فیلم بیشتر »»
کد خبر ۱۱۷۸۷۷۸
تاریخ انتشار: ۱۱:۳۶ - ۲۹-۰۴-۱۴۰۵
کد ۱۱۷۸۷۷۸
انتشار: ۱۱:۳۶ - ۲۹-۰۴-۱۴۰۵

راکتور هسته‌ای چیست و چگونه کار می‌کند؟ هرآنچه باید درباره قلب نیروگاه‌های اتمی بدانید

راکتور هسته‌ای
راکتور هسته‌ای قلب تپنده نیروگاه‌های اتمی، با استفاده از پدیده‌ای شگفت‌انگیز انرژی عظیمی تولید می‌کند که درک مکانیزم پیچیده آن برای تامین برق آینده ضروری است.

آمریکا بیشترین تعداد نیروگاه‌های هسته‌ای را در جهان دارد، با این حال بحث پیرامون انرژی هسته‌ای همواره داغ و پرچالش بوده است. اما فراتر از این بحث‌ها، علم نسبتا ساده‌ای پشت کارکرد این دستگاه‌های پیچیده نهفته است. درک شکافت هسته‌ای و نحوه مهار آن برای تولید برق، کلید فهم عملکرد راکتورهای اتمی است. این مقاله به بررسی مبانی و نحوه کارکرد این فناوری حیاتی می‌پردازد.

راکتور هسته‌ای چگونه کار می‌کند؟

به گزارش گجت نیوز، همه راکتورهای هسته‌ای بر اساس اصول فیزیکی یکسانی کار می‌کنند. در هسته راکتور، گلوله‌های سوخت (اغلب اورانیوم) درون میله‌های سوخت قرار گرفته‌اند.

مکانیسم اصلی تولید انرژی، واکنش زنجیره‌ای شکافت هسته‌ای است. این فرایند زمانی آغاز می‌شود که ذرات زیراتمی نوترون با اتم‌های اورانیوم برخورد می‌کنند. با هر برخورد، اتم به دو اتم کوچک‌تر تقسیم شده و نوترون‌های اضافی آزاد می‌شوند که به نوبه خود با اتم‌های اورانیوم دیگر برخورد کرده و واکنش زنجیره‌ای را ادامه می‌دهند.

کنترل این واکنش برای جلوگیری از ادامه بدون کنترل آن حیاتی است. این کار عمدتاً با استفاده از میله‌های کنترل انجام می‌شود. این میله‌ها که از موادی مانند بور و نقره ساخته شده‌اند، نوترون‌های اضافی را جذب کرده و می‌توانند سرعت واکنش را تنظیم یا حتی متوقف کنند. آب نیز در این سیستم نقش دوگانه‌ای ایفا می‌کند؛ هم به‌عنوان تعدیل‌کننده سرعت نوترون‌ها و هم به‌عنوان خنک‌کننده برای دفع گرمای مازاد.

یک چالش مهم در عملیات راکتور هسته‌ای، مدیریت میله‌های سوخت مصرف‌شده است. این میله‌ها به شدت رادیواکتیو باقی می‌مانند و ذخیره‌سازی ایمن آن‌ها یکی از بزرگ‌ترین مسائل پیش روی صنعت هسته‌ای است.

انواع راکتورهای هسته‌ای تجاری و نظامی

به‌طور کلی، دو نوع اصلی از راکتورهای هسته‌ای تجاری وجود دارد: راکتورهای آب فشرده (PWRs – Pressurized Water Reactors) و راکتورهای آب جوش (BWRs – Boiling Water Reactors). تفاوت اصلی آن‌ها در نحوه مدیریت آب و چرخه بخار درون راکتور است.

راکتورهای آب فشرده (PWR) که رایج‌ترین نوع (حدود ۶۵ درصد از راکتورهای تجاری ایالات متحده) محسوب می‌شوند، آب را در یک مدار بسته و تحت فشار بالا نگه می‌دارند تا از جوش آمدن آن جلوگیری شود. آب گرم شده توسط واکنش هسته‌ای از طریق مبدل حرارتی به مدار ثانویه منتقل می‌شود. بخار حاصل از این مدار ثانویه است که توربین‌ها را به حرکت درآورده و برق تولید می‌کند.

در مقابل، راکتورهای آب جوش (BWR) آب را مستقیما به هسته راکتور پمپ کرده و بخار تولید شده را مستقیما از طریق سیستمی از لوله‌ها به سمت توربین‌ها هدایت می‌کنند. بخار باقی‌مانده سپس متراکم شده و به هسته بازگردانده می‌شود.

علاوه بر راکتورهای تجاری، کشتی‌های هسته‌ای نیروی دریایی ایالات متحده، مانند ناو هواپیمابر USS Gerald R. Ford، از نسخه‌های کوچک‌تر راکتورهای آب فشرده استفاده می‌کنند. تفاوت کلیدی این راکتورهای نظامی در استفاده از اورانیوم با غنای بالا (HEU – Highly Enriched Uranium) به‌جای اورانیوم با غنای پایین (LEU – Low Enriched Uranium) است که در راکتورهای تجاری به کار می‌رود. چگالی انرژی بسیار بالاتر HEU به این کشتی‌ها امکان می‌دهد تا ده‌ها سال بدون نیاز به سوخت‌گیری مجدد کار کنند.

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر
ارسال به دوستان
محمد اکرمی‌نیا، سخنگوی ارتش : اگر آمریکا خاک ما را اشغال کند؛ ما خاک خودمان را هم بمباران می‌کنیم(فیلم) محققان برای اولین بار با کامپیوتر کوانتومی راهی برای تولید سوخت رآکتورهای همجوشی پیدا کردند ۴ ویژگی ایمنی که پاوربانک شما باید داشته باشد نانوذرات قندی؛ سلاح جدیدی که با عبور از سد خونی-مغزی سرطان را نابود می‌کند قلعه‌نویی: در ۲۰۱۸ سرمربی ۱۰ درصد پاداش گرفت(فیلم) قدیمی‌ترین عکس‌های تخت جمشید! عادل فردوسی‌پور از فیلتر شدن سایت فوتبال ۳۶۰ خبر داد(فیلم) امام محمد غزالی؛ مردی که از «قفس طلایی» گریخت حملات متقابل آمریکا و ایران/ انفجارهایی در چابهار و کنارک و .../ حملات ایران به پایگاه های آمریکا در منطقه ۳۰۰ میلیون بمب اتمی در فضا؛ چرا برخورد دنباله‌دار شومیکر-لوی ۹ با مشتری یک هشدار جدی برای ساکنان زمین است؟ گزارش سی‌بی‌اس نیوز از شرایط سربازان آمریکایی در جنگ علیه ایران سنتکام: دور جدید حملات ارتش ایالات متحده آمریکا به ایران آغاز شد وقتی شکیرا کودکان اوگاندایی را به فینال جام جهانی آورد تعطیلی اضطراری تفرجگاه چهلمیر در پی هشدار سیلاب در خراسان رضوی عمل جراحی موفقیت‌آمیز خارج‌سازی توده ۴۰۰ گرمی در سنندج