بحث عن الطاقة النووية شامل للعناصر حيث تُعد الطاقة النووية أحد مصادر الطاقة المتجددة فهي ناتجة عن الأنشطة التي يقوم بها العنصر البشري لإنتاج الطاقة النووية، وهي على عكس الطاقة غير المتجددة كالبترول والغاز الطبيعي، وسوف نتناول في بحث عن الطاقة النووية كافة التفاصيل عبر موقع الماقه.
عناصر بحث عن الطاقة النووية
سنتناول شرح مفصل للعناصر التالية عبر بحث عن الطاقة النووية أحد أهم مصادر الطاقة، وهي:
- المقدمة
- استخدامات الطاقة النووية
- ما هي المفاعلات النووية
- مكونات المفاعل النووي
- محطات الطاقة النووية
- ما هي عملية الانشطار النووي
- أنواع المفاعلات النووية
- مزايا الطاقة النووية
- عيوب الطاقة النووية
- مستقبل الطاقة النووية
- الخاتمة
المقدمة
يُمكن تعريف الطاقة النووية على أنها الطاقة التي تتولد عبر عملية الانشطار أو الاندماج لللأنوية النووية، ويتم هذا التفاعل في المفاعلات النووية التي يجب أن تتوفر بها معايير خاصة حتى يمكن التحكم بهذه العملية حتى لا تتسبب في وقوع كوارث مثلما حدث في مفاعل تشرنوبل.
فلو وصلت إلى النبات خلال نموه عبر تسريبها من طبقات الأرض أو تسربت إلى مياه الشرب فسوف يكون لذلك آثار صحية مدمرة على جميع الكائنات الحية، وتعد التكلفة الخاصة ببناء مفاعل نووي مرتفعة للغاية، ويمكن الاستفادة منها في عمليات توليد الكهرباء لأنها تُعتبر أقل سعراً من الغاز الطبيعي والبترول.
استخدامات الطاقة النووية
الاستخدام العالق بالأذهان عن الطاقة النووية هو استخدامها في الحروب، خاصة مع إلقاء الولايات المتحدة للقنبلة النووية على مدينتي نجازاكي وهيروشيما اليابانيتين، مما كان له تأثير كبير على السكان حيث تم القضاء على العديد منهم إلى جانب حدوث تشوهات كثيرة.
ولكن بعد ذلك تم التفكير في استخدام هذه الطاقة بشكل سلمي بدلاً من استخدامها في مجال الحروب بمعنى أن يتم الاستفادة منها في مجالات أخرى التي تعمل على خدمة الإنسان، ومن هذه الاستخدامات ما يلي:
- يتم استخدام الطاقة النووية في معالجة بعض الأمراض مثل الأمراض السرطانية عند طريق تدمير الخلايا المسرطنة والعمل على إيقاف تطورها ونموها.
- معالجة مرض الغدة الدرقية، وذلك عن طريق استخدام اليود المشع.
- يتم الاستفادة من النظائر المشعة في عملية تشخيص بعض الأمراض مثل عنصر الكالسيوم المشع.
- تُستخدم كذلك في حفظ الأغذية والتعقيم، وذلك من خلال استخدام بعض المواد الإشعاعية بنسب محددة، وهي بذلك تُعطي نتائج أفضل من وسائل الحفظ والتعقيم التقليدية.
- يتم استخدامها في عملية تولية الطاقة الكهربية التي لا يمكن الاستغناء عنها لاعتماد العديد من المجالات عليها.
- ولا تتوقف استخدامات الطاقة النووية على ذلك بل يتم استخدام مادتي التيتانيوم واليورانيوم في عملية صنع القنابل الذرية أو النووية.
- تُستخدم كذلك في عملية تطوير الزراعة والبحث عن النظائر المشعة لاستخدامها في عملية تصنيع العقاقير الطبية والمبيدات.
- يتم استخدامها في مجال تسيير الغواصات والسفن إلى جانب المحركات الكهربية اللازمة لتوليد الطاقة الكهربية.
- للطاقة النووية دور كبير في المجال العلمي حيث تم إنشاء المفاعلات البحثية التي يتم استخدامها في مجال الدراسة العملية مثل أثر العناصر النووية على البيئة والمقارنة بينها، وأيضاً حول دراسة الخصائص الخاصة بالنواة ومقدار الطاقة اللازمة لتكسير أو دمج الروابط.
ما هي المفاعلات النووية
يُقصد بالمفاعلات النووية أنها المراكز التي تُنتج بها الطاقة النووية، كما تحدث بها عملية الاندماج أو الانشطار النووي، وينجم عن هذه التفاعلات طاقة حرارية كبيرة لها العديد ممن الاستخدامات.
مكونات المفاعل النووي
هناك العديد من المكونات التي تُشكل في مجموعها المفاعل النووي وهي قلب المفاعل الذي يحتوي بداخله على الوقود النووي، ويُستخدم في القيام بالعمليات على النواة مثل عملية الانشطار.
إلى جانب احتواء المفاعل على المبرد وهو يشتمل على غاز الهيدروجين والماء، ومن وظيفتهم تقليل حرارة المفاعل النووي، كما يتم الاستفادة من البخار الناجم عنهما في بعض العمليات الأخرى.
محطات الطاقة النووية
تم إنشاء أول محطات توليد الطاقة النووية على مستوى العالم في الاتحاد السوفيتي سابقاً، وهذا في العام 1954، وقد كانت هذه المحطة تعمل بقدرة 5 ميجا وات، وتم التوصل لهذه الفكرة بعد أن تمكن العلماء من الحصول على الطاقة النووية من عدد من العناصر ومن أهمها اليورانيوم والبلوتنيوم، وقد كان اليورانيوم المخصب من أهم عوامل تشغيل محركات هذه المحطات.
ومرت عملية توليد الكهرباء من المحطات النووية بأكثر من مرحلة، فقد تم الحصول عليها في البداية من خلال إجراء بعض التفاعلات على النيوترونات والتي نتج عنها انشطار في ذرات عنصر اليورانيوم، وتم الاستفادة من هذه الطاقة في عملية غلي الماء وتحويله إلى بخار ذو ضغط عالي وحرارة يصل ارتفاعها لنحو 480 درجة، ومن ثم يتم تثبيت البخار على التوربينات البخارية حتى يمكن الحصول على الطاقة.
ما هي عملية الانشطار النووي
الذرات هي عبارة عن جسيمات صغيرة الحجم وتتواجد بالجزيئات المكونة للغازات والسوائل المختلفة، وتتكون الذرة من 3 من الجسيمات الصغيرة وهي النيوترونات والبروتونات والإلكترونات، وتحتوي نواة كل ذرة على النيوترونات والبروتونات ولكن الإلكترونات تكون محيطة بها من الخارج.
وللروابط التي تربط بين أجزاء النواة طقة كبيرة، ويتم الحصول على الطاقة النووية خلال عملية تكسير هذه الروابط عبر الانشطار النووي، وأثناء الانشطار النووي يحدث فصل لهذه الذرات، ويحدث اصطدام بين ذرة اليورانيوم والنيوترون، مما يؤدي لانقسام ذرة اليورانيوم، وينشأ عن ذلك طاقة كبيرة تكون بشكل حرارة وإشعاع.
إلى جانب إطلاق العديد من النيوترونات عند حدوث انقسام لذرة اليورانيوم، وتصطدم هذه النيوترونات بأعدادها الكبيرة مع المزيد من ذرات اليورانيوم مما يؤدي لانبعاث المزيد من الطاقة، ويتم التوصل في النهاية لسلسلة متصلة من التفاعلات النووية.
ويُعتبر اليورانيوم من أنواع الوقود اللازمة للحصول على الطاقة النووية وذلك بسبب إمكانية انقسام ذراته بسهولة، ويتواجد عنصر اليورانيوم في الطبيعة في الصخور في العديد من مناطق العالم، ولكن لا يتم استخدام جميع أنواعه في الحصول على الطاقة النووية.
ولكن النوع المستخدم بالفعل هو ( U-235 ) وهو من العناصر النادرة ويشكل نحو 1% فقط من نسبة اليورانيوم الموجود في العالم، ويتم استيراد اليورانيوم من الولايات المتحدة وروسيا واستراليا وكازاخستان وأوزباكستان.
حيث يحتاج تشغيل المفاعل النووي لما يعادل مائتي طن من اليورانيوم، ويمكن الاستفادة من اليورانيوم المستخدم مرة أخرى من خلال عملية إعادة تدويره عبر المرور بأكثر من مرحلة معقدة.
أنواع المفاعلات النووية
لقد تناول أكثر من عالم في أكثر من بحث عن الطاقة النووية أنواع المفاعلات النووية، ومنها ما يلي:
- مفاعلات المياه المغلية.
- مفاعلات المياه المضغوطة.
- مفاعلات المياه الثقيلة.
- مفاعلات المياه الخفيفة.
مزايا الطاقة النووية
من مزايا الطاقة النووية ما يلي:
- استهلاك معدل منخفض من الوقود لو تمت المقارنة بينها وبين محطات الوقود.
- يمكن اعتبارها ممن المصادر النظيفة للطاقة لأنها لا تُسبب إطلاق لأي مواد كيميائية خلال عملية التفاعل.
- يمكن من خلالها إنتاج كميات هائلة من الطاقة.
- تتميز بنسبة إشعاع منخفضة عند توليدها من المفاعلات النووية التي تنطبق عليها الشروط الخاصة بمكونات المفاعلات.
- تصل مدة تشغيل المحطات النووية إلى نحو 40 سنة فقط وهي من المزايا الإيجابية لها.
عيوب الطاقة النووية
تتضمن عيوب الطاقة النووية العيوب الآتية:
- تُعتبر تكلفة إنشاء المحطات النووية مرتفعة الثمن خاصة بالنسبة للمحطات التي تستمر لفترة كبيرة من الزمن.
- لتشغيل المفاعلات النووية يجب استخدام كميات هائلة من الماء اللازم لعملية التشغيل.
- عملية تخزين النفايات المشعة من التحديات البيئية المُلحة خاصة مع عدم الالتزام بشروط التخزين المثالية، بالإضافة إلى صعوبة التخلص منها بشكل عام.
- الكثير من الاعتبارات الأخرى حول مدى سلامة سكان كوكب الأرض مع استخدام الطاقة النووية.
مستقبل الطاقة النووية
هناك الكثير من القلق حول مستقبل الطاقة النووية نظراً لاتجاه الكثير من دول العالم للحد من استخدامها بسبب مخلفاتها المشعة وتأثيراتها الضارة على الإنسان والبيئة، كما أنها غير قابلة لعميلة التدوير، كما أنها تسبب المزيد من مشاكل الاحتباس الحراري، ناهيك عن التسبب في الكثير من الكوارث عند حدوث بعض الأخطاء خلال التعامل مع المفاعلات النووية، ومنها مفاعل فوكوشيما في العام 2011.
الخاتمة
هناك الكثير من المميزات للطاقة النووية على الرغم من سوء استعمالها من قبل العديد من الدول، إلا أنه في حال استخدامها بشكل جيد، فإنها ستقلل من معدل استخدام الوقود.
