جدول المحتويات
هي الحياة فرضت سلبياتها وإيجابيها على كل علومها واكتشافاتها فهذه هي الطاقة النووية وليدة الحضارة أصبحت كسيف ذي حدين بين خدمة البشرية والتكنولوجيا وبين هلاكها عن طريق أسلحة الدمار الشامل ٫ فكيف تعمل الطاقة النووية
ما هي الطاقة النووية؟
هي شكل من أشكال الطاقة المنبعثة من النواة، نواة الذرات، المكوَّنة من بروتونات ونيوترونات. وهذا المصدر من مصادر الطاقة يمكن إنتاجه بطريقتين: الانشطار -عندما تنقسم نوى الذرات إلى عدة أجزاء -أو الاندماج -عندما تندمج النوى معاً.
والطاقة النووية التي يتم تسخيرها حول العالم اليوم لإنتاج الكهرباء هي من خلال الانشطار النووي، بينما التكنولوجيا لتوليد الكهرباء من الاندماج لم تزل في مرحلة البحث والتطوير.
ما هو الانشطار النووي؟
الانشطار النووي هو تفاعلٌ يتم بحيث تنقسم نواة الذرة إلى نواتين أصغر أو أكثر، ويصاحب ذلك انبعاث الطاقة، وعلى سبيل المثال، عندما يضرب نيوترون نواةَ ذرةٍ من اليورانيوم-235 فإنها تنقسم إلى نواة باريوم ونواة كريبتون واثنين أو ثلاثة من النيوترونات.
وستضرب هذه النيوترونات الزائدة ذرات اليورانيوم-235 الأخرى المحيطة بها، والتي ستنقسم أيضاً لتولِّد نيوترونات إضافية بتأثيرٍ مضاعَف، وبالتالي تولِّد تفاعلاً متسلسلاً في جزءٍ من الثانية.
وفي كل مرة يحدث التفاعل، يحدث انبعاث للطاقة على شكل حرارة وإشعاع. ويمكن تحويل الحرارة إلى كهرباء داخل محطة قوى نووية، بشكل مشابه لكيفية استخدام الحرارة المتأتية من الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز والنفط لتوليد الكهرباء.
كيف تعمل الطاقة النووية؟
داخل محطات القوى النووية، تقوم المفاعلات النووية ومعداتها باحتواء التفاعلات المتسلسلة والتحكم بها، وغالباً ما يغذيها اليورانيوم-235، لإنتاج الحرارة من خلال الانشطار.
وتعمل الحرارة على تسخين عامل تبريد المفاعل، وهو في العادة الماء، لإنتاج البخار. ومن ثمَّ يتم توجيه البخار إلى التوربينات الدوارة، ما يفعّل مولداً كهربائيًّا لتوليد كهرباء منخفضة الكربون.
ما علاقة اليورانيوم بالطاقة النووية؟
اليورانيوم معدن وعنصر مشع يمكن العثور عليه في الصخور في جميع أنحاء العالم. ويحتوي اليورانيوم على العديد من النظائر الطبيعية المنشأ، وهي أشكال من عنصرٍ ما تختلف في كتلتها وخواصها الفيزيائية ولكن لها الخصائص الكيميائية ذاتها.
ولليورانيوم نظيران بدائيان هما: اليورانيوم-238 واليورانيوم-235. ويشكِّل اليورانيوم-238 غالبية اليورانيوم في العالم ولكن لا يمكنه أن ينتج تفاعلاً انشطارياً متسلسلاً، بينما يمكن استخدام اليورانيوم-235 لإنتاج الطاقة عن طريق الانشطار، بَيْدَ أنه يشكِّل أقلّ من 1 في المئة من اليورانيوم الموجود في العالم.
ولجعل اليورانيوم الطبيعي أكثر قدرةً على الانشطار، من الضروري زيادة كمية اليورانيوم-235 في عينة معينة من خلال عملية تُعرف بإثراء اليورانيوم.
وبمجرد إثراء اليورانيوم، يمكن استخدامه بشكل فعال كوقود نووي في محطات القوى لمدة ثلاث إلى خمس سنوات، وبعدَ ذلك يظلُّ مشعًّا ويتعيَّن التخلص منه باتباع إرشادات صارمة لحماية الإنسان والبيئة.
ويمكن أيضاً إعادة تدوير الوقود المستخدَم، الذي يشار إليه أيضاً باسم الوقود المستهلَك، إلى أنواع أخرى من الوقود لاستخدامه كوقود جديد في محطات القوى النووية الخاصة.
ماذا عن النفايات النووية؟
يَنتج عن تشغيل محطات القوى النووية نفايات ذات مستويات متفاوتة من النشاط الإشعاعي. ويأخذ التصرف بها أشكالاً مختلفة اعتماداً على مستوى نشاطها الإشعاعي والغرض منها.
وشكِّلت النفايات المشعة نسبة ضئيلة من جميع النفايات. وهي منتوج ثانوي تخلِّفه ملايين الإجراءات الطبية كل سنة، والتطبيقات الصناعية والزراعية التي تستخدم الإشعاعات والمفاعلات النووية التي تولِّد نحو ١٠٪ من الكهرباء العالمية.
وتفسِّر المنظمات البيئية كيفية التصرف في النفايات المشعة لحماية الناس والبيئة من الإشعاعات في الحاضر والمستقبل.
وسيولّد الجيل التالي من محطات القوى النووية، المعروفة أيضاً باسم المفاعلات المتقدمة الابتكارية، نفاياتٍ نووية أقلّ بكثير من مفاعلات اليوم. ومن المتوقع أن تكون قيد الإنشاء بحلول عام 2030.
ما فائدة الطاقة والقوى النووية في تغيُّر المناخ؟
القوى النووية هي مصدر طاقةٍ منخفض الكربون، لأنَّ محطات القوى النووية، وعلى عكس محطات توليد الطاقة بالفحم أو النفط أو الغاز، لا تنتج عمليًّا ثاني أكسيد الكربون أثناء تشغيلها. وتوّلِد المفاعلات النووية ما يقرب من ثلث الكهرباء الخالية من الكربون في العالم وهي ضرورية لتحقيق الأهداف المتعلقة بتغيُّر المناخ وبرودة الطقس.
ما هو دور الوكالة الدولية للطاقة الذرية؟
تقوم الوكالة بوضع المعايير الدولية والإرشادات المتعلقة بالاستخدام المأمون والآمن للطاقة النووية والترويج لتلك المعايير والإرشادات لحماية الإنسان والبيئة.
وتدعم الوكالة البرامجَ النووية القائمة والجديدة حول العالم من خلال توفير الدعم التقني وإدارة المعارف. ومن خلال نهج المعالم المرحلية البارزة، توفر الوكالة الخبرات التقنية والإرشادات للبلدان التي ترغب في تطوير برنامج قوى نووية وكذلك للبلدان التي تقوم بإخراج برامجها من الخدمة.
وتشرف الوكالة، من خلال أنشطة الضمانات والتحقُّق التي تضطلع بها، على المواد والتكنولوجيات النووية بحيث لا يتمُّ تحريفها عن الاستخدامات السلمية.
كذلك بعثات الاستعراض والخدمات الاستشارية التي تقودها الوكالة تقدّم الإرشادات بشأن الأنشطة الضرورية خلال فترة عمر إنتاج الطاقة النووية من تعدين اليورانيوم إلى بناء محطات القوى النووية وصيانتها وإخراجها من الخدمة والتصرف في النفايات النووية.
وتدير الوكالة احتياطيًّا من اليورانيوم الضعيف الإثراء في كازاخستان، والذي يمكن استخدامه كملاذ أخير من قِبل البلدان التي هي بحاجة عاجلة ليورانيوم ضعيف الإثراء لأغراض سلمية.