14 آذار 2013

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

دورة ومراحل الوقود النووي
يستخدم القود النووي لانتاج الطاقة في المفاعلات النووية وهذا الوقود يتكون من اليورانيوم و يختلف عن انواع الوقود الاخرى في كونه ينتج الحرارة بعملية الانشطار النووي بالبروتونات ، وهذا الوقود لا يستنفذ عند استخدامه وهذا ما جعل له دورة .

ان دورة الوقود النووي تمر بعدة مراحل مختلفة هي :

  • المرحلة الاولى :

تبدأ باستخراج اليورانيوم من المناجم ثم يتم تحويله الى سادس فلوريد اليورانيوم الذي يحتوي على 0.71  بالمئة يورانيوم 253 واكثر من 99 بالمئة من اليورانيوم 238 ، وفي محطات تخصيب اليورانيوم تزداد نسبة اليورانيوم 235 القابل للانشطار الى اكثر من 3  بالمئة .

  • المرحلة الثانية :

يحول سادس فلوريد اليورانيوم المخصب الى اكسيد اليورانيوم الذي تصنع منه قضبان الوقود النووي الذي تتكون منه وحدات الوقود التي توضع في قلب المفاعل النووي .

بعد ذلك ينقل الوقود المستهلك الى محطة المعالجة لاستخلاص الوقود الذي لم يحرق وهو من اليورانيوم وكذلك البلوتونيوم الذي تكون وذلك لاعادة اسخدامها كوقود ، اما اليوارنيوم المستهلك والمتبقي بعد عملية المعالجة فيتم التحفظ عليه في كهوف تحت الارض وهي مواقع منعزلة وذات مواصفات خاصة ذلك لحماية البيئة من اخطارها الاشعاعية ، وفي دورة الوقود النووي يعامل اليورانيوم بسلسلة طويلة من العمليات الفيزيائية والكيميائية بداية من استخراج اليورانيوم من المنجم وحتى استخدامه كوقود في المفاعلات النووية والمحطات النووية ثم معالجة الوقود المستهلك والتحفظ على النفايات المشعة في اماكن منعزلة .

  • المرحلة الثالثة :

عملية تخصيب اليورانيوم ويشمل مركب سادس فلوريد اليورانيوم النظير يورانيوم 238 والنظير يورانيوم 235 بنسبة 0.71 بالمئة ، في المحطة النووية لا التي تعمل بالماء الخفيف الماء العادي تحتاج الى وقود اليورانيوم المخصب بنسبة 3  بالمئة وهذا يعني زيادة نسبة اليورانيوم 235 من 0.71  بالمئة الى 3  بالمئة ، تتكون نواة ذرة اليورانيوم 238 من 92 برتون 146 نيوترون ، وتتكون نواة ذرة اليورانيوم 235 من 92 بروتون + 143 نيوترون .

مركب سادس فلوريد اليورانيوم UF6 بعضه به ذرات يورانيوم 235 والبعض الاخربه ذرة يورانيوم 238 ويحيط ذرة اليورانيوم 235 ست ذرات من الفلور وكذلك يحيط ذرة اليورانيوم 238 ست ذرات من الفلور ايضا .

في نهاية عملية الترشيح نحصل على اليورانيوم تسمى عملية الطرد المركزي وفيها يستخدم الاف الاسطوانات التي يوجد بداخلها عامود راسي يدور بسرعة كبيرة تعمل على فصل اليورانيوم 283 عند طرفي الاسطوانة وكلما زاد عدد هذه الاسطوانات زدات نسبة تخصيب اليورانيوم ، في هذه الحالة تصل نسبية اليورانيوم المخصب الى 3  بالمئة .

وهذه الاسطوانات يتجه اليورانيوم المخصب الى جهة اليمين بينما يتجه اليورانيوم المستنفذ الى الجهة اليسار ، في هذه الطريقة نحصل من كل 6 كيلو جرامات من اليورانيوم الطبيعي على واحد كيلو جرام يورانيوم مخصب بنسبة 3  بالمئة و 5 كيلو جرامات من اليورانيوم المستنفذ .

  • المرحلة الرابعة :

هي صناعة الوقود النووي ، في هذه المرحلة يحول سادس فلوريد اليورانيوم UF6 الغازي اكسيد اليورانيوم UQ2 وهو مادة صلبة تضغط بواسطة مكابس وتحول الى اسطوانات صغيرة مصمته قطرها 1 سم وطولها نحو 1 سم ووزنها نحو 7 جرامات ويصل عددها الى 11 مليون قرص .داخل اسطوانات مجوفة طول كل منها اربعة امتار .

تصنع اغلفة الوقود من مادة الزركونيوم النقي الذي يستخرج من الرمال السوداء .وهذه الاسطوانات تقفل من طرفها وتلحم جيدا ويطلق على هذه الاسطوانات اسم قضبان الوقود يجمع بعد ذلك كل عدد من القضبان الوقود في حزمة واحدة تسمى وحدة الوقود تركب بعد ذلك احزمة الوقود داخل المحطة النووية .

  • احتراق الوقود المفاعل :

توضع وحدات الوقود النووي في قلب المفاعل بالمحطة النووية بصورة تجعل من الممكن استبدالها بوحدات جديدة بسهولة ويسلتزم الامر استبدال الوحدات قبل احتراق كل الوقود النووي لسببين هما :

  • السبب الاول :

هو ان الظروف القاسية داخل قلب المفاعل تقلل من قوة تحملها .

  • السبب الثاني :

هو ان ازدياد نواتج الانشطار يقلل من كفاءة التفاعل وبالتالي من كفاءة الوقود .وتتم عملية الاستبدال مرة واحدة كل سنة .

  • الوقود المستهلك :


يحفظ الوقود المستهلك في الماء في موقع بالقرب من المفاعل لعدة اشهر حتى تقلل من نسبة الاشعاع والحرارة الشديدة ثم ينتقل فيما بعد الى معامل معالجة الوقود لاستخلاص اليورانيوم والبلوتونيوم الذي لم يحترق لم ينشطر وذلك لاعادة استخدامه كوقود ، اما نواتج الانشطار فيجري التحفظ عليها في كهوف تحت الارض وهي مواقع منعزلة بعيدة عن المياه الجوفية والمناطق السكنية وهي بالقرب من المحطة النووية وهذه المنطقة بعيدة عن مواقع الزلازل والبراكين ، بهذا نرى ان دورة الوقود النووي المخصب ثم في النهاية يستخرج الوقود غير المحترق من الوقود المستهلك لاعادة استخدامه وبعد عملية المعالجة ياخذ الوقود المستهلك الجديد الفائدة النفايات المشعة ويحفظ تحت الارض وبهذا يمكن النظر الى دورة الوقود النووي على انها دورة كامله تبدا من الارض باستخراج اليورانيوم وتعود الى الارض عند حفظ النفايات المشعة في اماكن معزلة .

 

انتشار المحطات النووية :

لقد انتشرت المحطات النووية في دول العالم واصبح عددها نحو 432 محطة وقد تعددت وتقدمت الصناعة النووية الى حد كبير في الولايات المتحدة الامريكية ودول اوروبا والدول الاسيوية النووية ومنها روسيا والصين واليابان والهند ، لقد تخصصت بعض المصانع في صناعة الوقود النووي ومنها مصنع بالسويد كذلك تخصص احد المصانع في تخصيب اليورانيوم بطريقة الطرد المركزي وهذا المصنع مشترك بين المانيا وبريطانيا وهولندا ويطلق عليه اسم يورنكو ان هذه المصانع تخضع لتفتيش الوكالة الدولية للطاقة الذرية .

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

الطاقة البديلة - معلومات عامة