برق هسته اي

بسمه تعالیبرق هسته ای چیست و چرا استفاده از آن واجب است و نه مستحب! :دنیای امروز دنیای صرفه جویی و مصرفی هوشمندانه و بهینه است ، کشور های توسعه بیافته در تلاشند برای رسیدن به حداقل هزینه انرژی مورد نیاز خود را تامین کنند در این میان استفاده از فناوری های چند منظوره هسته ای عالی ترین روش دستیابی به این مقصود است،الودگی هوا ناشی از سوخت های فسیلی که اکنون بیش از هر زمانی احساس میشود از دلایل دیگر استفاده از انرژی های قدرتمند و پاک است که همه ی این مولفه ها در موضوع ما یعنی برق هسته ای میگنجد .امروزه مهمترین منابع استفاده صلح آمیز از انرژی اتمی ، ساخت راکتورهای هسته‌ای جهت تولید برق می‌باشد.فناوری هسته‌ای (به انگلیسی : Nuclear technology) قابلیت تبدیل اورانیوم طبیعی و موجود در طبیعت به اورانیوم غنی شده از طریق شکافت اتم‌ها (Fission of atoms) می باشد. در این فناوری، انرژیی موجود در هسته اتم به صورت انرژی گرمایی آزاد شده و از گرمای حاصل از تقسیم اتم های اورانیوم در فرآیندی که به عنوان شکافت، معروف است برای تولید بخار استفاده می شود. این بخار به نوبه خود، توربین هایی را می گرداند که برای تولید برق مورد نیاز مناطق اطراف استفاده می شوند.طی سال های 1930" انریکوفرمی "و همکاران وی در ایتالیا، تعدادی آزمایش با نوترون تازه کشف شده انجام دادند آن ها استدلال کردند که نبود بار نوترون آن را در نفوذ به هسته موثر می سازد. از جمله کشفیات فرمی، تمایل زیاد بسیاری از عناصر به کند کردن نوترون و تنوع رادیوایزوتوپ هایی بود که می توانست از گیراندازی نوترون تولید شود."برایت" و "وینکر" توضیح نظری فرآیندهای نوترون کند را در سال 1936 ارائه نمودند.فرمی اندازه گیری های توزیع هر دو نوترون سریع و کند را انجام داد و رفتار آن ها را از لحاظ پراکندگی کشسان ،اثرات پیوند شیمیایی و حرکت گرمایی در مولکول های هدف توضیح داد.تا این فاصله زمانی هنوز فرآیند شکافت شناسایی نگردید. تا اینکه در سال 1939 تا 1940 توسط فعالیت هان، اشتر اسمن و سپس فریش و... در انتها فرمی پدیده شکافت را کشف و مسیر استفاده از فناوری هسته‌ای را باز کرد.تمامی نیروگاه‌های گرمایی متداول از نوعی سوخت برای تولید گرما استفاده می‌کنند. برای مثال گاز طبیعی، زغال سنگ یا نفت. در یک نیروگاه هسته‌ای این گرما از شکافت هسته‌ای که در داخل راکتور صورت می‌گیرد تامین می‌شود. هنگامی که یک هسته نسبتاً بزرگ قابل شکافت مورد برخورد نوترون قرار می‌گیرد به دو یا چند قسمت کوچک‌تر تقسیم می‌شود و در این فرآیند که به آن شکافت هسته‌ای می‌گویند تعدادی نوترون و مقدار نسبتاً زیادی انرژی آزاد می‌شود. نوترون‌های آزاد شده از یک شکافت هسته‌ای در مرحله بعد خود با برخورد به دیگر هسته‌ها موجب شکافت‌های دیگری می‌شوند و به این ترتیب یک فرآیند زنجیره‌ای به وجود می‌آید. زمانی که این فرآیند زنجیره‌ای کنترل شود می‌توان از انرژی آزاد شده در هر شکافت (که بیشتر آن به صورت گرماست) برای تبخیر آب و چرخاندن توربین‌های بخار و در نهایت تولید انرژی الکتریکی استفاده کرد. در صورتی که در یک راکتور از سوختی یکنواخت اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ استفاده شود بر اثر افزایش غیرقابل کنترل تعداد شکافت‌های هسته‌ای بر اثر فرآیند زنجیره‌ای، انفجار هسته‌ای ایجاد می‌شود. اما فرآیند زنجیره‌ای موجب ایجاد انفجار هسته‌ای در یک راکتور نخواهد شد چراکه تعداد شکافت‌های راکتور به اندازه‌ای زیاد نخواهد بود که موجب انفجار شوند و این به دلیل درجه غنی سازی پایین سوخت راکتورهای هسته‌ای است. اورانیوم طبیعی دارای درصد اندکی (کمتر از ۱٪) از اورانیوم-۲۳۵ است و بقیه آن اورانیوم-۲۳۸ است(زیرا اورانیوم-۲۳۸ توانایی شکافت‌پذیری ندارد). اکثر راکتورها نیروگاه‌های هسته‌ای از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بین ۳٪ تا ۵٪ استفاده می‌کنند اما برخی از آنها طوری طراحی شده‌اند که با اورانیوم طبیعی کار کنند و برخی از آنها نیز به سوخت‌های با درصد غنی‌سازی بالاتر نیاز دارند. تولید برق با انرژی هسته ای نیاز به غنی سازی اورانیوم دارد که دانش این امر تنها در انحصار چند کشور است. اساس کار نیروگاه های اتمی و نیروگاه بخار تقریبا شبیه هم است. در نیروگاه اتمی به جای بویلر (دیگ بخار) از راکتور استفاده می شود. در نیروگاه هسته ای، هستۀ اتم تغییر ماهیت داده و از خود انرژی تولید می کند. در راکتور آب به وسیلۀ انرژی حاصل از واکنش های هسته ای گرم شده و بخار می شود و این بخار، توربین را به حرکت در آورده و الکتریسیته تولید می کند.انرژی تولید شده توسط چند کیلوگرم اورانیومی که درون راکتور هسته‌ای قرار خواهد گرفت با چند تن زغال سنگ برابری می‌کند. علاوه بر نیاز به حجم بالایی از زغال سنگ برای تولید مقدار برابری از انرژی الکتریکی از طریق انجام فرآیند هسته‌ای، سوخت‌های فسیلی چون زغال سنگ آلودگی بسیاری ایجاد کردده و بر حجم گازهای گلخانه‌ای اضافه می‌کنند.در سالهاي گذشته گسترش استفاده از انرژي هسته‌اي براي توليد برق در كشورهاي مختلف روندهاي گوناگوني داشته‌است. كشور آمريكا و هم اكنون كشور فرانسه بیش از ۷۵ درصد از برق مورد نياز خود را توسط نيروگاه‌هاي هسته‌اي توليد مي‌كند كه از اين بابت در صدر كشورهاي جهان قراره دارد .جالب است که امارات با توجه به وجود انرژی زیاد نفتی و فسیلی باز هم دارای انرژی هسته ای قوی ای هست و از ان استفاده می کند حدود 25 درصد از برق کشور امارات را انرژی هسته ای تأمین می کنند و از انتشار حداکثر 21 میلیون تن انتشار کربن سالانه به جو جلوگیری می کنند دقیقا معادل حذف 3.2 میلیون اتومبیل از جاده هاایران هم اکنون تنها با بهره مندی از نیروگاه اتمی بوشهرهزار مگاوات تولید برق دارد که اصلا مناسب ظرفیت ها و مشکلات الودگی شهر های آن نیست و این مقدار باید ده ها برابر شود!