تويت
انواع المفاعلات - الطاقة النووية .. الفيزياء
انواع المفاعلات
في عام ١٩٥٦ تم افتتاح اول محطة نووية لانتاج الطاقة في العالم ، في كالدرهول في بريطانيا ( كمبرلاند ) . ومنذ ذلك الحين ، تم انشاء مفاعلات عديدة ، معظمها حرارية ، تعمل بأفضل الطرق المعروفة . ومع ذلك سوف تشكل المفاعلات السريعة المنتجة جيل المفاعلات النووية في الثمانينات وقد وضعت كل من الاتحاد السوفييتي وبريطانيا وفرنسا والولايات المتحدة الاميركية تصاميمها لانشاء هذا النوع من المفاعلات في بداية الثمانينات ويرجع اختيار هذا النوع من المفاعلات الى كونها تستخدم ٧٥% من اليورانيوم الخام بالحالة التي يستخرج فيها من باطن الارض ، بينما لا يستعمل الا اقل من 1 % منه في المفاعلات الحرارية العادية . يضاف الى ذلك أن هذا المفاعل لا يحتاج ، بعد تزويده للمرة الاولى بحوالي ۳۰۰۰ كلغ من البلوتونيوم لكل 1000 ميغاواط من القدرة الكهربائية ، لا يحتاج الا لكميات ضئيلة من اليورانيوم الطبيعي . وتقدر كلفة استهلاك هذا النوع من الوقود بنصف كلفة استهلاك المفاعلات الحرارية .
كان الاتجاه السائد في بناء المفاعلات في بريطانيا طيلة العشرين سنة الفائتة يعتمد على المفاعلات الحرارية التي تبرد بواسطة الغازات وكان اخر نموذج لهذا النوع المفاعل المتطور الذي يستخدم وقود ثاني اكسيد اليورانيوم الخزفي المكسو بقطع من الفولاذ الذي لا يصدأ ، تدخل في اكوام من كتل الغرافيت التي تعمل كمخففات للتفاعل . اما غاز التبريد ، وهو ثاني اكسيد الكربون ، فانه يتدفق عبر الاقنية فوق قضبان الوقود ، ثم يخرج من قلب المفاعل على درجة حرارة ٦٠٠ درجة مئوية تقريبا . بعد ذلك ، يمر هذا الغاز الساخن في مبادلات حرارية يغلي في داخلها الماء ويتحول الى بخار .
ومن اجل اتقاء أشعة غاما والاشعة النوترونية المنبعثة من المفاعل اثناء اضمحلال مواد انشطاره ، لا بد من حجب المفاعل نفسه عن الخارج بستار واق يتألف عادة من جدار من الاسمنت تبلغ سماكته عدة أقدام ويكون مبطنا من الداخل بطبقة من الفولاذ .
والمعروف أن درجة حرارة المفاعل السريع تزيد عن درجة حرارة المفاعل الحراري وان سائل التبريد الذي يستعمل فيه هو سائل الصوديوم ، وهو معدن ذو خصائص حرارية ممتازة . فهو يذوب على درجة ۹۸ م ويغلي على درجة ٨٨٠ م . بالاضافة الى ذلك ، لا بد من استعمال دورتين للصوديوم : الدورة الاولى ويمر فيها داخل قنوات ضيقة تحيط بقضبان الوقود فيصبح من جراء ذلك عنصرا مشعا تفوق حرارته ٥٠٠ درجة م .
ثم تستخدم المبادلات الحرارية لنقل قسم من هذه الحرارة الى دورة الصوديوم الثانية التي تتطلب مبادلا حراريا اخر لتوليد البخار الذي يقوم بتشغيل التوربينات .
انواع المفاعلات
في عام ١٩٥٦ تم افتتاح اول محطة نووية لانتاج الطاقة في العالم ، في كالدرهول في بريطانيا ( كمبرلاند ) . ومنذ ذلك الحين ، تم انشاء مفاعلات عديدة ، معظمها حرارية ، تعمل بأفضل الطرق المعروفة . ومع ذلك سوف تشكل المفاعلات السريعة المنتجة جيل المفاعلات النووية في الثمانينات وقد وضعت كل من الاتحاد السوفييتي وبريطانيا وفرنسا والولايات المتحدة الاميركية تصاميمها لانشاء هذا النوع من المفاعلات في بداية الثمانينات ويرجع اختيار هذا النوع من المفاعلات الى كونها تستخدم ٧٥% من اليورانيوم الخام بالحالة التي يستخرج فيها من باطن الارض ، بينما لا يستعمل الا اقل من 1 % منه في المفاعلات الحرارية العادية . يضاف الى ذلك أن هذا المفاعل لا يحتاج ، بعد تزويده للمرة الاولى بحوالي ۳۰۰۰ كلغ من البلوتونيوم لكل 1000 ميغاواط من القدرة الكهربائية ، لا يحتاج الا لكميات ضئيلة من اليورانيوم الطبيعي . وتقدر كلفة استهلاك هذا النوع من الوقود بنصف كلفة استهلاك المفاعلات الحرارية .
كان الاتجاه السائد في بناء المفاعلات في بريطانيا طيلة العشرين سنة الفائتة يعتمد على المفاعلات الحرارية التي تبرد بواسطة الغازات وكان اخر نموذج لهذا النوع المفاعل المتطور الذي يستخدم وقود ثاني اكسيد اليورانيوم الخزفي المكسو بقطع من الفولاذ الذي لا يصدأ ، تدخل في اكوام من كتل الغرافيت التي تعمل كمخففات للتفاعل . اما غاز التبريد ، وهو ثاني اكسيد الكربون ، فانه يتدفق عبر الاقنية فوق قضبان الوقود ، ثم يخرج من قلب المفاعل على درجة حرارة ٦٠٠ درجة مئوية تقريبا . بعد ذلك ، يمر هذا الغاز الساخن في مبادلات حرارية يغلي في داخلها الماء ويتحول الى بخار .
ومن اجل اتقاء أشعة غاما والاشعة النوترونية المنبعثة من المفاعل اثناء اضمحلال مواد انشطاره ، لا بد من حجب المفاعل نفسه عن الخارج بستار واق يتألف عادة من جدار من الاسمنت تبلغ سماكته عدة أقدام ويكون مبطنا من الداخل بطبقة من الفولاذ .
والمعروف أن درجة حرارة المفاعل السريع تزيد عن درجة حرارة المفاعل الحراري وان سائل التبريد الذي يستعمل فيه هو سائل الصوديوم ، وهو معدن ذو خصائص حرارية ممتازة . فهو يذوب على درجة ۹۸ م ويغلي على درجة ٨٨٠ م . بالاضافة الى ذلك ، لا بد من استعمال دورتين للصوديوم : الدورة الاولى ويمر فيها داخل قنوات ضيقة تحيط بقضبان الوقود فيصبح من جراء ذلك عنصرا مشعا تفوق حرارته ٥٠٠ درجة م .
ثم تستخدم المبادلات الحرارية لنقل قسم من هذه الحرارة الى دورة الصوديوم الثانية التي تتطلب مبادلا حراريا اخر لتوليد البخار الذي يقوم بتشغيل التوربينات .
تعليق