ههالطاقة النووية هي شكل من أشكال الطاقة المنبعثة من النواة، نواة الذرات، المكونة من البروتونات والنيوترونات، يمكن إنتاجها بطريقتين: الانشطار ويحدث عندما تنقسم نوى الذرات إلى عدة أجزاء، أو الاندماج أي عندما تندمج النوى معًا، إليك ما تحتاج لمعرفته حول ما هي الطاقة النووية.
ما هي الطاقة النووية وكيف تعمل؟
الطاقة النووية هي الطاقة الموجودة في نواة أو جوهر الذرة، ويمكن استخدامها لتوليد الكهرباء، ولكن يجب أولاً إطلاقها من الذرة.
تُحدث الطاقة النووية تأثيرًا كبيرًا، لكن طاقتها الهائلة تأتي من مصدر صغير، ذلك لأن الطاقة النووية تبدأ بالذرات، وهي العناصر الصغيرة التي يتكون منها العالم من حولنا.
تتكون الذرات من علب كهربائية كروية تدور حول مركز الذرة، تتكون هذه الحالات من طبقة داخلية تحتوي على إلكترونين وعدة طبقات خارجية تحتوي على ما يصل إلى ثمانية إلكترونات أو أكثر، أثناء تحرك الإلكترونات ، يتم الاحتفاظ بها في غلافها بواسطة قوة كهربائية.
توجد داخل دوائر الإلكترونات النواة ، وهي مكونة من البروتونات والنيوترونات، تحتوي البروتونات على شحنة كهربائية موجبة وتجذب الإلكترونات الدوارة التي تحمل شحنة سالبة.
تتمتع الإلكترونات الأقرب إلى البروتونات بأكبر قدر من الجاذبية، في حين أن الإلكترونات الأبعد عن البروتونات يمكن أن يكون لها سحب أضعف بشكل ملحوظ. يمكن إطلاق الإلكترونات ذات الجذب الأضعف من المدار، وعندما يتم تطبيق قوة أثناء إطلاق المدار، يمكن إرسال الإلكترونات إلى ذرة أخرى، عندما يحدث هذا التبادل الإلكتروني، تولد الإلكترونات الكهرباء.
الروابط التي تربط جزيئات النواة معًا تحتوي على كميات كبيرة من الطاقة، يمكن كسر هذه الروابط القوية من خلال عملية انقسام الذرة تسمى الانشطار النووي، عندما يحدث هذا، يتم إطلاق الطاقة النووية ويمكن استخدامها لتوليد الكهرباء.
اقرأ أيضا: الفرق بين الذرة والجزيء
كيف تنتج الطاقة النووية؟
الانشطار النووي المستمر هو القوة الدافعة وراء توليد الطاقة الذرية، وفقًا لإدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)، تستخدم محطات الطاقة الذرية الانشطار النووي لإنتاج الطاقة النووي، وستستخدم الغالبية ذرات اليورانيوم في هذه العملية.
يمكن أيضًا إنتاج الطاقة الذرية عند اندماج الذرات – وهي عملية تُعرف باسم الاندماج النووي – ويتم تكوين ذرة أكبر.
على الرغم من أن الانشطار النووي هو عملية طبيعية، إلا أن الانشطار النووي القائم على ذرة اليورانيوم الذي يسببه الإنسان هو أكثر شيوعًا في محطات الطاقة الذرية، حيث يعد الانشطار النووي القياسي أكثر صعوبة في السيطرة عليه.
يُعرف اليورانيوم المخصص للانشطار النووي أيضًا بالوقود النووي أو اليورانيوم المخصب، أكثر أنواع اليورانيوم شيوعًا هو U-235، وهو نظير يسهل انقسام ذراته داخل مفاعل نووي .
عندما يحدث الانشطار النووي بذرة يورانيوم، يضرب النيوترون الذرة ويقسمها، ويطلق المزيد من النيوترونات والحرارة والطاقه الإشعاعية.
يستمر إطلاق النيوترونات وتصطدم بمزيد من ذرات اليورانيوم، مما يؤدي إلى تفاعل نووي متسلسل، ويمكن لمحطات الطاقة التحكم في هذا التفاعل المتسلسل حتى تنتج العملية الكمية المطلوبة من الطاقه.
ما هو الانشطار النووي؟
الانشطار النووي هو تفاعل حيث تنقسم نواة الذرة إلى نواتين أصغر أو أكثر، بينما تطلق الطاقة.
على سبيل المثال، عندما يضرب نيوترون نواة ذرة من اليورانيوم 235 تنقسم إلى نواتين أصغر، على سبيل المثال نواة الباريوم ونواة الكريبتون واثنين أو ثلاثة نيوترون. ستضرب هذه النيوترونات الزائدة ذرات اليورانيوم 235 الأخرى المحيطة، والتي ستنقسم أيضًا وتولد نيوترونات إضافية بتأثير مضاعف، وبالتالي تولد تفاعلًا متسلسلًا في جزء من الثانية.
في كل مرة يحدث التفاعل، يكون هناك إطلاق للطاقة على شكل حرارة وإشعاع، يمكن تحويل الحرارة إلى كهرباء في محطة للطاقة الذرية، بشكل مشابه لكيفية استخدام الحرارة من الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز والنفط لتوليد الكهرباء.
النفايات النووية
ينتج عن تشغيل محطات الطاقة النووية نفايات ذات مستويات متفاوتة من النشاط الإشعاعي، تتم إدارتها بشكل مختلف اعتمادًا على مستوى نشاطها الإشعاعي والغرض منها.
تشكل النفايات المشعة جزءًا صغيرًا من جميع النفايات، إنه نتاج ثانوي لملايين الإجراءات الطبية كل عام، والتطبيقات الصناعية والزراعية التي تستخدم الإشعاع والمفاعلات النووية التي تولد حوالي 11٪ من الكهرباء العالمية.
قد يهمك: ما هي العناصر المشعة
الطاقة النووية وتغير المناخ
الطاقة النووية هي مصدر طاقه هي منخفض الكربون، لأنه على عكس محطات توليد الطاقة بالفحم أو النفط أو الغاز، فإن محطات الطاقة النووية عمليًا لا تنتج ثاني أكسيد الكربون أثناء تشغيلها، تولد المفاعلات النووية ما يقرب من ثلث الكهرباء الخالية من الكربون في العالم وهي ضرورية لتحقيق أهداف تغير المناخ.
ما هو دور الوكالة الدولية للطاقة الذرية؟
تضع الوكالة الدولية للطاقة الذرية وتعزز المعايير والتوجيهات الدولية للاستخدام الآمن والمأمون للطاقة النووية لحماية الناس والبيئة.
تدعم الوكالة البرامج النووية الحالية والجديدة حول العالم من خلال توفير الدعم التقني وإدارة المعرفة، من خلال نهج المعالم، توفر الوكالة الدولية للطاقة الذرية الخبرة الفنية والإرشادات للبلدان التي ترغب في تطوير برنامج للطاقة الذرية وكذلك لأولئك الذين يوقفون تشغيل برنامجهم.
من خلال ضماناتها وأنشطة التحقق، تشرف الوكالة الدولية للطاقه الذرية على عدم تحويل المواد والتكنولوجيات النووية عن الاستخدام السلمي.
تدير الوكالة الدولية للطاقة الذرية احتياطيًا من اليورانيوم منخفض التخصيب (LEU ) في كازاخستان، والذي يمكن استخدامه كملاذ أخير من قبل البلدان التي هي في حاجة ماسة لليورانيوم منخفض التخصيب للأغراض السلمية.
المراجع
