آشنایی با اجزای رآکتور هسته ای

فرمی و زیلارد نخستین کسانی بودند که توانستند یک واکنش زنجیره ای کامل را در یک رآکتور هسته ای انجام دهند. آنها در دهه ۱۹۴۰ که بر روی پروژه ساخت بمب هسته ای برای ایالات متحده (منهتن) کار می کردند، در دانشگاه شیکاگو و در آزمایشگاه شان این کار را انجام دادند. 
در حالی که تولید انرژی با استفاده از سوخت های فسیلی در جهان روزبه روز گران تر می شود، برق هسته ای که در نیروگاه های هسته ای و با استفاده از واکنش شکافت هسته ای تولید می شود، منبع بسیار خوبی برای تولید انرژی و جایگزینی آن با برق فسیلی به شمار می رود. تولید برق به روش هسته ای ضمن آنکه پایان ناپذیر است، گازهای گلخانه ای هم تولید نمی کند. تنها مشکل آن، زباله های هسته ای هستند که در صورتی که از آنها درست محافظت شود، عملاً هیچ ضرری برای محیط زیست ندارند. 
رآکتورهای شکافت 
در اثر شکافت هسته های سنگین مثل اورانیوم و تبدیل آن به هسته های سبک تر و اشعه آلفا یا بتا و نوترون، مقداری انرژی جنبشی هم آزاد می شود. اگر جرم محصولات شکافت را از جرم ماده اولیه کم کنیم مقدار ناچیزی باقی می ماند. این مقدار ناچیز طبق معادله معروف اینشتین E=mc۲ تبدیل به انرژی جنبشی می شود. گرمای تولید شده توسط شکافت، در قلب رآکتور توسط میله هایی کنترل می شود. نوترون ها تحریک کننده شکافت هستند. 
با قرار دادن جذب کننده های نوترونی بین اورانیوم می توان میزان فرآیند شکافت و سرعت آن و در نتیجه شدت گرمای تولیدشده را کنترل کرد. گرمای حاصل توسط آب به بیرون از رآکتور منتقل می شود. دمای آب درون چرخه تحت فشار، گاهی به چندین برابر نقطه جوش می رسد. در بیرون از رآکتور این گرما آب موجود در منبع دیگر را بخار می کند و بخار آب تولید شده، با انرژی زیادی که دارد، توربین های بخار را به حرکت درمی آورد و برق تولید می شود. 
قلب رآکتور 
فرآیند شکافت معمولاً نوترون های سریع تولید می کند. اما برای اینکه یک هسته اورانیوم شکافته شود، به یک نوترون کند نیاز است. برای این کار از کندکننده های نوترونی استفاده می شود. گرافیت و آب سنگین، توان این کار را دارند. 
واکنش زنجیره ای 
یک نوترون کند، اورانیوم را می شکافد حاصل علاوه بر هسته های کوچک تر تعدادی نوترون است که خود هسته های اورانیوم دیگر را می شکافد. به این فرآیند واکنش زنجیره ای می گویند که اساس کار رآکتور است. 
نخستین رآکتورهای هسته ای 
فرمی و زیلارد نخستین کسانی بودند که توانستند یک واکنش زنجیره ای کامل را در یک رآکتور هسته ای انجام دهند. آنها در دهه ۱۹۴۰ که بر روی پروژه ساخت بمب هسته ای برای ایالات متحده (منهتن) کار می کردند، در دانشگاه شیکاگو و در آزمایشگاه شان این کار را انجام دادند. اما در سال ۱۹۵۵ که ایده اقتصادی شدن انرژی هسته ای رواج یافت، آنها این کشف را در اداره اختراعات و اکتشافات ایالات متحده ثبت کردند. 
انواع رآکتورها 
رآکتورها از لحاظ سرعت عمل شان به دو دسته تقسیم می شوند: 
۱- رآکتورهای گرمایی: که سرعت کمی دارند و فرآیند شکافت و تولید گرما در آنها به آرامی انجام می شود. اکثر این رآکتورها استفاده صلح آمیز دارند. 
۲- رآکتورهای سریع: هدف اصلی این رآکتورها تولید سوخت لازم برای سلاح های هسته ای است. پلوتونیوم و اورانیوم ۲۳۵ از محصولات این رآکتورها هستند.

هاوکینگ :‌ سرعت بیشتر از نور غیر ممکن است غنی‌سازی اورانیوم

1 نظر در مطلب "آشنایی با اجزای رآکتور هسته ای" ثبت شده است

0

0

شروین احمدی

با سلام من شروین احمد ی دانشجوی دکترای فیزیک هسته‌ای هستم در ایران میتوانید بزای آشنای بهتر با این مبحث ازکتابهای

پروفسور سهیل سید حسینی استاد تمام دانشگاه روچستر آمریکا استفاده کنید

Dr Soheil seyed Hosseini از افتخارات جامعه علمی ایران و جهان هستند از الزویر و ریسرچ گیت استفاده کنید

1402/12/18 05:29 ق.ظ

پاسخ به

نوشتن یک نظر

نام:	لطفا نام خود را وارد نمایید.
ایمیل:	لطفا یک آدرس ایمیل وارد نمایید لطفا یک آدرس ایمیل معتبر وارد نمایید

نظر:	لطفا یک نظر وارد نمایید
موافقم	این فرم نام، ایمیل، آدرس IP و نظرات شما را جمع می کند تا بتوانیم نظرات شما را در وب سایت پیگیری کنیم. برای اطلاعات بیشتر، قوانین و مقررات و سوالات متداول ما را بررسی کنید، در آنجا اطلاعات بیشتری در مورد نحوه و چگونگی ذخیره اطلاعات شما در اختیار شما قرار می دهیم. شما باید این قوانین را بخوانید و قبول کنید.

افزودن نظر