payamvha/North_RAG huggingface dataset:
(Moderator) به جای گرافیت و نیز عامل انتقال گرمی رآکتور نام برد. ساختار و خواص شیمیایی. مولکول آب سنگین همانند مولکول آب معمولی، یک مولکول قطبی است و زاویه پیوند در آن کم‌تر از زاویه چهاروجهی منتظم، یعنی کم‌تر از ۱۰۹٫۵ درجه است. این مولکول همانند آب معمولی به عنوان یک ماده آمفی‌پروتیک عمل می‌کند؛ یعنی می‌تواند یون هیدروژن بدهد و بگیرد (در این‌جا ایزوتوپ دوتریم است که به شکل یون مثبت، مبادله می‌گردد). به دلیل کوچک‌تر بودن ایزوتوپ دوتریم نسبت به پروتیم (هیدروژن معمولی) طول پیوند O-D در آب سنگین اندکی از طول
معمولی) طول پیوند O-D در آب سنگین اندکی از طول پیوند آب معمولی (O-H) کمتر است. تاریخچه. والتر راسل در سال ۱۹۲۶ با استفاده از جدول تناوبی «مارپیچ» وجود دوتریم را پیش‌بینی کرد. هارولد یوری شیمیدان و از پیشتازان فعالیت روی ایزوتوپها که در سال ۱۹۳۴ جایزه نوبل در شیمی گرفت در سال ۱۹۳۱ ایزوتوپ هیدروژن سنگین را که بعدها به منظور افزایش غلظت آب مورد استفاده قرار گرفت، کشف کرد. همچنین در سال ۱۹۳۳، گیلبرت نیوتن لوویس (Gilbert Newton Lewis شیمیدان و فیزیکدان مشهور آمریکایی) استاد هارولد یوری توانست برای اولین بار
آمریکایی) استاد هارولد یوری توانست برای اولین بار نمونه آب سنگین خالص را به‌وسیله عمل برق‌کافت تولید کند. اولین کاربرد علمی از آب سنگین در سال ۱۹۳۴ توسط دو بیولوژیست به نام‌های هوسی (Hevesy) و هافر (Hoffer) صورت گرفت. آن‌ها آب سنگین را برای آزمایش ردیابی بیولوژیکی، به منظور تخمین میزان بازدهی آب در بدن انسان، مورد استفاده قرار دادند. روش تهیه. در طبیعت از هر ۳۲۰۰ مولکول آب یکی آب نیمه سنگین (HDO) است. هنگامی که مقدار HDO در آب زیاد شد، میزان آب سنگین نیز بیشتر می‌شود زیرا مولکول‌های آب هیدروژن‌های خود را
می‌شود زیرا مولکول‌های آب هیدروژن‌های خود را با یکدیگر عوض می‌کنند و احتمال دارد که از دو مولکول HDO یک مولکول H۲O یا آب معمولی و یک مولکول D۲O یا آب سنگین به وجود آید. برای تولید آب سنگین خالص با استفاده از روش‌های تقطیر یا الکترولیز به دستگاه‌های پیچیده تقطیر و الکترولیز و همچنین مقدار زیادی انرژی نیاز است، به همین دلیل بیشتر از روش‌های شیمیایی برای تهیه آب سنگین استفاده می‌کنند. کاربردهای صنعتی. کندکننده نوترون. آب سنگین در بعضی از انواع رآکتورهای هسته‌ای نیز به عنوان کندکننده نوترون به کار می‌رود.
نیز به عنوان کندکننده نوترون به کار می‌رود. نوترون‌های کند می‌توانند با اورانیوم واکنش بدهند. از آب سبک یا آب معمولی هم می‌توان به عنوان کندکننده استفاده کرد، اما از آنجایی که آب سبک نوترونهای حرارتی را هم جذب می‌کنند، رآکتورهای آب‌سبک باید از اورانیوم غنی شده با خلوص زیاد استفاده کنند، اما رآکتور آب‌سنگین می‌تواند از اورانیوم معمولی یا غنی نشده هم استفاده کند، به همین دلیل تولید آب سنگین به بحث‌های مربوط به جلوگیری از توسعه سلاح‌های هسته‌ای مربوط است. رآکتورهای تولید آب سنگین را می‌توان به گونه‌ای ساخت که
تولید آب سنگین را می‌توان به گونه‌ای ساخت که بدون نیاز به تجهیزات غنی سازی، اورانیوم را به پلوتونیوم قابل استفاده در بمب اتمی تبدیل کند. البته برای استفاده از اورانیوم معمولی در بمب اتمی می‌توان از روش‌های دیگری هم استفاده کرد. کشورهای هند، اسرائیل، پاکستان، کره شمالی، روسیه و آمریکا از رآکتورهای تولید آب سنگین برای تولید بمب اتمی استفاده کردند. با توجه به امکان استفاده از آب سنگین در ساخت سلاح هسته‌ای، در بسیاری از کشورها دولت تولید یا خرید و فروش مقدار زیاد این ماده را کنترل می‌کند. اما در کشورهایی مثل
این ماده را کنترل می‌کند. اما در کشورهایی مثل آمریکا و کانادا می‌توان مقدار غیر صنعتی یعنی در حد گرم و کیلوگرم را بدون هیچ گونه مجوز خاصی از تولیدکنندگان یا عرضه‌کنندگان مواد شیمیایی تهیه کرد. هم‌اکنون قیمت هر کیلوگرم آب سنگین با خلوص ۹۸/۹۹درصد حدود ۶۰۰ تا ۷۰۰ دلار است. گفتنی است بدون استفاده از اورانیوم غنی شده و آب سنگین هم می‌توان رآکتور تولید پلوتونیوم ساخت. کافی است که از کربن فوق‌العاده خالص (کُک) به عنوان کندکننده استفاده شود. آشکار سازی نوترینو. رصد خانه نوترینوی سادبری در انتاریوی کانادا از هزار
خانه نوترینوی سادبری در انتاریوی کانادا از هزار تن آب سنگین استفاده می‌کند. آشکار ساز نوترینو در اعماق زمین و در دل یک معدن قدیمی کار گذاشته شده تا مئون‌های پرتوهای کیهانی به آن نرسد. هدف اصلی این رصدخانه یافتن پاسخ این پرسش است که آیا نوترینوهای الکترون که از همجوشی در خورشید تولید می‌شوند، در مسیر رسیدن به زمین به دیگر انواع نوترینوها تبدیل می‌شوند یا خیر. وجود آب سنگین در این آزمایش‌ها ضروری است، زیرا دوتریم مورد نیاز برای آشکارسازی انواع نوترینوها را فراهم می‌کند. آب سنگین یکی از اجزای داخلی یک بمب
فراهم می‌کند. آب سنگین یکی از اجزای داخلی یک بمب هیدروژنی است. از آن در ساخت دستگاه های استفاده میشود که -- -- یکی از موارد کاربرد آن کشف و نمایش شکل ملکول های مواد دارویی است. طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای آب نیمه سنگین. چنانچه در اکسید هیدروژن تنها یکی از اتم‌های هیدروژن به ایزوتوپ دوتریوم تبدیل شود نتیجه حاصله (HDO) را آب نیمه سنگین می‌گویند. در مواردی که ترکیب مساوی از هیدروژن و دوتریوم در تشکیل مولکولی آب حضور داشته باشند، آب نیمه سنگین تهیه می‌شود. دلیل این امر تبدیل سریع اتم‌های هیدروژن و دوتریوم
دلیل این امر تبدیل سریع اتم‌های هیدروژن و دوتریوم بین مولکول‌های آب است، مولکول آبی که از ۵۰ درصد هیدروژن معمولی (H) و ۵۰ درصد هیدروژن سنگین(D) تشکیل شده‌است، در موازنه شیمی در حدود ۵۰ درصد HDO و ۲۵ درصد آب (H2O) و ۲۵ درصد D2O خواهد داشت. نکته قابل توجه آن است که آب سنگین را نباید با آب سخت که اغلب شامل املاح زیاد است یا با آب تریتیوم (T2O or 3H۲O) که از ایزوتوپ دیگر هیدروژن تشکیل شده‌است، اشتباه گرفت. تریتیوم ایزوتوپ دیگری از هیدروژن است که خاصیت رادیواکتیو دارد و بیشتر برای ساخت موادی که از خود نور منتشر
دارد و بیشتر برای ساخت موادی که از خود نور منتشر می‌کنند بکار برده می‌شود. نوشیدن آب سنگین. باتوجه به اینکه به ازای هر ۶۴۰۰ مولکول آب در طبیعت یک مولکول آب سنگین وجود دارد ونیز تشکیل هفتاد درصد وزن بدن هر فرد از آب، پس مولکول آب سنگین در بدن هر فردی به میزان ناچیزی وجود دارد. اما نوشیدن یک لیوان آب سنگین خالص ( با عدم در نظر گیری قیمت بالای تولید آن) باعث سرگیجه در فرد به علت وزن سنگین تر آن نسبت به آب سبک و تغییر در وزن مایع گوش داخلی می‌شود. اما نوشیدن طولانی مدت آن (چند هفته) باعث مسمومیت و مشکلات حاد
مدت آن (چند هفته) باعث مسمومیت و مشکلات حاد سلامتی به علت پایداری بیشتر آن نسبت به آب سبک و تغییر در متابولیزم بدن می‌شود. آب با اکسیژن سنگین. آب با اکسیژن سنگین، در حالت معمول H۲۱۸O است که به صورت تجارتی در دسترس است بیشتر برای ردیابی بکار برده می‌شود. به عنوان مثال با جایگزین کردن این آب (از طریق نوشیدن یا تزریق) در یکی از عضوهای بدن می‌توان در طول زمان میزان تغییر در مقدار آب این عضو را بررسی کرد. این نوع از آب به ندرت حاوی دوتریوم است و به همین علت خواص شیمیایی و بیولوژیکی خاصی ندارد برای همین به آن آب
شیمیایی و بیولوژیکی خاصی ندارد برای همین به آن آب سنگین گفته نمی‌شود. ممکن است اکسیژن در آن‌ها به صورت ایزوتوپ‌های O۱۷ نیز موجود باشد، در هر صورت تفاوت فیزیکی این آب با آب معمولی تنها چگالی بیشتر آن است. آزمون‌های سوخت و ساز در بدن. از مخلوط آب سنگین با ۱۸O H۲ (آبی که اکسیژن آن ایزوتوپ ۱۸O است نه ۱۶O) برای انجام آزمایش اندازه‌گیری سرعت سوخت و ساز بدن انسان و حیوانات استفاده می‌شود. این آزمون سوخت و ساز را معمولاً آزمون آب دوبار نشان دار شده می گویند.
تُرمُز دستی یا تُرمُز پارک یکی از اجزاء خودرو است. برای اینکه خودرو در توقفگاه‌ها در اثر شیب محل به راه نیفتاده خطری ایجاد ننماید ترمزی به نام ترمزدستی در آن پیش‌بینی نموده‌اند که این ترمز ممکن است روی چرخ‌ها قرار داده شده چرخ‌ها را از چرخیدن بازدارد یا روی میل گاردان تعبیه شود و مانع گردیدن آن شود. قدرت ترمز دستی به مراتب کمتر از ترمز پایی است و کاربرد آن تنها در مواقعی است که می‌خواهند یک خودروی ایستاده حرکتی نکند. به‌طور کلی متوقف شدن خودرو به وسیله ترمزها در حین سرعت به واسطه اصطکاک بازوهای ترمز با کاسه
در حین سرعت به واسطه اصطکاک بازوهای ترمز با کاسه چرخ‌ها است. اصطکاک طولانی تولید گرمای زیاد نموده و ممکن است فلزات و لنت را سرخ نموده و حتی ذوب نماید، از اینرو کاربرد ترمز باید کوتاه و متناوب باشد. ترمز دستی در اکثر مواقع ترمز چرخهای عقب را درگیر می‌کند ولی گاهی هم ترمز چرخهای جلو را درگیر می‌کند مثل خودروی سیتروئن زانتیا ترمز دستی در ماشینهای سنگین که سیستم ترمز آنها بادی است بسیار قوی می‌باشد یعنی قفل کامل چرخهای عقب و از فشاری که ترمز پایی به لنتهای عقب وارد می‌کند به مراتب بیشتر است. ترمز پارک برقی.
وارد می‌کند به مراتب بیشتر است. ترمز پارک برقی. سیستم ترمز پارک برقی، از فناوری‌های استفاده شده در خودروهای مدرن امروزی به‌شمار می‌رود. این تکنولوژی که در واقع پیشرفته شده نمونه اهرمی و پدالی آن به حساب می‌آید، در اتومبیل‌های پیشرفته امروزی مانند بورگوارد BX5 و بورگوارد BX7 استفاده می‌شود. همه ما ترمز دستی‌های قدیمی را می‌شناسیم، اهرم آن‌ها را به سمت بالا می‌کشیدیم و چرخ‌ها قفل می‌شدند و در صورتی که آن را به پایین می‌بردیم، چرخ‌ها آزاد می‌شدند و به حرکت خود ادامه می‌دادیم. ترمز دستی‌های مکانیکی همیشه مورد
ادامه می‌دادیم. ترمز دستی‌های مکانیکی همیشه مورد انتقاد کاربران خودروها و همچنین کارشناسان این حوزه قرار می‌گرفت. افزایش استهلاک خودرو و همچنین از دست دادن قدرت اولیه در گذر زمان از جمله این انتقادها بود. اما حالا با پیشرفت امکانات استفاده شده در خودروها، شاهد فناوری ترمز پارک برقی هستیم که بسیاری از این مسائل را حل کرده است. این تکنولوژی به EPB شناخته می‌شود که کوتاه شده عبارت Electronic Parking Brake است. اولین و اصلی‌ترین تفاوت این فناوری با نمونه قدیمی خود، دخالت ECU یا کامپیوتر خودرو در قفل چرخ‌ها
خود، دخالت ECU یا کامپیوتر خودرو در قفل چرخ‌ها است. در فناوری ترمز دستی برقی، هر یک از چرخ‌های عقب یک موتور الکتریکی مجزا دارد که کامپیوتر خودرو با بهره‌گیری از آن قادر است حرکت چرخ را قفل کند. بر خلاف ترمز دستی‌های مکانیکی که از اکسل خودرو برای نگه داشتن چرخ‌ها استفاده می‌کردند؛ در تکنولوژی ترمز دستی برقی فقط از اصطکاک بین لنت و دیسک ترمز برای توقف حرکت تایر استفاده می‌شود. همین موضوع باعث شده است میزان خرابی در اتومبیل‌هایی که از این فناوری استفاده می‌کنند به شدت کاهش یابد. در خودروهای قدیمی‌تر، زمانی که
به شدت کاهش یابد. در خودروهای قدیمی‌تر، زمانی که از ترمز دستی‌های اهرمی استفاده می‌شد، اکسل اتومبیل بالا می‌آمد تا بتواند چرخ‌ها را قفل کند؛ این بعضاً موضوع باعث هرز شدن جوینت‌ها و دیگر اتصالات در اکسل می‌شد. ترمز دستی برقی ایمن‌تر است یا نمونه‌های مکانیکی؟. یکی از دلایلی که فناوری ترمز دستی برقی خیلی سریع رشد کرد و به یکی از محبوب‌ترین امکانات خودروها تبدیل شد، ایمنی آن بود. اگر از اتومبیل‌هایی که ترمز دستی مکانیکی بهره می‌بردند استفاده کرده باشید، متوجه می‌شوید که پس از مدتی مکانیزم نگه دارنده ترمز دستی
که پس از مدتی مکانیزم نگه دارنده ترمز دستی به خوبی عمل نمی‌کند و نیاز به سرویس دارد؛ این موضوع می‌تواند بسیار خطرساز و حادثه‌آفرین باشد. در واقع ترمز دستی برقی این مسئله را به‌طور کلی حل کرده است؛ زیرا وضعیت چرخ‌ها به صورت لحظه‌ای توسط ECU یا همان کامپیوتر خودرو آنالیز می‌شود. در صورتی که چرخ‌ها بر روی مسیرهای شیب‌دار قرار گرفته باشند، کامپیوتر خودرو با اعمال نیروی بیشتر به چرخ‌های عقب مانع از حرکت اتومبیل می‌شود. حرکت با ترمز دستی مکانیکی فعال خصوصاً زمانی که سرویس نشده باشد امکان دارد سهواً صورت بگیرد که
که سرویس نشده باشد امکان دارد سهواً صورت بگیرد که فشار بسیاری به خودرو وارد می‌کند و می‌تواند موجب صدمات شدیدی شود اما در خودروهای دارای ترمز پارک برقی، در صورت آزاد نکردن ترمز پارک، با حرکت خودرو ترمز پارک برقی خود به خود غیرفعال شده و از صدمات احتمالی جلوگیری می‌شود. نکته دیگری که وجود دارد ترمز پارک مکانیکی را هر فردی می‌تواند آزاد کند و باعث بروز حادثه شود ولی آزاد کردن ترمز پارک برقی فقط توسط راننده و با نگاه داشتن پدال ترمز انجام می‌شود. در واقع شما با بهره‌گیری از فناوری ترمز دستی برقی، یک سیستم
با بهره‌گیری از فناوری ترمز دستی برقی، یک سیستم ترمز هوشمند خواهید داشت که همیشه مراقب وضعیت خودرو شما است. منابع. فردوس، قدرت‌الله: رانندگی اتوموبیل، چاپ یازدهم، تهران، کتابخانه ابن سینا ۱۳۳۹خ.
نیروگاه هسته‌ای به تأسیساتی صنعتی و نیروگاهی می‌گویند که بر پایهٔ فناوری هسته‌ای و با کنترل فرایند شکافت هسته‌ای، از گرمای آزاد شدهٔ آن اقدام به تولید انرژی الکتریکی می‌کند. کنترل انرژی هسته‌ای با حفظ تعادل در فرایند شکافت هسته‌ای همراه است که با استفاده از گرمای تولیدی برای تولید بخار آب (مانند بیشتر نیروگاه‌های گرمایی) اقدام به چرخاندن توربین‌های بخار و به دنبال آن ژنراتورها می‌کند. در سال ۲۰۰۴ انرژی هسته‌ای در تولید کل انرژی مصرفی جهان سهمی در حدود ۶٫۵٪، و در تولید انرژی الکتریکی سهمی در حدود ۱۵٫۷٪
و در تولید انرژی الکتریکی سهمی در حدود ۱۵٫۷٪ داشته‌است و نخستین بار به وسیله انریکو فرمی در سال ۱۹۳۴ در یکی از آزمایشگاه‌های دانشگاه شیکاگو تولید شد. این اتفاق زمانی رخ داد که تیم او مشغول بمباران کردن هسته اورانیوم با نوترون بودند. بنا بر پیش‌بینی اتحادیه جهانی هسته‌ای در سال ۲۰۱۵ به‌طور میانگین هر ۵ روز یک‌بار یک نیروگاه هسته‌ای در جهان آغاز به کار می‌کند. شکافت هسته‌ای صورت گرفته در یک رآکتور فقط بخشی از یک چرخه هسته‌ای است. این چرخه از معادن شروع می‌شود. میزان اورانیوم موجود در پوسته زمین نسبتاً زیاد
میزان اورانیوم موجود در پوسته زمین نسبتاً زیاد است به‌طوری‌که با منابع فلزاتی همچون قلع و ژرمانیوم برابری می‌کند و تقریباً ۳۵ برابر میزان نقره موجود در پوسته زمین است. اورانیوم ماده تشکیل دهنده بسیاری از اجسام اطراف ما مانند سنگ‌ها و خاک است. بنا بر آمارگیری جهانی معادن شناخته شده جهان در حال حاضر برای تأمین بیش از ۷۰ سال انرژی الکتریکی جهان کافی هستند. بهای میانگین اورانیوم در سال ۲۰۰۷، ۱۳۰ دلار آمریکا به ازای هر کیلوگرم بود. به این ترتیب ثبات تأمین سوخت هسته‌ای از بسیاری از دیگر مواد معدنی بیشتر است.
هسته‌ای از بسیاری از دیگر مواد معدنی بیشتر است. مهم‌ترین مسئله‌ای که مخالفان انرژی هسته‌ای بیان می‌دارند امنیت محیط زیستی نیروگاه هسته‌ای است زیرا با کوچکترین اشتباه، ممکن است فجایعی مانند فاجعه چرنوبیل به بار آید. کاربرد. در سال ۲۰۰۴ انرژی هسته‌ای در تولید کل انرژی مصرفی جهان سهمی در حدود ۶٫۵٪، و در تولید انرژی الکتریکی سهمی در حدود ۱۵٫۷٪ داشته‌است که کشورهای ایالات متحده، فرانسه، و ژاپن در مجموع حدود ۵۷٪ از کل انرژی الکتریکی هسته‌ای جهان را به خود اختصاص داده‌اند. در سال ۲۰۰۷ آژانس بین‌المللی انرژی
داده‌اند. در سال ۲۰۰۷ آژانس بین‌المللی انرژی هسته‌ای از وجود ۴۳۹ رآکتور هسته‌ای در حال ساخت در ۳۱ کشور در سراسر جهان خبر داد. ایالات متحده آمریکا با تولید حدود ۲۰٪ انرژی مورد نیاز خود از رآکتورهای هسته‌ای در میزان کل تولید انرژی هسته‌ای جایگاه اول جهان را داراست، حال آن که فرانسه با تولید ۸۰٪ انرژی الکتریکی مورد نیاز خود در ۱۶ نیروگاه هسته‌ای از نظر درصد دارای رتبه نخست در جهان است. این درحالی است که در کل اروپا، انرژی هسته‌ای ۳۰٪ برق مصرفی این قاره را تأمین می‌کند. البته سیاست‌های هسته‌ای در کشورهای
تأمین می‌کند. البته سیاست‌های هسته‌ای در کشورهای اروپایی با هم متفاوتند طوری‌که در کشورهایی نظیر ایرلند یا اتریش هیچ راکتور هسته‌ای فعالی وجود ندارد. همچنین در بسیاری از کشتی‌ها و زیردریاییهای نظامی یا حتی غیرنظامی (کشتی‌های یخ‌شکن) از انرژی هسته‌ای به عنوان نیروی محرکه استفاده می‌شود. به دلیل برتری‌های بی‌شمار انرژی هسته‌ای، امروزه بهره‌برداری از این فناوری روز به روز گسترش بیشتری می‌یابد و بر روش‌های استفاده صلح‌آمیز از آن (مانند استفاده از انرژی هسته‌ای برای گرمایش یا نمک‌زدایی آب) افزوده می‌شود.
برای گرمایش یا نمک‌زدایی آب) افزوده می‌شود. تاریخچه. منشأ. در سال ۱۹۳۸ زمانی‌که شیمیدان آلمانی اتو هان و فریتس اشتراسمان فیزیکدان اتریشی لیزه میتنر و اتو روبرت فریش در حال آزمایش بر روی اورانیوم بمباران شده بودند متوجه شدند که نوترون شلیک شده می‌تواند نتیجه‌ای باورنکردنی داشته باشد و هسته اورانیوم را به دو یا چند قسمت تقسیم کند. بعدها دانشمندان زیادی (و در صدر آن‌ها لیو زیلارد) دریافتند که پخش تعدادی نوترون در فضا هنگام یک شکافت هسته‌ای می‌تواند واکنشی زنجیره‌ای را از این قابلیت به وجود آورد. این کشف
زنجیره‌ای را از این قابلیت به وجود آورد. این کشف دانشمندان را در برخی کشورها (از جمله ایالات متحده، انگلستان، فرانسه، آلمان و اتحاد جماهیر شوروی) بر آن داشت تا از دولت‌های خود برای ادامه پژوهش‌ها در این زمینه درخواست پشتیبانی مالی کنند. انرژی هسته‌ای نخستین بار به وسیله انریکو فرمی در سال ۱۹۳۴ در یکی از آزمایشگاه‌های دانشگاه شیکاگو تولید شد. این اتفاق زمانی رخ داد که تیم او مشغول بمباران کردن هسته اورانیوم با نوترون بودند. این پروژه (که با نام Chicago Pile-1 شناخته شد) با فوریت تمام در ۲ دسامبر ۱۹۴۲ به
شناخته شد) با فوریت تمام در ۲ دسامبر ۱۹۴۲ به بهره‌برداری رسید و بعدها به بخشی از پروژه منهتن تبدیل شد. طی این پروژه رآکتورهای بزرگی را برای دستیابی به پلوتونیوم و استفاده از آن در سلاح هسته‌ای در هانفورد واشینگتن راه‌اندازی کردند. پس از جنگ جهانی دوم دولت ایالات متحده که می‌ترسید پژوهش‌های هسته‌ای باعث گسترش دانش هسته‌ای و در نتیجه سلاح هسته‌ای شود کنترل‌های سخت‌گیرانه‌ای در مورد پژوهش‌های هسته‌ای اعمال کرد و به‌طور کلی بیشتر پژوهش‌های هسته‌ای بر روی اهداف نظامی متمرکز شوند. در ۲۰ دسامبر ۱۹۵۱ برای نخستین
نظامی متمرکز شوند. در ۲۰ دسامبر ۱۹۵۱ برای نخستین بار در یک پایگاه آزمایشگاهی با نام EBR-I از رآکتور هسته‌ای برای تولید انرژی الکتریکی (در حدود ۱۰۰ کیلووات) استفاده شد. سال‌های آغازین. در ۱۹۵۴ لوییس اشتراوس و پس از آن چیرمن رئیس کمسیون انرژی اتمی ایالات متحده آمریکا دربارهٔ تولید انرژی الکتریکی به وسیله انرژی هسته‌ای گفتگوهایی را انجام دادند و در رابطه با تولید انرژی الکتریکی ارزان‌تر مطالبی را شرح دادند. اما مسئولان آن زمان ایالات متحده به دلیل بدگمانی دربارهٔ انرژی هسته‌ای بیشتر تمایل داشتند تا از همجوشی
انرژی هسته‌ای بیشتر تمایل داشتند تا از همجوشی هسته‌ای برای این کار استفاده کنند و بنابراین فرصت را از دست دادند. سرانجام در ۲۷ ژوئن ۱۹۵۴ نخستین نیروگاه هسته‌ای جهان که به شبکه برق متصل گردید در اتحاد جماهیر شوروی به بهره‌برداری رسید. این نیروگاه توانی در حدود ۵ مگاوات تولید می‌کرد. در ۱۹۵۶ اولین نیروگاه تجاری هسته‌ای جهان در انگلستان به بهره‌برداری رسید که توانی در حدود ۵۰ مگاوات تولید می‌کرد. یکی از سازمان‌هایی که برای نخستین بار شروع به توسعه دانش هسته‌ای کرد نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا بود که در
کرد نیروی دریایی ایالات متحده آمریکا بود که در نظر داشت از انرژی هسته‌ای به عنوان سوخت زیردریاییها و ناوهای هواپیمابر استفاده کند. عملکرد مناسب این سازمان و پافشاری دریاسالار هیمن ریکوور باعث شد تا سر انجام نخستین زیردریایی اتمی جهان با نام ناتیلوس در دسامبر ۱۹۵۴ به آب انداخته شود. پیشرفت. با راه‌اندازی نخستین نیروگاه‌های هسته‌ای، بهره‌برداری از این نیروگاه‌ها شتاب گرفت به‌طوری‌که استفاده از برق هسته‌ای از کمتر از ۱ گیگاوات در دهه ۱۹۶۰ به بیش از ۱۰۰ گیگاوات در دهه ۱۹۷۰ و نزدیک به ۳۰۰ گیگاوات در اواخر دهه
در دهه ۱۹۷۰ و نزدیک به ۳۰۰ گیگاوات در اواخر دهه ۱۹۸۰ رسید. البته در اواخر دهه ۱۹۸۰ از شتاب رشد استفاده از برق هسته‌ای به شدت کاسته شد و به این ترتیب به حدود ۳۶۶ گیگاوات در سال ۲۰۰۵ رسید که بیشترین گسترش پس از دهه ۱۹۸۰ مربوط به جمهوری خلق چین است. باید به این نکته نیز اشاره کرد که بیش از دو سوم از طرح‌های مربوط به احداث نیروگاه هسته‌ای که شروع اجرای آن‌ها پس از ۱۹۷۰ بود، لغو شدند. در طول دهه‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ کاهش قیمت سوخت‌های فسیلی و افزایش قیمت ساخت یک نیروگاه هسته‌ای از تمایل دولت‌ها برای ساخت نیروگاه
هسته‌ای از تمایل دولت‌ها برای ساخت نیروگاه هسته‌ای به شدت کاست. البته بحران سوخت ۱۹۷۳ باعث شد تا کشورهایی مانند فرانسه و ژاپن که از منابع نفت زیادی برخوردار نیستند به فکر ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای بیشتری بیفتند به‌طوری‌که این دو کشور به ترتیب ۸۰٪ و ۳۰٪ از انرژی الکتریکی حال حاضر خود را از این منابع تأمین می‌کنند. در سی سال انتهایی قرن بیستم ترس از رخدادهای خطرناک هسته‌ای مانند فاجعه چرنوبیل در ۱۹۸۶، مشکلات مربوط به دفع زباله‌های هسته‌ای، بیماری‌های ناشی از تشعشع هسته‌ای و… باعث به وجود آمدن جنبش‌هایی برای
تشعشع هسته‌ای و… باعث به وجود آمدن جنبش‌هایی برای مقابله با توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای شد و این خود از دلایل کاهش توسعه نیروگاه‌های هسته‌ای در بسیاری از کشورها بود. آینده. تا سال ۲۰۰۷ آخرین رآکتور هسته‌ای مورد بهره‌برداری قرار گرفته در ایالات متحده رآکتور Watts Bar ۱ در تنسی بود که در ۱۹۹۶ به شبکه متصل شد و این مدرک محکمی بر موفقیت تلاش‌های ضد گسترش نیروگاه‌های هسته‌ای است. با این حال تلاش‌ها در برابر گسترش نیروگاه‌های هسته‌ای تنها در برخی کشورهای اروپایی، فیلیپین، نیوزیلند و ایالات متحده موفق بوده‌است و در
نیوزیلند و ایالات متحده موفق بوده‌است و در عین حال در این کشورها نیز این جنبش‌ها نتوانستند پژوهش‌های هسته‌ای را متوقف کنند و پژوهش‌های مربوط به انرژی هسته‌ای کماکان ادامه دارد. برخی کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که نیاز روزافزون به منابع انرژی، افزایش قیمت سوخت و بحران افزایش دمای زمین در اثر استفاده از سوخت‌های فسیلی باعث شود که بقیه کشورها نیز به سوی استفاده از نیروگاه‌های هسته‌ای روی آورند و همچنین باید یادآوری کرد که با پیشرفت فناوری هسته‌ای، امروزه امکان بروز فجایع هسته‌ای بسیار کمتر شده‌است. اتحادیه
بروز فجایع هسته‌ای بسیار کمتر شده‌است. اتحادیه جهانی هسته‌ای پیش‌بینی می‌کند که در سال ۲۰۱۵ به‌طور متوسط هر ۵ روز یک‌بار یک نیروگاه هسته‌ای در جهان افتتاح خواهد شد. با تمام مخالفت‌ها، بسیاری از کشورها در گسترش نیروگاه‌های هسته‌ای ثابت قدم بوده‌اند از جمله این کشورها می‌توان به ژاپن، چین، و هند اشاره کرد. در بسیاری از کشورهای دیگر جهان نیز طرح‌های وسیعی برای گسترش استفاده از انرژی هسته‌ای در حال تدوین است. فناوری رآکتور هسته‌ای. تمامی نیروگاه‌های گرمایی متداول از نوعی سوخت برای تولید گرما استفاده می‌کنند
از نوعی سوخت برای تولید گرما استفاده می‌کنند برای مثال گاز طبیعی، زغال‌سنگ یا نفت. در یک نیروگاه هسته‌ای این گرما از شکافت هسته‌ای که در داخل رآکتور صورت می‌گیرد تأمین 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 فرایند 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
هسته‌ها موجب شکافت‌های دیگری می‌شوند و به این ترتیب یک فرایند زنجیره‌ای به وجود می‌آید. زمانی که این فرایند 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 رآکتور از سوختی یکنواخت اورانیوم-۲۳۵ یا پلوتونیوم-۲۳۹ استفاده شود بر اثر افزایش غیرقابل کنترل تعداد شکافت‌های هسته‌ای بر اثر فرایند زنجیره‌ای، انفجار هسته‌ای ایجاد می‌شود. اما فرایند زنجیره‌ای موجب ایجاد انفجار
می‌شود. اما فرایند زنجیره‌ای موجب ایجاد انفجار هسته‌ای در یک رآکتور نخواهد شد چرا که تعداد شکافت‌های رآکتور به اندازه‌ای زیاد نخواهد بود که موجب انفجار شوند و این به دلیل درجه غنی‌سازی پایین سوخت رآکتورهای 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 رآکتورها نیروگاه‌های هسته‌ای از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بین ۳٪ تا ۴٪ استفاده می‌کنند اما برخی از آن‌ها طوری طراحی شده‌اند که با اورانیوم طبیعی کار
آن‌ها طوری طراحی شده‌اند که با اورانیوم طبیعی کار کنند و برخی از آن‌ها نیز به سوخت‌های با درصد غنی‌سازی بالاتر نیاز دارند. رآکتورهای موجود در زیردریایی‌های هسته‌ای و کشتی‌های بزرگ مانند ناوهای هواپیمابر معمولاً از اورانیوم با درصد غنی‌سازی بالا استفاده می‌کنند. با اینکه قیمت اورانیوم با غنی‌سازی بالاتر بیشتر است اما استفاده از این نوع سوخت‌ها دفعات سوختگیری را کاهش می‌دهد و این قابلیت برای کشتی‌های نظامی بسیار پراهمیت است. راکتورهای CANDU قابلیت دارند تا از اورانیوم غنی‌نشده‌استفاده کنند و دلیل این قابلیت
اورانیوم غنی‌نشده‌استفاده کنند و دلیل این قابلیت استفاده آب سنگین به جای آب سبک برای تعدیل‌سازی و خنک‌کنندگی است چراکه آب سنگین مانند آب سبک نوترون‌ها را جذب نمی‌کند. کنترل فرایند شکافت زنجیره‌ای با استفاده از موادی که می‌توانند نوترون‌ها را جذب کنند (در اکثر موارد کادمیوم) ممکن می‌شود. سرعت نوترون‌ها در رآکتور باید کاهش یابد چراکه احتمال اینکه یک نوترون با سرعت کمتر در لحظه تصادم با هسته اورانیوم-۲۳۵ موجب شکافت هسته‌ای گردد بیشتر است. در رآکتورهای آب سبک از آب معمولی برای کم کردن سرعت نوترون‌ها و همچنین
از آب معمولی برای کم کردن سرعت نوترون‌ها و همچنین خنک کردن رآکتور استفاده می‌شود. اما زمانی که دمای آب افزایش می‌یابد چگالی آب کاهش می‌یابد و سرعت تعداد کمتری نوترون به اندازه کافی کم می‌شود و به این ترتیب تعداد شکافت‌های کاهش می‌یابند بنابراین یک بازخور منفی همیشه ثبات سیستم را تثبیت می‌کند. در این حالت برای آنکه بتوان دوباره تعداد شکافت‌های صورت گرفته را افزایش داد باید دمای آب را کاهش داد که به این کار ایجاد چرخه شکافت می‌گویند. چرخه سوخت هسته‌ای. شکافت هسته‌ای صورت گرفته در یک رآکتور فقط بخشی از یک
هسته‌ای صورت گرفته در یک رآکتور فقط بخشی از یک چرخه هسته‌ای است. این چرخه از معادن شروع می‌شود. اورانیوم استخراج شده از معدن معمولاً فرمی پایدار و فشرده مانند کیک زرد دارد. این اورانیوم معدنی به تأسیسات فرآوری فرستاده می‌شود و در آنجا کیک زرد به هگزافلوراید اورانیوم (که پس از غنی‌سازی به عنوان سوخت رآکتورها مورد استفاده قرار می‌گیرد) تبدیل می‌گردد. در این مرحله درجه غنی‌سازی اورانیوم یعنی درصد اورانیوم-۲۳۵ در حدود ۰٫۷٪ است. در صورت نیاز بسته به نوع سوخت نیروگاه (درصد غنی‌سازی لازم برای سوخت نیروگاه)
نیروگاه (درصد غنی‌سازی لازم برای سوخت نیروگاه) اورانیوم غنی‌سازی شده و سپس از آن برای تولید میل‌های سوختی مورد استفاده در نیروگاه (شکل میله‌ها در نیروگاه‌های مختلف متفاوت است) استفاده می‌کنند. عمر هر میل تقریباً سه سال است به‌طوری‌که حدود ۳٪ از اورانیوم موجود در آن مورد مصرف قرار گیرد. پس از گذشت عمر اورانیوم، آن را به حوضچه سوخت مصرف شده می‌برند. اورانیوم باید حداقل ۵ سال در این حوضچه‌ها باقی بماند تا ایزوتوپهای به وجود آمده در اثر شکافت هسته‌ای از آن جدا شوند. پس از گذشت این زمان اورانیوم را در بشکه‌های
شوند. پس از گذشت این زمان اورانیوم را در بشکه‌های خشک انبار می‌کنند یا اینکه دوباره آن را به چرخه سوخت بازمی‌گردانند. منابع سوخت. میزان اورانیوم موجود در پوسته زمین نسبتاً زیاد است به‌طوری‌که با منابع فلزاتی همچون قلع و ژرمانیوم برابری می‌کند و تقریباً ۳۵ برابر میزان نقره موجود در پوسته زمین است. اورانیوم ماده تشکیل دهنده بسیاری از اجسام اطراف ما مانند سنگ‌ها و خاک است. طبق آمارگیری جهانی معادن شناخته شده جهان در حال حاضر برای تأمین بیش از ۷۰ سال انرژی الکتریکی جهان کافی هستند. بهای متوسط اورانیوم در سال