعبا (50 قدما يساوي ارتفاع
مبنى من خمس طوابق) يمكنك تقدير كمية الطاقة المختزنة في كمية قليلة من
اليورانيوم.
ولتحقيق الاستفادة القصوى من هذه الخصائص يقوم العلماء
بتخصيب اليورانيوم في المفاعلات النووية، ونعني بالتخصيب زيادة معدل
اليورانيوم-235 بحيث تكون كمية اليورانيوم المخصبة محتوية بعد التخصيب على
حوالي 2% أو 3% من اليورانيوم-235، وهو معدل يكفي للاستخدام السلمي، بينما
يتطلب الاستخدام لأغراض التسليح النووي وإنتاج القنبلة النووية التخصيب إلى
معدل90% من اليورانيوم-235.

مجرد معلومات لا غير

المفاعل النوويه واليورانيوم والانشطار

مستقبلك يتحدد علي قدر أمنياتك ومدي قدرتك علي تحقيق ما عجزت عن تحقيقه في الماضي