23 آذار 2013

كافئ جهودنا بمشاركة المقالة على جوجل + , تغريدة , لايك , شير او تعليق منك

عادة ما يستعمل اليورانيوم 235 كوقود في المفاعلات النووية ، الا انه يمكن كذلك استعمال أنواع أخرى من الوقود مثل الىورانيوم  233 والبلوتونيوم  239 ، وتحتوي خامة الىورانيوم الموجودة طبيعيا على اليورانيوم  238 ولكن اليورانيوم المنقى والمستخرج من الخامة الطبيعية يحتوي على قدر ضئيل من اليورانيوم 235 .

وتتحول ذرة اليورانيوم  238 عندما تمتص احد هذه  البنيوترونات الى يورانيوم  239 ، وهو نظير غير ثابت ، وسرعان ما تنحل هذه الذرة الجديدة الى بلوتونيوم 239 ، وهو عنصر مشع وقابل للانشطار ، ويمكن تحضير اليورانيوم 233 بقذف عنصر الثوريوم 232  ، وهو عنصر ثابت وغير مشع ، بواسطة النيوترونات ، تتحول ايل ثوريوم 233الذي ينحل بعد ذلك الى اليورانيوم 233 ، ويمكن استخدام بعض العناصر المشعلة الاخرى التي تقبل الانشطار ، مثل عنصر البروتكتنيوم ،ولكن مثل هذه االعناصر ليست في صلاحية العناصر الثلاثة السابقة ، ويمكن استخدام بعض العناصر المشعة الاخرى التي تقبل الانشطار ، مثل عنصر البروتكتنيوم ، ولكن مثل هذه العناصر ليست في صلاحية العناصر الثلاثة السابقة ، واليورانيوم 235 هو اكثر هذه العناصر استعمالا في الوقت الحاضر ، ولايستعمل العنصر النقي عادة ، بل يمكن استخدام اليورانيوم المعتاد الذي يحتو ي على 0.7% من اليورانيوم 235 ، كما يمكن استعمال اليورانيوم المخصب والذي قد تصل فيه نسبة اليورانيوم  235 الى نحو 4% .

وتلجأ بعض الدول الى عملية تخصيب اليورانيوم لرفع نسبة ما به من النظير الشمع اليورانيوم 235 ، وتتم عملية التخصيب عادة بطريقة الانتشار الغازي وهي تتلخص في تحويل فلز اليورانيوم النقي الذي يتكون من النظيرين ، يورانوم  238  الى مركب سداسي فلوريد اليوراتنيوم وهو مركب يمكن تبخيره بسهولة وتحويله الى غاز ، ثم يدفع هذا البخار او الغاز في خلال مجموعة من المرشحات ذات المسام الدقيقة ، ونظرا لأن ذرات اليورانيوم 235 أصغر قليلا من ذرات اليورانيوم  238 ، فان قدرا كبيرا من ذرات اليورانيوم 235 يستطيع المرور خلال مسام المرشحات بالانتشار ، وبتكرار عملية الانتشار ، فان الغاز الذي يتقدم في خلال المرشحات تزداد به نسبة الذرات الاصغر ، أي تزداد به نسبة ذرات عنصر اليورانيوم  235 ، بينما تزداد نسبة اليورانيوم  238  في الغاز المرتد من هذه المرشحات ، وقد أمكن بهذه الطريقة انتاج يورانيوم يحتوي على تركيزات عالية من اليورانيوم  235 ، ويعتبر اليورانيوم الذي يحتوي على  9305% من الييوررانيوم  235 ، فلنزا تام التخصيب .

ولايستعمل اليورانيوم تام التخصيب عادة الا في الحالات التي تتطلب أن يكون المفاعل صغير الحجم كما قي المفاعلات المستخدمة في الغواصات او في السفن النووية وماشابهها ، اما في حالة المفاعلات التجارية ، مثل تلك المفاعلات المستخدمة في توليد الكهرباء ، فليست هناك ضرورة ملحة لصغر حجم المفاعل ، وبذلك يمكن استعمال انواع من اليورانيوم أقل تخصيبا ، وهي أنواع اقل تكلفة من اليورانيوم  تام التخصيب ، وذلك بسبب ارتفاع تكلفة عمليات الانتشار الغازي السابقة ، وبذلك يزداد سعر اليورانيوم كلما زادت درجة تخهصيبه ،أي كلما زادت به نسبة الييورانيوم  235 ، ويستعمل اليورانيوم المحتوي على 2-4% من اليوروانيوم  235 ، في كثير من الحالات ، وهناك بعض المفاعلات التي تعمل باليورانيوم الطبيعي فقط الذي يحتوي على 0.7% من البورانيوم 235 ، ومثال ذلك بعض المفاعلات التي تعمل حاليا في فرنسا وبريطانيا وكندا ، ولايستعمل الوقود النووي مباشرة كما في أنواع الوقود الاخرى ، ولكن يجب دائما اعداد هذا الوقود بعناية فائقة ، وعادة ماتشكل هذه الخطوة إحدي الصعوبات الرئيسية في تكنولوجيا المفاعلات النووية .

ويجب اتخاذ كثير من الاحتياطات في هذا المجال ، فذرات اليورانيوم تعطي عند انشطارها بعض الفتات المشعة ، ويجب الحرص الشديد لئلا تلوث هذه الفئات المشعة المادة المستعملة في تبريد المفاعل ، ولذلك يجب وضع وقود اليورانيوم في غلاف من المعدن ، يصنع عادة من الصلب الذي لايصدأ أو من الالومنيوم أو من سبيكة خاصة من فلز الزركونيوم تعرف باسم زركالوي ، ويخدم هذا الغلاف غرضيين اساسيين ، فهو يفصل الفتات المشع عن ماء التبريد ، ويمنع كذلك تاكل اليورانيوم بهذا الماء ، ويستعمل ثاني اكسيد اليورانيوم أحيانا في بعض المفاعلات النووية بدلا من فلز اليورانيوم ، ويوجد ثاني أكسيد اليورانيوم على هيئة مسحوق اسود ، ولايمكن استعماله في المفاعلات بهذه الصورة ، ولذلك فهو يضغط على هيئة اقراص أو قضبان  قصيرة لايزيد طولها علي 13مليمترا وقطرها نحو ثمانية مليمترات ، وتوضع هذه القضبان القصيرة بعد ذلك في انابيب يصل طولها الى 3أو م أمتار ، ثم تسد اطرافها .

ولاتمنع جدران هذه الانابيب مرور النيوترونات ، وتجمع هذه الانابيب عادة في حزم وتحتوي كل حزمة ، وتحتوي كل حزمة على حوالى 30-300 وحدة وتزن كل حزمة نحو 140-680 كيلو جراما ، وتعطي الحفنة الواحدة التي تملأ الكف من ثاني أكسيد اليورانيوم طاقة تكافيء الطاقة الناتجة من خمسة وثمانين طنا من الفحم .

كافئ جهودنا بمشاركة المقالة على جوجل + , تغريدة , لايك , شير او تعليق منك

الطاقة البديلة - معلومات عامة