IT
USA
DE
FR
ES
AR
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
لقد أتاح لنا التطور التكنولوجي على مر السنين اكتساب معرفة حول مبادئ فيزيائية غير عادية، مثل اكتشاف الأشعة السينية التي أحدثت ثورة في الطب، أو أعمال نيوتن التي سمحت لأينشتاين بالعمل على النظرية النسبية، أو كيف .أدى اكتشاف الذرة إلى الانشطار النووي
لطالما انقسمت الآراء في العالم العلمي حول كل هذه الإنجازات، حيث اعتبروا هذه الاكتشافات رائعة ولكنها تميل إلى .أن تكون خطيرة في بعض النواحي
المجتمع في القرن الحادي والعشرين يتساءل منذ سنوات عديدة حول اكتشاف ثوري غيّر العالم: نحن نتحدث عن الطاقة النووية
الطاقة النووية، أو الطاقة الذرية، هي الطاقة المستمدة من التفاعلات النووية والاضمحلال الإشعاعي في شكل طاقة .حركية ويتم تسخيرها بواسطة العديد من التقنيات، مثل محطات الطاقة النووية للحصول على الكهرباء
تمثل الطاقة النووية 10 في المائة فقط من الإنتاج العالمي للكهرباء في عام 2020، على الرغم من أنها من أكثر مصادر الطاقة أماناً من حيث عدد الوفيات لكل وحدة من الطاقة المنتجة. ولكن لماذا يتحفظ المجتمع على استخدام هذه التكنولوجيا؟
دعونا نكتشف معًا كيف تعمل المحطة النووية ونلقي نظرة تفصيلية على كل خطوة.
المحطات النووية هي هياكل ضخمة ومعقدة للغاية، تُستخدم كمحطات توليد الكهرباء، وتنتج الطاقة بفضل الانشطار النووي. الانشطار النووي هو تفاعل يحدث عندما يتحلل نواة عنصر ثقيل ويطلق كمية هائلة من الطاقة؛و يحدث التفاعل عندما يتعرض نواة المعدن الثقيل، مثل اليورانيوم-235، للقصف، أي تصطدم بنيوترون يفكك النواة ويطلق ثلاثة نيوترونات جديدة وطاقة. يتم امتصاص أحد هذه النيوترونات من قبل نواة أخرى من اليورانيوم-238 ويضيع في التوازن، ويمكن للنيوترون الثاني الهروب من النظام، في حين يصطدم النيوترون الثالث بنواة أخرى من اليورانيوم-235 التي تنقسم مما يفرج عن نيوترونات أخرى، التي بدورها ستصطدم بنواة يورانيوم-235 أخرى مما يؤدي إلى تفاعل تسلسلي.
هذا التفاعل هو أساس المفاعل النووي، الذي يتعامل مع تحلل المواد الثقيلة بطريقة مضبوطة
الآن دعونا نرى كيف تتكون وكيف تعمل محطة الطاقة النووية
تنقسم المنشأة بشكل رئيسي إلى جزيرتين: الأولى تسمى الجزيرة النووية، وهي المبنى الذي يحتوي على المفاعل، بينما تسمى الثانية الجزيرة التقنية، وهي التي تتعامل مع الطاقة النووية التي يتم الحصول عليها وتحويلها إلى كهرباء.
من الخارج، تبدو الجزيرة النووية ككتلة خرسانية كبيرة لعزل المفاعل الموجود في وسط الهيكل.
في المفاعل، نجد النواة أو النواة مكونة من مادة انشطارية، وعادة ما تكون خليطًا من اليورانيوم 238 واليورانيوم 235.
ولإبطاء النيوترونات المتولدة، يُستخدم مهدئ، وعادةً ما يكون ماءً ثقيلاً أو غرافيت، لزيادة احتمال الانشطار.
لطالما انقسمت الآراء في العالم العلمي حول كل هذه الإنجازات، حيث اعتبروا هذه الاكتشافات رائعة ولكنها تميل إلى .أن تكون خطيرة في بعض النواحي
المجتمع في القرن الحادي والعشرين يتساءل منذ سنوات عديدة حول اكتشاف ثوري غيّر العالم: نحن نتحدث عن الطاقة النووية
الطاقة النووية، أو الطاقة الذرية، هي الطاقة المستمدة من التفاعلات النووية والاضمحلال الإشعاعي في شكل طاقة .حركية ويتم تسخيرها بواسطة العديد من التقنيات، مثل محطات الطاقة النووية للحصول على الكهرباء
تمثل الطاقة النووية 10 في المائة فقط من الإنتاج العالمي للكهرباء في عام 2020، على الرغم من أنها من أكثر مصادر الطاقة أماناً من حيث عدد الوفيات لكل وحدة من الطاقة المنتجة. ولكن لماذا يتحفظ المجتمع على استخدام هذه التكنولوجيا؟
دعونا نكتشف معًا كيف تعمل المحطة النووية ونلقي نظرة تفصيلية على كل خطوة.
المحطات النووية هي هياكل ضخمة ومعقدة للغاية، تُستخدم كمحطات توليد الكهرباء، وتنتج الطاقة بفضل الانشطار النووي. الانشطار النووي هو تفاعل يحدث عندما يتحلل نواة عنصر ثقيل ويطلق كمية هائلة من الطاقة؛و يحدث التفاعل عندما يتعرض نواة المعدن الثقيل، مثل اليورانيوم-235، للقصف، أي تصطدم بنيوترون يفكك النواة ويطلق ثلاثة نيوترونات جديدة وطاقة. يتم امتصاص أحد هذه النيوترونات من قبل نواة أخرى من اليورانيوم-238 ويضيع في التوازن، ويمكن للنيوترون الثاني الهروب من النظام، في حين يصطدم النيوترون الثالث بنواة أخرى من اليورانيوم-235 التي تنقسم مما يفرج عن نيوترونات أخرى، التي بدورها ستصطدم بنواة يورانيوم-235 أخرى مما يؤدي إلى تفاعل تسلسلي.
هذا التفاعل هو أساس المفاعل النووي، الذي يتعامل مع تحلل المواد الثقيلة بطريقة مضبوطة
الآن دعونا نرى كيف تتكون وكيف تعمل محطة الطاقة النووية
تنقسم المنشأة بشكل رئيسي إلى جزيرتين: الأولى تسمى الجزيرة النووية، وهي المبنى الذي يحتوي على المفاعل، بينما تسمى الثانية الجزيرة التقنية، وهي التي تتعامل مع الطاقة النووية التي يتم الحصول عليها وتحويلها إلى كهرباء.
من الخارج، تبدو الجزيرة النووية ككتلة خرسانية كبيرة لعزل المفاعل الموجود في وسط الهيكل.
في المفاعل، نجد النواة أو النواة مكونة من مادة انشطارية، وعادة ما تكون خليطًا من اليورانيوم 238 واليورانيوم 235.
ولإبطاء النيوترونات المتولدة، يُستخدم مهدئ، وعادةً ما يكون ماءً ثقيلاً أو غرافيت، لزيادة احتمال الانشطار.
وتوجد أيضاً قضبان تحكم معدنية في المفاعل تُستخدم لالتقاط النيوترونات الزائدة، ويتم إدخالها في قلب المفاعل لتخفيف قوة التفاعل، وربما إيقاف العملية في الحالات الحرجة.
وفي حالة وصول التفاعل إلى مستوى حرج، فإنه سيطلق كمية هائلة من الطاقة التي من شأنها أن تتسبب في انصهار قلب المفاعل النووي مما يؤدي إلى تدمير الجدران المحتوية عليه وانتشار المواد المشعة في البيئة.
وتنتج شظايا تباطؤ التفاعل حرارة يتم التقاطها بواسطة سائل حراري ناقل يحيط بنواة اليورانيوم؛ وبعبارة أبسط، يعمل السائل الحراري الناقل بنفس طريقة عمل الماء الساخن في نظام التدفئة المزود بمشعات حيث يحمل الماء الحرارة الناتجة عن الغلاية إلى نقاط مختلفة في الغرفة.
تبلغ درجة حرارة سائل نقل الحرارة المضغوط الذي يصل إلى القلب 290 درجة مئوية، وتصل إلى 320 درجة مئوية عند ضغط 15 ميجا باسكال بحيث لا يغلي.
ويمر السائل المسخّن عبر مولد بخار يتولد فيه بخار رطب مشبع، وعندها يمر عبر فاصل رطوبة يحوله إلى بخار جاف مشبع، وبواسطة نظام موصل يتم نقله إلى توربين بخاري موجود في الجزيرة التقليدية عند درجة حرارة نهائية تبلغ 290 درجة مئوية عند ضغط 5 ميجا باسكال.
يُستخدم جهاز ضغط للحفاظ على استقرار الضغط. التوربين عبارة عن آلة قيادة تسخِّر الطاقة الحرارية للبخار، وتحوِّلها إلى عمل ميكانيكي. ويقوم التوربين بدوره، مع الطاقة المحولة، بتشغيل مولد كهربائي يستخدم لإنتاج الكهرباء؛ ويُستخدم المبدأ نفسه في محطات الطاقة الأكثر شيوعاً التي تعمل بالوقود، وكذلك في محطات الطاقة الكهرومائية أو محطات توليد الطاقة من الرياح.
كما رأينا، تولد العملية بأكملها كميات كبيرة من البخار الذي يجب إدارته بمجرد خروجه من التوربين؛ ومن خلال تبريده، يعود البخار إلى الحالة السائلة ويمكن إعادة استخدامه مرة أخرى في العملية.
من أجل تبريد البخار، يتم وضع مكثف أسفل التوربينات، وبفضل سائل التبريد، يتم تحويله إلى ماء.
فكتلة المياه الخارجة من المكثف تكون درجة حرارتها عالية جدًّا، ولا يمكن إعادتها إلى حوض المنشأ، وإلا فإنها ستلحق الضرر بالنظام البيئي؛ ولهذا السبب يُفضَّل بناء محطات الطاقة النووية بالقرب من نهر أو بحيرة أو على شواطئ البحر، حيث يمكن لكتل المياه الكبيرة أن تخفض درجة حرارة مياه المكثف تدريجيًّا دون أن تسبب ضررًا.
بالنسبة لمحطات الطاقة التي يتم إنشاؤها في الداخل، هناك حاجة إلى دائرة تبريد مغلقة؛ النظام الأكثر استخدامًا هو أبراج التبريد ذات الدوران الطبيعي أو الدوران القسري بمساعدة مراوح ضخمة.
وصلنا إلى نهاية الفيديو، وهو عبارة عن لمحة عامة عن الطاقة النووية وتطبيقاتها في مجال إنتاج الطاقة. أطلعنا في التعليقات على رأيك في استخدام الطاقة النووية.
وفي حالة وصول التفاعل إلى مستوى حرج، فإنه سيطلق كمية هائلة من الطاقة التي من شأنها أن تتسبب في انصهار قلب المفاعل النووي مما يؤدي إلى تدمير الجدران المحتوية عليه وانتشار المواد المشعة في البيئة.
وتنتج شظايا تباطؤ التفاعل حرارة يتم التقاطها بواسطة سائل حراري ناقل يحيط بنواة اليورانيوم؛ وبعبارة أبسط، يعمل السائل الحراري الناقل بنفس طريقة عمل الماء الساخن في نظام التدفئة المزود بمشعات حيث يحمل الماء الحرارة الناتجة عن الغلاية إلى نقاط مختلفة في الغرفة.
تبلغ درجة حرارة سائل نقل الحرارة المضغوط الذي يصل إلى القلب 290 درجة مئوية، وتصل إلى 320 درجة مئوية عند ضغط 15 ميجا باسكال بحيث لا يغلي.
ويمر السائل المسخّن عبر مولد بخار يتولد فيه بخار رطب مشبع، وعندها يمر عبر فاصل رطوبة يحوله إلى بخار جاف مشبع، وبواسطة نظام موصل يتم نقله إلى توربين بخاري موجود في الجزيرة التقليدية عند درجة حرارة نهائية تبلغ 290 درجة مئوية عند ضغط 5 ميجا باسكال.
يُستخدم جهاز ضغط للحفاظ على استقرار الضغط. التوربين عبارة عن آلة قيادة تسخِّر الطاقة الحرارية للبخار، وتحوِّلها إلى عمل ميكانيكي. ويقوم التوربين بدوره، مع الطاقة المحولة، بتشغيل مولد كهربائي يستخدم لإنتاج الكهرباء؛ ويُستخدم المبدأ نفسه في محطات الطاقة الأكثر شيوعاً التي تعمل بالوقود، وكذلك في محطات الطاقة الكهرومائية أو محطات توليد الطاقة من الرياح.
كما رأينا، تولد العملية بأكملها كميات كبيرة من البخار الذي يجب إدارته بمجرد خروجه من التوربين؛ ومن خلال تبريده، يعود البخار إلى الحالة السائلة ويمكن إعادة استخدامه مرة أخرى في العملية.
من أجل تبريد البخار، يتم وضع مكثف أسفل التوربينات، وبفضل سائل التبريد، يتم تحويله إلى ماء.
فكتلة المياه الخارجة من المكثف تكون درجة حرارتها عالية جدًّا، ولا يمكن إعادتها إلى حوض المنشأ، وإلا فإنها ستلحق الضرر بالنظام البيئي؛ ولهذا السبب يُفضَّل بناء محطات الطاقة النووية بالقرب من نهر أو بحيرة أو على شواطئ البحر، حيث يمكن لكتل المياه الكبيرة أن تخفض درجة حرارة مياه المكثف تدريجيًّا دون أن تسبب ضررًا.
بالنسبة لمحطات الطاقة التي يتم إنشاؤها في الداخل، هناك حاجة إلى دائرة تبريد مغلقة؛ النظام الأكثر استخدامًا هو أبراج التبريد ذات الدوران الطبيعي أو الدوران القسري بمساعدة مراوح ضخمة.
وصلنا إلى نهاية الفيديو، وهو عبارة عن لمحة عامة عن الطاقة النووية وتطبيقاتها في مجال إنتاج الطاقة. أطلعنا في التعليقات على رأيك في استخدام الطاقة النووية.