انرزی هسته ای

خلاصه :

انرژی هسته ای مرز میان بزرگ ترین امید بشر و وحشت برانگیزترین خیال از آینده است. از یک سو، انرژی اتمی، مقادیر فراوانی از انرژی پاک را در اختیار انسان ها قرار می دهد و انسان را از وابستگی به سوخت فسیلی می رهاند و از سوی دیگر، می تواند فاجعه بار باشد. وقایع چرنوبیل و فوکوشیما هیچگاه از ذهن بشر پاک نخواهد شد.

اما درون یک نیروگاه انرژی هسته ای چه رخ می دهد و چه می شود که انرژی پاک اما وحشتناک به دست ما می رسد؟ از پریز برق شروع می شود، ده ها و شاید صدها کیلومتر سیم کشیده شده و دست آخر به یک ژنراتور عظیم می رسیم، جایی که رآکتور هسته ای قرار دارد و شاید خطرناک ترین دستاورد بشر در آن ناحیه باشد.

ژنراتور، توربین و حجم عظیمی از بخار آب که از شکافت هسته ای حاضل شده انرژی را به وجود می آورند اما به طور دقیق اینکه چه انجام می شود تا مسیر طولانی طی شده و انرژی به دست مصرف کننده برسد یک مهندسی عظیم و بزرگ است.

در ابتداء اورانيوم به صورت سنگ معدن استخراج شده، سپس خرد مي‌شود. در مرحله بعد ناخالصي‌هاي سنگ معدن توسط مواد شيميايي از آن جدا مي‌شود. حاصل اين فرآيند اكسيد اورانيوم (زرد رنگ) است كه به مقدار وسيع در ساخت شيشه‌هاي رنگي و ظروف سفالي به كار مي‌رود.

در اين مرحله اورانيوم ٦٠% الي ٨٠% خالص شده است. اما براي يك نيروگاه، اورانيوم بايد به مقدار ٣/٩٩% خالص شده و فقط شامل اورانيوم ٢٣٥ باشد (بعداً در شيمي با اورانيوم ٢٣٥ آشنا مي‌شويد). حاصل اين فرآيند اورانيوم غني شده است.

در نيروگاه هسته اي، گرماي حاصل از واكنش‌هاي هسته‌اي باعث بخار شدن آب شده و بخار آب نيز توربين‌ها را به حركت در مي‌آورد. در مرحله بعد توربين‌ها، مولدهاي برق را به حركت در مي‌آورند. انرژي الکتريکي محصول نهايي اين زنجيره تبديل انرژي است.

براي كنترل انرژي آزاد شده هسته‌اي در راكتور، تمهيداتي انديشيده شده است. مثلا براي كم و زياد كردن واكنش هسته‌اي، مقدار اورانيوم شركت يافته در واكنش هسته‌اي را زياد يا كم مي‌کنند، اين كار با وارد كردن يا خارج نمودن ميله‌هاي اورانيوم در راكتور صورت مي‌گيرد.

همانطور كه متوجه شديد فعل و انفعال هسته‌اي به صورت زنجيره‌اي روي مي‌دهد. اين فعل و انفعال بايد تحت كنترل باشد. عدم كنترل اين فرآيند باعث انفجار هسته اي (مثل يك بمب اتمي) خواهد شد. در تصوير زير نيروگاه چرنوبيل را مي‌بينيد که بر اثر خارج شدن کنترل واکنش هسته اي، بخش مرکزي نيروگاه از بين رفته است.

امریکا و ژاپن و روسیه و لهستان از انرژی هسته ای بر خود دارند.