إنتاج الكهرباء واليورانيوم والبلوتونيوم

إنتاج الكهرباء واليورانيوم والبلوتونيوم

تشترك المحطات النووية ومحطات الوقود الأحفورى، والتي لها نفس  القدرة في العديد من الصفات، فكلاهما يحتاج إلى حرارة لإنتاج البخار لإدارة التربونات والمولدات، ولكن في المحطات النووية  (شكل 1-3) فان انشطار ذرات اليورانيوم يحل محل احتراق الفحم أو الغاز.

ويتم التحكم في التفاعل التسلسلي والذي يحدث في قلب المفاعل النووي بواسطة قضبان الوقود، والتي تمتص النيوترونات التي يمكن إدخالها أو سحبها لوضع المفاعل في مستوى القوى المطلوبة . ويحيط بعناصر الوقود النووي مادة تسمى المهدىء. وذلك لإبطاء سرعة النيوترونات المنبعثة، وعلى ذلك تمكن التفاعل التسلسلي من الاستمرار، ويستخدم الماء أو الجرافيت أو الماء الثقيل كمهدئ طبقا لنوع المفاعل 

وتجدر الإشارة إلي أن قدرة المفاعل تتوقف علي تصميمه الأصلي ونوع الوقود المستخدم، هذا ويمكن لمفاعل بقوة 1000 ميجاوات أن ينتج كمية من الكهرباء تكفى مدينة حديثـة يقارب تعـداها المليـون نسمـة. ويمكـن لعـدد 35 مفاعـل بهـذه القدرة أن تمـد استراليا بكــل ما تحتاجه  من قوي كهربية (1)  شبكة المعلومات الدولية:(http://www.uic.com.au/uicphys.htm).

 اليورانيوم والبلوتونيوم

بينما يطلق على اليورانيوم 235 " انشطاري   fissile فان اليورانيوم 238 يسمى مخصب fertile  ، وهذا يعنى أنه يمكن أن يجذب capture  إحدى النيوترونات المتطايرة فى جوف المفاعل ويتحول بطريقة غير مباشرة إلى بلوتونيوم 239 الذي يتميز بخاصية الانشطار. ويشبه البلوتونيوم 239 اليورانيوم 235 فى قابليته للانشطار عند قذفه بنيوترون، وهذا أيضا ينتج طاقة كثيرة.

وحيث أنه يوجد كمية كبيرة من اليورانيوم 238 في جوف المفاعل (معظم الوقود) فان هذا التفاعل يحدث عادة، وفى الحقيقة فان حوالي ثلث الطاقة الناتجة تأتى من حرق البلوتونيوم 239. ولكن أحيانا يكتسب البلوتونيوم 239 أحد النيترونات بدون أن ينشطر، وفى هذه الحالة يتحول إلي بلوتونيوم 240، ولأن البوتونيوم 239 إما أن يتحول باستمرار أو يصبح بولوتونيوم 240 ، وكلما بقى الوقود مدة أطول في المفاعل كلما تكون بلوتونيوم 240 أكثر. ودلالة ذلك أنه عندما يأخذ الوقود المستنفد بعد حوالي ثلاث سنوات ، فان البلوتونيوم الموجود به لا يصلح لصنع أسلحة نووية ولكنه يمكن تدويره كوقود مرة ثانية (2) (http://www.antenna.nl/nvmp/plato3htm).