3- منابع انرژی تجدید ناپذیر برای تولید برق: انرژی هسته ای
ارسال شده در: شنبه سپتامبر 14, 2019 11:28 pm.
انرژی هسته ایی
انرژي هسته اي نیز از جمله انرژیهاي تجدیدناپذیر است که از شکافت عناصر شکافت پذیري چون اورانیوم بدست می آید . البته اورانیوم یک سوخت فسیلی نیست .
راکتورهاي هسته اي وسیله اي است که در آن فرآیند شکافت هسته اي به صورت کنترل شده انجام می گیرد. در راکتورهاي هسته اي که براي نیروگاههاي اتمی طراحی می شوند (راکتورهاي قدرت) اتمهاي اورانیوم یا پلوتونیوم توسط نوترونها شکافته شده و گرماي ناشی از شکافت هسته اي به سیالی به نام خنک کننده که اطراف میله هاي سوخت جریان دارد انتقال یافته و از آنجا به طور مستقیم یا غیرمستقیم به تولید بخار منجر می گردد . بخار حاصله براي چرخاندن توربینهاي مولد برق به کارگرفته می شود. این روند همان فرآیندي است که در نیروگاههاي اتمی به وقوع پیوسته و منجر به تولید انرژي می گردد.
هسته راکتور از چهار عامل اصلی زیر تشکیل شده است:
1- سوخت: سوخت اتمی متشکل از مواد شکافت پذیر نظیر اورانیم و به شکل قرص در میله هاي سوخت می باشد. این میله هاي سوختی براي تشکیل اجتماعات سوختی به هم متصل می شوند.
2- میله هاي کنترل : میله هاي کنترل شامل موادي هستند که سرعت واکنش هسته اي را تنظیم می کنند اگر آنها از هسته به بیرون کشیده شوند، سرعت واکنش افزایش می یابد و اگر داخل شوند سرعت واکنش کاهش می یابد.
3- خنک کننده: یک خنک کننده که عمدتاً آب می باشد، به داخل راکتور پمپ می شود تا گرماي تولید شده توسط شکافت را از بین ببرد.
4- کند کننده: کند کننده ها موادي هستند که باعث کاهش انرژي یا سرعت نوترونهاي بوجود آمده درطی فرآیند شکافت هسته می شوند.
راکتورهاي اتمی را معمولاً برحسب خنک کننده، کند کننده، نوع و درجه غناي سوخت در آن طبقه بندي می کنند. معروفترین راکتو رهاي اتمی، راکتورهایی هستند که از آب سبک به عنوان خنک کننده وکند کننده و اورانیوم غنی شده (2 تا 4 درصد اورانیوم 235) به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها عموماً تحت عنوان راکتورهاي آب سبک(LWR) شناخته می شوند. راکتورهاي
WWER ، BWR ، PWR از این دسته اند.
نوع دیگر، راکتورهایی هستند که از گاز به عنوان خنک کننده، گرافیت به عنوان کند کننده و اورانیوم طبیعی یا کم غنی شده به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها به گاز- گرافیت معروفند. راکتورهاي GCR, AGR ,HTGR از این نوع می باشند.
راکتور PHWR راکتوري است که از آب سنگین به عنوان کند کننده و خنک کننده و از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کند.
نوع کانادایی این راکتور به CANDU موسوم بوده و از کارایی خوبی برخوردار می باشد. مابقی راکتورها مثل FBR راکتوري که از مخلوط اورانیوم و پلوتونیوم به عنوان سوخت و سدیم ) مایع به عنوان خنک کننده استفاده کرده و فاقد کند کننده می باشد و LWGR (راکتوري که از آب سبک به عنوان خنک کننده و از گرافیت به عنوان کند کننده استفاده می کند ( از فراوانی کمتري برخوردار می باشند. در حال حاضر، راکتورهاي PWR و پس از آن به ترتیب BWR. WWER ,PHWR فراوانترین راکتورهاي قدرت در حال کار جهان می باشند.
