كيف يتم توليد الكهرباء بواسطة الطاقة النووية
حاليا ، هناك ما يقرب من 17٪ من الكهرباء المتواجدة في جميع أنحاء العالم والتي تنتج من خلال محطات الطاقة النووية ، بينما في بعض البلدان ، مثل فرنسا ، فإنها تنتج أكثر من 75٪ من الكهرباء عن طريق الطاقة النووية . ومن ناحية أخرى ، تنتج الولايات المتحدة حوالي 15٪ من الكهرباء من الطاقة النووية .
أنواع المفاعلات
هناك نوعان رئيسيان من المفاعلات المستخدمة هي الضغط (PWR) ومفاعل الماء المغلي (BWR) . في مفاعل الماء المضغوط يتم تسخين المياه من خلال التفاعلات النووية ، ولكن بسبب ضغط الماء ، فإنه لا يغلي . في مفاعل الماء المغلي ، يأتي غلي الماء بسبب الحرارة الناتجة عن الاندماج النووي . الماء من القوى التي تبدأ في مفاعل التوربينات . في كلا النظامين ، يتم إعادة استخدام المياه .
مستقبل الطاقة النووية
مستقبل الطاقة النووية يعتمد على تصاميم المفاعلات الآمنة والفعالة . في الماضي ، اتخذت الولايات المتحدة هذا النهج مع وجود عدد قليل من أنواع المفاعلات . ومن جهة أخرى ، بدأت فرنسا مع تصميم المحطة الأساسية ، بينما كان لديهم طريقة تعمل على تحسين التصميم مع أحدث التقنيات .
المفاعلات الحرارية
هناك ثلاثة أنواع من المفاعلات ذات درجة الحرارة العالية جدا (الحرارية) من التصاميم الأولية الست التي تمت الموافقة عليها . عموما ، لديهم نوى الجرافيت ، وهي تبريد الهليوم ليمكن أن تصل إلى درجة حرارة أكثر من 1000 درجة مئوية . بسبب ارتفاع درجات الحرارة ، فإن هذه المفاعلات هي أيضا قادرة على إنتاج الهيدروجين بالإضافة إلى الكهرباء . كما أنها أكثر أمانا لأن يتم بناؤها على تحمل درجات الحرارة العالية جدا مما يقلل من حدوث الحوادث فضلا عن الغاز ولكونها الأقل خطورة من محطات المياه المبردة (حيث ان قدرة الماء تساعد على امتصاص النيوترونات) .
المفاعلات السريعة
وتعتمد المفاعلات السريعة على النيوترونات السريعة للحفاظ على التفاعلات النووية والوقود الذي يحتوي على تركيزات الأعلى بكثير من المواد الانشطارية من المفاعلات الحرارية . ولأنها تنتج المزيد من النيوترونات مما يمكن أن يساعد في استخدام تلك النيوترونات ، والتي يمكن أن تستخدم في تغيير المواد الأقل ضررا أو لانتاج الوقود الإضافي (مفاعلات نووية) . هناك ثلاثة أنواع من المفاعلات السريعة GenIV .
المفاعلات السريعة المبردة بالغاز (GCFR) بما لها من دورة وقود مغلقة ويتم تبريد الهيليوم . المفاعل السريع المبرد بالصوديوم يجمع بين تكنولوجيات المعدن السائل لمفاعل التوليد السريع مع غيرها من تكنولوجيات مفاعل التوليد السريع . أنه يخلق البلوتونيوم الذي يمكن استخدامه كوقود .
تشغيل المفاعلات السريعة المبردة في زمام المبادرة للسلسلة . تحصل خلالها على درجات الحرارة المرتفعة بما يكفي لتكون قادر على إنتاج الهيدروجين .
كيف يتم توليد الكهرباء بواسطة الطاقة النووية
إمدادات الطاقة النووية تصل إلى حوالي 11٪ من الكهرباء في العالم بأكمله . اليوم ، هناك 31 دولة تستخدم الطاقة النووية في توليد ما يصل إلى ثلاثة أرباع الكهرباء الخاصة ، وعدد كبير من هذه تعتمد على ذلك في ربع إمداداتها . وقد تراكمت أكثر من 15،000 من المفاعل منذ سنوات الخبرة العملية لنحو 1950من 440 من مفاعلات الطاقة النووية في العالم (والمفاعلات النووية بطاقة السفن البحرية لأعلى كمية مماثلة) .
القوة النووية
الطاقة النووية هي استخدام التفاعلات النووية والتي تطلقها الطاقة النووية في توليد الحرارة ، والتي تستخدم في أغلب الأحيان بعد ذلك في التوربينات البخارية لتوليد الكهرباء في محطة الطاقة النووية ، ليشمل مصطلح الانشطار النووي ، والاندماج النووي . في الوقت الحاضر ، يأتي الانشطار النووي من العناصر في سلسلة الأكتينيدات من الجدول الدوري ، والذي ينتج الغالبية العظمى من الطاقة النووية في الخدمة المباشرة للبشرية ، مع عمليات الاضمحلال النووي لتشكل شكل من أشكال الطاقة الحرارية الأرضية ، والحرارية التي تعمل بالنظائر المشعة للمولدات .
في عام 2011 ، وفرت الطاقة النووية نحو 10٪ من الكهرباء في العالم حتى عام 2007 ، وذكرت الوكالة ان هناك 439 مفاعلا نوويا يعمل في العالم ، والتي تعمل في 31 دولة . في اليابان توقفت العديد من المفاعلات العملية في أعقاب كارثة فوكوشيما النووية في حين تم تقييمهم للسلامة . وفي عام 2011 انخفض الانتاج النووي في جميع أنحاء العالم بنسبة 4.3٪ ، وهو أكبر انخفاض على الاطلاق ، على خلفية الانخفاضات الحادة في اليابان (-44.3٪) وألمانيا (-23.2٪) .
محطات الطاقة النووية تستخدم الوقود الذي يعرف بإسم اليورانيوم ، وهي مادة شائعة نسبيا . يتم تحرير الطاقة من اليورانيوم عندما يتم تقسيم ذرة من النيوترونات . يتم تقسيم ذرة اليورانيوم إلى قسمين وكما يحدث هذه الطاقة يتم تحريرها في شكل من أشكال الإشعاع والحرارة . وهذا ما يسمى بالتفاعل النووي في عملية الانشطار .
في محطة الطاقة النووية يتشكل اليورانيوم لأول مرة في الكريات ومن ثم يتم تحويلها إلى قضبان طويلة . يتم الاحتفاظ بقضبان اليورانيوم الباردة من قبل غمرها في الماء . وعندما تتم إزالتها من الماء للتفاعل النووي ليتسبب في انتاج الحرارة . يتم التحكم في كمية الحرارة المطلوبة عن طريق رفع وخفض القضبان . إذا كانوا بحاجة إلى المزيد من الحرارة ، فإنهم يقوموا برفع القضبان من الماء وإذا كانوا بحاجة إلى خفض كمية الحرارة فإنهم يقوموا بخفض القضبان .
العيوب
1 . الطاقة النووية هي طريقة مثيرة للجدل في انتاج الكهرباء . الكثير من الناس والمنظمات البيئية قلقون للغاية بشأن الوقود المشع التي يحتاجها .
2 . كانت هناك حوادث خطيرة مع عدد قليل من محطات الطاقة النووية . واشهرها الحادث الذي وقع في تشرنوبيل (اوكرانيا) في عام 1986 ، مما أدى إلى قتل نحو 30 شخصا وإصابة أكثر من 100،000 شخص .
3 . هناك تساؤلات خطيرة نحو الإجابة بشأن تخزين النفايات المشعة والمنتجة من خلال استخدام الطاقة النووية . بعض من النفايات المشعة تبقى (خطيرة) حتى آلالاف السنين ، ليتم تخزينها حاليا في أماكن مثل الكهوف العميقة والألغام .
4 . تخزين ورصد النفايات المشعة لآلاف السنين بما لديها من التكلفة العالية .
5 . السفن والغواصات التي تعمل بالطاقة النووية تشكل خطرا على الحياة البحرية والبيئة ، حيث يمكن لهذه السفن القديمة أن تقوم بالتسرب الإشعاعي إذا لم يتم الحفاظ عليها بشكل صحيح أو إذا تم تفكيكها بشكل غير دقيق .
6 . الكثير من الناس الذين يعيشون بالقرب من محطات الطاقة النووية أو مستودعات تخزين النفايات ، قد يصابوا بالحوادث النووية والتسريبات الإشعاعية . ويخشى البعض من أن تعيش في هذه المناطق ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بصحتهم ، خصوصا على صحة الأطفال الصغار .
7 . العديد من حكومات البلدان الغير مستقرة تعمل على تطوير الطاقة النووية ويمكنها أيضا تطوير أسلحة نووية وحتى استخدامها .
المزايا
1 . كمية الكهرباء المنتجة في محطة الطاقة النووية بما يعادل ذلك في إنتاج الوقود الأحفوري لمحطة توليد الكهرباء .
2 . محطات الطاقة النووية لا تحرق الوقود الأحفوري في إنتاج الكهرباء ، وبالتالي فإنها لا تنتج الغازات الضارة ، والغازات الملوثة .
3 . العديد من أنصار إنتاج الطاقة النووية ، يعتبروا هذا النوع من الطاقة الصديقة للبيئة والنظيفة ، وذلك في عالم يواجه ظاهرة الاحتباس الحراري التي تشير إلى زيادة استخدام الطاقة النووية بإعتبارها الطريقة الوحيدة لحماية البيئة ومنع تغير المناخ الكارثي .
4 . العديد من الدول المتقدمة مثل الولايات المتحدة الأمريكية والمملكة المتحدة لم تعد ترغب في الإعتماد على النفط والغاز المستورد من الشرق الأوسط ، وهي جزء غير مستقر سياسيا في العالم .
5 . بعض البلدان مثل فرنسا تنتج ما يقرب من 90 في المئة من الكهرباء المتولدة من الطاقة النووية وتقود العالم في تكنولوجيا توليد الطاقة النووية – تثبت أن الطاقة النووية هي البديل الاقتصادي لمحطات توليد الطاقة من الوقود الأحفوري .
رد مع اقتباس