جمعه, اردیبهشت ۱۹, ۱۴۰۴

انرژی هسته ای چیست، چطور تشکیل می‌شود و چه کاربردهایی دارد؟_آفتاب شرق

مریم یزدانی
24 Min Read


به گزارش آفتاب شرق

انرژی هسته ای یکی از پیچیده‌ترین و قدرتمندترین منبع های انرژی در جهان محسوب می‌شود که باوجود کاربردهای گسترده‌اش، تا این مدت برای تعداد بسیاری از ما ناشناخته مانده است. اما دلواپس نباشید! در این نوشته از دیجیاتو، قرار است با زبانی ساده و قابل‌فهمیدن به شما بگوییم انرژی هسته‌ ای چیست، چطور تشکیل می‌شود و چه کاربردهایی در زندگی روزمره ما دارد. تا آخر این مقاله با ما همراه باشید.

انرژی هسته ای چیست؟

انرژی هسته‌ای نوعی انرژی کم‌کربن است که از آزاد شدن انرژی نهفته در هسته اتم‌ها به‌ دست می‌آید. هسته اتم‌ها از پروتون‌ها و نوترون‌ها راه اندازی شده است که به‌ وسیله نیروهای هسته‌ای قوی کنار هم نگه داشته شده‌اند. شدت این نیرو زیاد زیاد است.

اگر بتوانیم به طریقی پروتون‌ها و نوترون‌های هسته اتم را از هم جدا کنیم یا آنها را با هم ادغام کرده و هسته جدیدی بسازیم، انرژی عظیمی آزاد می‌شود که همان انرژی هسته‌ای است. ۲ روش برای دست‌یابی به انرژی هسته‌ای وجود دارد: ۱) شکافت هسته‌ای و ۲) همجوشی یا گداخت هسته‌ای.

تفاوت شکافت و همجوشی

شکافت

انرژی هسته ای که امروزه در نیروگاه‌های هسته‌ای برای تشکیل الکتریسیته منفعت گیری می‌شود، از شکافت هسته‌ای به دست می‌آید. در این فرایند، هسته اتم‌های سنگین همانند اورانیوم یا پلوتونیوم با برخورد یک نوترون شکافته خواهد شد و انرژی بسیاری آزاد می‌شود. این انرژی به گرما تبدیل شده که برای تشکیل بخار و چرخاندن توربین و درنهایت تشکیل برق منفعت گیری می‌شود.

همجوشی

فرایندی است که در خورشید و ستارگان رخ می‌دهد. در این فرایند، هسته‌های سبک همانند هیدروژن در دمای و سختی زیاد بالا با هم ترکیب شده و هسته‌ای سنگین‌تر همانند هلیوم راه اندازی خواهند داد. این فرایند انرژی زیاد بیشتری نسبت به شکافت آزاد می‌کند اما کنترل آن در زمین زیاد چالش‌برانگیز است.

ازاین‌رو، در ادامه این مقاله منظور ما از انرژی هسته‌ای انرژی تولیدشده از فرایند شکافت است.

انرژی هسته ای چطور تشکیل می‌شود؟

برای توضیح، بیایید اول ساختار هسته اتم را بازدید کنیم. هسته اتم‌ها چطور تعداد بسیاری پروتون را در خود نگه می‌دارد؟

سریعترین موتور جستجوگر خبر پارسی – اخبار لحظه به لحظه از معتبرترین خبرگزاری های پارسی زبان در آفتاب شرق

ساختار هسته اتم به زبان ساده

گفتیم هسته اتم‌ها از پروتون‌ها و نوترون‌ها راه اندازی شده است. می‌دانیم هر پروتون بار الکتریکی مثبت دارد و نوترون نیز خنثی است؛ به این علت هسته اتم درمجموع بار الکتریکی مثبت دارد. ازآنجاکه بارهای هم‌نام همدیگر را دفع می‌کنند، پروتون‌های درون هسته نیز باید یکدیگر را دفع کنند اما سوال اینجاست: چطور هسته اتم می‌تواند پروتون‌ها را در کنار هم نگه دارد؟

جواب مختصر این است که این قضیه به نیروهای زیراتمی مربوط می‌شود. پروتون‌ها و نوترون‌ها خود از ذرات زیراتمی به نام کوارک‌ها راه اندازی شده‌اند. بین کوارک‌ها نیرویی به نام نیروی هسته‌ای قوی وجود دارد که پروتون‌ها و نوترون‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد و از تجزیه هسته جلوگیری می‌کند.

این نیرو زیاد نیرومندتر از نیروی دافعه الکتریکی بین پروتون‌ها است؛ به این علت پروتون‌ها و نوترون‌ها می‌توانند درون هسته در کنار هم قرار بگیرند.

اکنون که مفهوم نیروهای قوی هسته‌ای و ساختار هسته را توضیح دادیم، می‌توانیم سراغ توضیح شکافت هسته‌ای برویم.

شکافت هسته‌ای و تشکیل انرژی

شکافت و تولید انرژی هسته ای
شماتیک فرایند شکافت هسته‌ای

در شکافت هسته‌ای، نیروی قوی که پروتون‌ها و نوترون‌ها را در کنار هم نگه داشته، شکسته می‌شود و انرژی عظیمی آزاد می‌شود. در شکافت، ابتدا یک نوترون با شدت به هسته سنگینی همانند اورانیوم-۲۳۵ برخورد می‌کند، هسته ناپایدار می‌شود و به ۲ هسته کوچک‌تر تقسیم می‌شود.

با شکافت هسته، بخشی از انرژی پیوندی هسته آزاد می‌شود و همراه آن نوترون‌هایی از هسته آزاد خواهد شد. این نوترون‌ها می‌توانند به هسته‌های دیگر برخورد کرده و شکافت‌های فرد دیگر تشکیل کنند؛ به این اتفاق عکس العمل زنجیره‌ای می‌گویند.

در واپاشی هسته‌ای، ذراتی همانند آلفا، بتا و پرتوهای گاما نیز تشکیل خواهد شد که به عکس العمل زنجیره‌ای پشتیبانی می‌کنند. طی فرایند زنجیره‌ای شکافت در کسری از ثانیه، انرژی بسیاری به‌صورت گرما آزاد می‌شود. در نیروگاه‌های هسته‌ای از این گرما برای تشکیل بخار منفعت گیری می‌شود. بخار آب تولیدشده توربین‌ها را می‌چرخاند و درنهایت برق تشکیل می‌شود.

مقدار انرژی که طی شکافت هسته‌ای آزاد می‌شود، زیاد زیاد تر از مقدار انرژی است که از سوخت‌های فسیلی همانند زغال‌سنگ یا نفت به‌ دست می‌آید؛ برای مثال، شکافت یک گرم اورانیوم می‌تواند انرژی معادل سوختن چندین تُن زغال‌سنگ را تشکیل کند.

عکس العمل شکافت هسته‌ای تا ابد ادامه می‌یابد؟ چطور عکس العمل زنجیره‌ای متوقف می‌شود؟

اگر عکس العمل شکافت در طبیعت رخ دهد، کاری از دست انسان ساخته نیست اما در نیروگاه‌های هسته‌ای، عکس العمل شکافت را در رآکتورها کنترل می‌کنند. برای کنترل عکس العمل زنجیره‌ای و جلوگیری از گسترش بی‌رویه آن، در نیروگاه‌ها از میله‌های کنترل منفعت گیری می‌شود. این میله‌ها از عناصری همانند کادمیوم یا بور ساخته شده‌اند که می‌توانند نوترون‌ها را جذب کنند و مانع از ادامه بی‌رویه عکس العمل زنجیره‌ای شوند.

با کنترل تعداد نوترون‌های آزاد، مقدار انرژی تولیدشده در رآکتور هسته‌ای نیز تنظیم می‌شود. در شرایط اضطراری، با واردکردن کامل میله‌های کنترل به داخل رآکتور، تقریباً همه نوترون‌ها جذب خواهد شد و عکس العمل زنجیره‌ای متوقف می‌شود. این فرایند با گفتن خاموشی رآکتور (Reactor Shutdown) شناخته می‌شود.

نیروگاه هسته‌ای چطور کار می‌کند؟

شماتیک ساختار یک نیروگاه هسته‌ای
شماتیک ساختار یک نیروگاه هسته‌ای

در نیروگاه‌های هسته‌ای، عکس العمل‌های زنجیره‌ای در رآکتورهای هسته‌ای کنترل می‌شود. در این رآکتورها طبق معمولً اورانیوم ۲۳۵ به‌گفتن سوخت منفعت گیری می‌شود. هر عکس العمل جهت آزاد شدن انرژی بسیاری می‌شود؛ به این علت رآکتورها باید طی عکس العمل خنک شوند. طبق معمولً از آب برای خنک‌کردن رآکتورها منفعت گیری می‌شود. (در برخی رآکتورها امکان پذیر از فلز مایع یا نمک مذاب منفعت گیری شود.)

انرژی هسته ای آزادشده از شکافت صرف گرم‌کردن آب (خنک‌کننده رآکتور) می‌شود. آب داغ‌شده بخار تشکیل می‌کند. این بخار به‌سمت توربین‌ها هدایت می‌شود. بخار با سختی بالا توربین‌ها را می‌چرخاند؛ درنتیجه یک ژنراتور الکتریکی را فعال می‌کند و برق تشکیل می‌شود. این برق به شبکه توزیع ارسال می‌شود تا به منازل و صنایع منتقل شود.

غنی‌سازی اورانیوم؛ سوخت رآکتورهای هسته‌ای

اورانیوم عنصری فلزی است که سراسر جهان در برخی سنگ‌ها یافت می‌شود. این عنصر ۲ ایزوتوپ مهم دارد: اورانیوم-۲۳۸ و اورانیوم-۲۳۵.

اورانیوم-۲۳۸ که قسمت اعظم اورانیوم طبیعی را راه اندازی می‌دهد (نزدیک به ۹۹.۳ درصد)، نمی‌تواند به‌راحتی عکس العمل زنجیره‌ای شکافت را تشکیل کند اما اورانیوم-۲۳۵ که فقط نزدیک به ۰.۷ درصد اورانیوم طبیعی را راه اندازی می‌دهد، می‌تواند برای تشکیل انرژی از طریق شکافت هسته‌ای منفعت گیری شود.

برای افزایش گمان وقوع شکافت، ملزوم است مقدار اورانیوم-۲۳۵ در اورانیوم طبیعی از طریق فرایندی به نام غنی‌سازی اورانیوم افزایش یابد. در نیروگاه‌های هسته‌ای، اورانیوم طبق معمولً به سطح غنی‌سازی ۳ تا ۵ درصد اورانیوم-۲۳۵ می‌رسد؛ این مقدار برای منفعت گیری به‌گفتن سوخت هسته‌ای مناسب است. بعد از غنی‌سازی، اورانیوم می‌تواند به زمان سه تا پنج سال به‌طور مؤثری به‌گفتن سوخت در رآکتورها منفعت گیری شود.

بعد از این زمان، سوخت هسته‌ای کارایی خود را از دست می‌دهد و به سوخت مصرف‌شده تبدیل می‌شود. این سوخت می‌تواند از طریق فرایندهای بازیافت به انواع سوخت‌های دیگر، همانند پلوتونیوم، تبدیل شود و در برخی نیروگاه‌های هسته‌ای مجدد منفعت گیری می‌شود.

استخراج اورانیوم

اورانیوم به‌طور طبیعی در تعداد بسیاری از نقاط جهان یافت می‌شود اما بیشترین تولیدات جهانی آن از ۶ سرزمین مهم فراهم می‌شود: قزاقستان، کانادا، نامیبیا، استرالیا، نیجر و روسیه. این کشورها درمجموع بیشتر از ۸۵ درصد از تشکیل اورانیوم جهان را به خود تعلق خواهند داد.

قزاقستان بزرگ‌ترین تولیدکننده اورانیوم در جهان است و نزدیک به ۴۳ درصد از کل تشکیل جهانی سال ۲۰۲۲ به این سرزمین تعلق دارد. کانادا و نامیبیا نیز در رتبه‌های بعدی قرار دارند و به‌ترتیب ۱۵ و ۱۱ درصد از تشکیل جهانی را فراهم می‌کنند​.

اورانیوم به ۲ روش از معادن استخراج می‌شود:

استخراج معمولی: در این روش، سنگ معدن اورانیوم از زمین خارج و پدر یک آسیاب خرد می‌شود. به سنگ‌های خردشده آب اضافه می‌شود تا دوغابی از ذرات ریز سنگ به‌ دست بیاید. سپس این دوغاب با منفعت گیری از سولفوریک اسید یا محلولی قلیایی شسته می‌شود تا اورانیوم در محلول حل شود.

شستشوی درجا: در این روش، آب با اکسیژن یا محلولی قلیایی یا اسیدی داخل سنگ معدن اورانیوم به گردش درمی‌آید و اورانیوم را حل می‌کند. محلول اورانیوم سپس به سطح پمپ می‌شود و نیازی به استخراج فیزیکی سنگ از زمین نیست. اکنون، در بیشتر از نیمی از نیروگاه‌های هسته‌ای از این روش برای استخراج اورانیوم منفعت گیری می‌کنند.

فرآوری و تشکیل کیک زرد

تهیه کیک زرد

درنهایت محلول اورانیوم استخراج‌شده فیلتر و خشک می‌شود تا به اکسید اورانیوم (U3O8) تبدیل شود؛ به آن اورانیا یا کیک زرد می‌گویند. برای منفعت گیری از کیک زرد در رآکتورهای هسته‌ای، این ماده باید ابتدا از حالت جامد به حالت گازی تبدیل شود.

طی فرایندی که تبدیل (Conversion) نام دارد، کیک زرد به هگزا فلوراید اورانیوم (UF₆) تبدیل می‌شود. درنهایت گاز هگزا فلوراید اورانیوم به سانتریفیوژها (گریزانه‌ها) فرستاده می‌شود تا ایزوتوپ‌های اورانیوم از هم جدا شوند و اورانیوم-۲۳۵ برای فرایند غنی‌سازی آماده شود.

انرژی هسته ای چه کاربردهایی دارد؟

انرژی هسته‌ای کاربردهای گسترده‌ای در حوزه‌های گوناگون دارد. از تشکیل برق پاک و پایدار با کمترین انتشار کردن کربن گرفته تا منفعت گیری‌های پزشکی در تشخیص و درمان بیماری‌ها، این فناوری نقش حیاتی ایفا می‌کند. در ادامه این کاربردها را با جزئیات بیشتری توضیح می‌دهیم.

تشکیل برق

یکی از شناخته‌شده‌ترین کاربردهای انرژی هسته‌ای، تشکیل برق در نیروگاه‌های هسته‌ای است که با انتشار کردن حداقل گازهای گلخانه‌ای، به افت تغییرات آب‌وهوایی پشتیبانی می‌کند. اکنون نزدیک به ۱۰ درصد برق جهان از این طریق فراهم می‌شود.

به‌تازگی، شرکت‌های بزرگ تکنولوژی همانند انویدیا و مایکروسافت نیز به‌صورت فزاینده‌ای به انرژی هسته‌ای روی آورده‌اند تا برق موردنیاز مراکز داده خود را فراهم کنند.

«جنسن هوانگ»، مدیرعامل انویدیا، معتقد است انرژی هسته‌ای می‌تواند گزینه مناسبی برای فراهم انرژی این شرکت باشد. به‌طور شبیه، مایکروسافت نیز قراردادی با شرکت Constellation Energy امضا کرده و به‌جستوجو خرید نیروگاه هسته‌ای برای فراهم برق هوش مصنوعی خود است.

منفعت گیری از انرژی هسته‌ای برای تشکیل برق به‌طور گسترده بین شرکت‌های بزرگ فناوری ترند شده است؛ چراکه این شرکت‌ها به‌جستوجو گسترش مراکز داده خود برای حمایتاز ابتکارات هوش مصنوعی می باشند و می‌خواهند با منفعت گیری از منبع های پایدارتر و کم‌زیان برق موردنیاز این فناوری را فراهم کنند.

انرژی هسته‌ای در علوم پزشکی

انرژی هسته‌ای نقشی حیاتی در پزشکی، به‌اختصاصی در تشخیص و درمان بیماری‌ها، دارد. ایزوتوپ‌های رادیواکتیو برای تصویربرداری از ارگان‌ها و بازدید کارکرد بدن منفعت گیری خواهد شد. این چنین پرتودرمانی یکی از راه حلهای مهم درمان سرطان است. در این روش، از پرتوهای رادیواکتیو برای ازبین‌بردن سلول‌های سرطانی منفعت گیری می‌شود.

انرژی هسته ای در داروسازی

ایزوتوپ‌های رادیواکتیو برای تشکیل داروهایی منفعت گیری خواهد شد که به تشخیص و درمان بیماری‌های گوناگون پشتیبانی می‌کنند؛ برای مثال، ید-۱۳۱ برای درمان بیماری‌های تیروئیدی به‌ کار می‌رود. این روش درمانی که رادیویداین درمانی شناخته می‌شود، به‌طور مؤثری سلول‌های تیروئید را مقصد قرار می‌دهد و به افت علائم بیماری پشتیبانی می‌کند.

کاربردهای انرژی هسته‌ای در کشاورزی و صنایع غذایی

یکی از مهم‌ترین کاربردهای انرژی هسته‌ای منفعت گیری از تابش‌های رادیواکتیو برای بهبود فرایندهای نگهداری و انبارداری مواد غذایی است. این تابش‌ها می‌توانند به افت میکروارگانیسم‌ها و آفات حاضر در محصولات پشتیبانی کنند و درنتیجه عمر سودمند آنها را افزایش دهند. این راه حلها نه‌فقط به افزایش تشکیل محصولات کشاورزی پشتیبانی می‌کنند، بلکه به نگه داری محیط‌‌زیست و افت منفعت گیری از سموم شیمیایی نیز منجر خواهد شد.

کاربردهای انرژی هسته ای در کشاورزی

در کشاورزی این چنین از مواد رادیواکتیو برای بازدید و بهینه‌سازی فرایندهای رشد گیاهان و مدیریت منبع های آب منفعت گیری می‌شود؛ برای مثال، با منفعت گیری از تکنیک‌های ردیابی ایزوتوپی، کشاورزان می‌توانند نیازهای آب و مواد مغذی گیاهان را دقیق‌تر شناسایی و مصرف منبع های را بهینه‌سازی کنند.

کاربردهای صنعتی

در صنایع گوناگون، از انرژی هسته‌ای برای اندازه‌گیری ضخامت مواد، بازدید عیوب در ساختارهای فلزی و کنترل کیفیت محصولات منفعت گیری می‌شود؛ برای مثال، در صنایع خودروسازی و هوافضا، از رادیوگرافی صنعتی برای شناسایی ترک‌ها و نقص‌های داخلی در قطعات منفعت گیری می‌شود.

کاربردهای نظامی

برخی زیردریایی‌ها و ناوهای نظامی از رآکتورهای هسته‌ای به‌جای منبع قوت منفعت گیری می‌کنند. این رآکتورها می‌توانند مدتی طویل بدون نیاز به سوخت‌گیری مجدد انرژی ملزوم برای فعالیت زیردریایی‌ها و ناوها را فراهم کنند.

تسلیحات هسته‌ای

تسلیحات هسته‌ای با منفعت گیری از اورانیوم یا پلوتونیوم به‌گفتن سوخت، انرژی عظیمی آزاد می‌کنند که می‌تواند ویرانی‌های گسترده‌ای به‌بار آورد. در طول تاریخ، تنها دو بار از بمب هسته‌ای منفعت گیری شده است. تنها موارد منفعت گیری از این بمب در طول جنگ جهانی دوم و فاجعه‌های هیروشیما و ناگازاکی بوده است.

اکنون گسترش سلاح‌های هسته‌ای هم چنان امتیاز نظامی بالقوه برای کشورها محسوب خواهد شد اما مطابق پیمان منع گسترش سلاح‌های هسته‌ای (NPT)، کشورها نمی توانند از این سلاح‌ها منفعت گیری یا به کشورهای دیگر در دستیابی به آن‌ها پشتیبانی کنند. این چنین بر پایه این پیمان، کشورها باید به‌مرور زمان ذخیره سلاح‌های هسته‌ای خود را با مقصد نهایی خلع سلاح کامل افت دهند.

پسماند هسته‌ای؛ تهدید جدی برای محیط‌زیست

دفن پسماند هسته‌ای

پسماند هسته‌ای از بزرگ‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی مرتبط با منفعت گیری از انرژی هسته‌ای است. این پسماندها شامل مواد رادیواکتیوی می باشند که از فرایندهای تشکیل انرژی در نیروگاه‌های هسته‌ای یا از کاربردهای صنعتی و پزشکی تشکیل خواهد شد.

مشکل مهم پسماندهای هسته‌ای ماندگاری بالای آن‌ها است؛ برخی از این مواد می‌توانند برای هزاران سال باقی بمانند و به محیط‌زیست و سلامت انسان‌ها صدمه برسانند. یکی از تهدیدات پسماند هسته‌ای این است که درصورت نشت به خاک، آب‌های زیرزمینی و منبع های آب آشامیدنی، می‌تواند اکوسیستم‌ها را آلوده کند و درنهایت داخل زنجیره غذایی شود.

اگر پسماند هسته‌ای به‌درستی مدیریت نشود، به تهدیدی جدی برای آینده زمین و نسل‌های آینده تبدیل می‌شود. مدیریت صحیح پسماندهای هسته‌ای شامل ذخیره‌سازی ایمن و دفن در مکان‌های مخصوص با استانداردهای بالا برای جلوگیری از نشت و آلودگی است.

تا این مدت راه‌حل کاملاً ایمنی برای مدیریت طویل‌زمان این پسماندها وجود ندارد و نگرانی‌های بسیاری درمورد اثرات احتمالی آن‌ها طی زمان بر محیط‌زیست و جوامع انسانی نقل است.

تاریخچه تشکیل انرژی هسته‌ای

سال ۱۹۳۸، دانشمندان آلمانی، «اتو هان» و «فریتس اشتراسمان»، با بمباران اورانیوم با نوترون اتفاق شکافت هسته‌ای را کشف کردند. این کشف سرآغازی برای گسترش فناوری هسته‌ای شد.

سال ۱۹۴۲، اولین رآکتور هسته‌ای در آمریکا ساخته شد و طی جنگ جهانی دوم، انرژی هسته‌ای به‌صورت عمده در پروژه منهتن که به ساخت اولین بمب‌های هسته‌ای منجر شد، منفعت گیری شد.

با آخر جنگ، منفعت گیری صلح‌آمیز از انرژی هسته‌ای مورد دقت قرار گرفت. در دهه ۱۹۵۰، اولین آزمایش پیروزی‌آمیز تشکیل برق از انرژی هسته‌ای در رآکتور EBR-I در ایالت آیداهو، ایالات متحده انجام شد.

این دستاورد آغازکننده منفعت گیری عملی از انرژی هسته‌ای برای تشکیل الکتریسیته می بود. اولین نیروگاه تجاری هسته‌ای جهان به نام «نیروگاه کالدر هال» سال ۱۹۵۶ در انگلستان راه‌اندازی شد.

گسترش نیروگاه‌ها

از آن زمان به‌ سپس، نیروگاه‌های هسته‌ای در تعداد بسیاری از کشورها گسترش یافتند. تعداد نیروگاه‌های هسته‌ای در سراسر جهان افزایش یافت و این فناوری به یکی از منبع های مهم تشکیل برق تبدیل شد.

انرژی هسته‌ای به‌علت کم‌ کربن بودن، منبع مهمی برای مقابله با تغییرات اقلیمی نقل شد اما حوادثی همانند چرنوبیل (۱۹۸۶) و فوکوشیما (۲۰۱۱)، نگرانی‌هایی را درمورد ایمنی نیروگاه‌های هسته‌ای به‌ وجود آورد.

امروزه، انرژی هسته‌ای با چالش‌های مختلفی ازجمله تشکیل زباله‌های هسته‌ای، مسائل ایمنی و هزینه‌های بالای ساخت نیروگاه‌ها روبه‌روست اما تعداد بسیاری از کشورها هم چنان به گسترش فناوری هسته‌ای ادامه خواهند داد و به‌جستوجو راه‌حل‌هایی برای از بین بردن این چالش‌ها می باشند. یکی از با اهمیت ترین اهداف در این عرصه، گسترش نسل جدیدی از رآکتورهای هسته‌ای است که ایمن‌تر و کارآمدتر باشند.

تحقیقات گسترده‌ای در عرصه همجوشی هسته‌ای در جریان است که می‌تواند در آینده منبع انرژی تقریباً نامحدود و پاک شناخته شود. ازجمله این تحقیقات افتتاح اولین نیروگاه همجوشی هسته‌ای جهان تا سال ۲۰۲۸ است که «سم آلتمن»، مدیرعامل OpenAI، تصمیم دارد آن را اجرایی کند.

انرژی هسته‌ای در ایران

منفعت گیری از انرژی هسته‌ای در ایران از دهه ۱۹۵۰ میلادی و در چارچوب برنامه «اتم برای صلح» با پشتیبانی ایالات متحده اغاز شد. ایران تلاش کرد از انرژی هسته‌ای برای تشکیل برق و اهداف صلح‌آمیز دیگر همانند کاربردهای پزشکی و صنعتی منفعت گیری کند.

برنامه هسته‌ای ایران به‌اختصاصی از اغاز دهه ۲۰۰۰، تنش‌های بین‌المللی به وجود آورد. غرب، به‌اختصاصی ایالات متحده و اتحادیه اروپا، نگرانی‌هایی درمورد گمان انحراف این برنامه به‌سمت ساخت سلاح‌های هسته‌ای داشتند. این قضیه علتشد تحریم‌های شدیدی علیه ایران اعمال شود.

سال ۲۰۱۵، ایران و ۶ قوت جهانی (ایالات متحده، بریتانیا، فرانسه، روسیه، چین و آلمان) به توافق «برجام» دست یافتند. بر پایه این توافق، ایران پذیرفت تا قسمت‌هایی از برنامه هسته‌ای خود را محدود کند؛ درعوض تحریم‌های اقتصادی لغو شد.

سال ۲۰۱۸، آمریکا از برجام خارج شد و تحریم‌ها را مجدداً اعمال کرد. ایران نیز به‌مرور برخی محدودیت‌ها در غنی‌سازی اورانیوم، ذخایر اورانیوم غنی‌شده و مقدار منفعت گیری از سانتریفیوژها را کنار گذاشت.

انرژی هسته‌ای در ایران امروزه به‌گفتن منبع مهم تشکیل برق و سوخت هسته‌ای نقل است اما هم چنان در مرکز توجهات و مذاکرات بین‌المللی قرار دارد.

نیروگاه بوشهر، مهم‌ترین نیروگاه هسته‌ای ایران
نیروگاه بوشهر، با اهمیت ترین نیروگاه هسته‌ای ایران

با اهمیت ترین تأسیسات هسته‌ای ایران شامل تأسیسات غنی‌سازی نطنز، فردو، رآکتور تحقیقاتی تهران و نیروگاه بوشهر می‌شود. نیروگاه بوشهر با اهمیت ترین نیروگاه هسته‌ای ایران است که سال ۲۰۱۱ به منفعت‌برداری رسید و بخشی از برق سرزمین را فراهم می‌کند. این نیروگاه ظرفیت تشکیل نزدیک به ۱۰۰۰ مگاوات برق را دارد و مقصد آن افت وابستگی به سوخت‌های فسیلی است.

جمع‌بندی

در این مقاله، درمورد انرژی هسته ای و کاربردهای آن سخن بگویید کردیم. ابتدا، به زبان ساده، فرایند شکافت هسته‌ای را توضیح دادیم و در ادامه، به نحوه تشکیل انرژی هسته‌ای در نیروگاه‌ها پرداختیم. از پسماند هسته‌ای سخن بگویید کردیم و در انتها، مروری بر تاریخچه کشف انرژی هسته ای داشتیم.

سؤالات متداول

چرخه سوخت هسته‌ای چیست؟

چرخه سوخت هسته‌ای فرایندی صنعتی است که شامل مرحله های مختلفی برای تشکیل برق از اورانیوم در رآکتورهای انرژی هسته‌ای می‌شود. این چرخه با استخراج اورانیوم اغاز می‌شود و با دفع زباله‌های هسته‌ای به آخر می‌رسد.

آیا انرژی هسته‌ای تجدیدپذیر است؟

انرژی هسته‌ای منبعی تجدیدناپذیر شناخته می‌شود؛ چون برای تشکیل آن از سوخت‌های محدودی همانند اورانیوم و پلوتونیوم منفعت گیری می‌شود که در طبیعت به مقدار مشخصی وجود دارند و بعد از مصرف، تجدیدپذیر نیستند.

آیا انرژی هسته‌ای، انرژی پاک محسوب می‌شود؟

به‌علت انتشار کردن کم گازهای گلخانه‌ای طی تشکیل برق، این انرژی منبع کم‌کربن شناخته می‌شود و نقش مهمی در افت تغییرات اقلیمی دارد.

تفاوت بمب هسته‌ای و بمب هیدروژنی چیست؟

بمب هسته‌ای با شکافت هسته اتم‌های سنگین همانند اورانیوم یا پلوتونیوم انرژی تشکیل می‌کند. در روبه رو، بمب هیدروژنی با همجوشی هسته اتم‌های سبک همانند دوتریوم و تریتیوم انرژی تشکیل می‌کند. این عکس العمل نیاز به دمای زیاد بالا دارد که با منفعت گیری از انفجار اولیه یک بمب هسته‌ای کوچک فراهم می‌شود. به‌طورکلی، بمب‌های هیدروژنی قوت تخریبی زیاد بیشتری نسبت به بمب‌های هسته‌ای دارند و می‌توانند هزاران برابر نیرومندتر باشند.

دسته بندی مطالب
اخبار سلامتی

اخبار اجتماعی

اخبار ورزشی

فرهنگ وهنر

اخبار تکنولوژی

کسب وکار

TAGGED:
Share This Article