ما هو أهم عنصر يُستخدم لتوليد الطاقة؟
أهم عنصر كيميائي يتم استخدامه في عملية توليد الطاقة؛ هو عنصر اليورانيوم (بالإنجليزية: Uranium)، حيث تولد المفاعلات النووية حوالي 20% من إجمالي كمية الطاقة الكهربائية المُستخدمة في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها على سبيل المثال، بالإضافة إلى أن ما يقرب من نصف الكهرباء المُنتجة في السويد مصدرها الطاقة النووية، وتجدر الإشارة إلى أن عنصر اليورانيوم هو الوقود الأكثر استخدامًا في المفاعلات النووية الموجودة في محطات توليد الطاقة المنتشرة في أماكن عديدة حول العالم.[١][٢][٣]
يعتبر اليورانيوم المخصب (Enriched Uranium) الوقود الرئيسي الذي يتم استخدامه في محطات الطاقة النووية، حيث يبلغ طول حبيبة واحدة من اليورانيوم المخصب حوالي 2.5 سم فقط، وعلى الرغم من صِغَرِ حجمها إلا أن بإمكانها توليد نفس كمية الكهرباء التي يتم توليدها من طن واحد من الفحم.
كيف يستخدم عنصر اليورانيوم في توليد الطاقة؟
تنتج محطات الطاقة النووية الكهرباء، بواسطة إنتاج الطاقة النووية داخل المفاعلات النووية؛ من خلال انقسام ذرات عنصر اليورانيوم في عملية تسمى الانشطار (بالإنجليزية: Fission)، والتي ينتج عنها كميات هائلة من الطاقة، التي تكون على شكل حرارة (أو طاقة حرارية)، حيث تولد هذه الحرارة بخارًا يستخدم في تشغيل التوربينات البخارية (بالإنجليزية: Steam Turbine)، والتي تكون متصلةً بدورها بجهاز يعمل على تحويل الطاقة الميكاكنية الناتجة عن التوربينات البخارية إلى طاقة كهربائية، ويعرف هذا الجهاز باسم المولد الكهربائي (بالإنجليزية: Electric Generator).[١][٢]
أي أن؛ انشطار ذرات اليورانيوم ينتج طاقة نووية ترافقها كمية كبيرة من الحرارة؛ تستخدم لتشغيل التوربينات البخارية، التي تولد طاقة ميكانيكية، يتم تحويلها بواسطة المولدات الكهربائية إلى طاقة كهربائية؛ تستخدم في الأنشطة المختلفة للأنسان.[١][٢]
تتم عملية انشطار اليرانيوم داخل المفاعل النووي من خلال إطلاق نيوترون على ذرة يورانيوم، وعندما يصطدم بها يَقسِم نواتها إلى قسمين اثنين أو أكثر، ويطلق نيوترونات جديدة؛ يمكنها تقسيم الذرات الأخرى وإنشاء تفاعل نووي متسلسل، ويرافق عملية الانشطار هذه حرارة تُستخدم لتوليد الكهرباء في محطة للطاقة النووية.
ما هو عنصر اليورانيوم؟
يعرف عنصر اليورانيوم بأنه واحد من العناصر الكيميائية التي توجد على الأرض بشكلٍ طبيعي، وله ثلاثة نظائر مختلفة، هي (اليورانيوم -234)، و(اليورانيوم -235)، و(اليورانيوم -238)، وتجدر الإشارة إلى أن (اليورانيوم -235) هو النظير الذي يسخدم كوقودٍ نووي في محطات الطاقة النووية، نظرًا لإمكانية تبريده بسهولة؛ مقارنةُ بالنظيرين الآخرين، ويعرف اليورانيوم بأنه عنصر غني بالطاقة، حيث يحتوي كيلوغرام واحد من اليورانيوم على طاقة تعادل 90 طناً من الفحم، وهذا رقم هائل بالطبع![٢][٣]
تجدر الإشارة إلى أن اليورانيوم قبل استخدامه كوقود في المفاعلات النووية، لا يكون عنصرًا خطرًا، حيث ينبعث منه مستويات منخفضة جدًا من الإشعاع ويمكن التعامل معه دون استخدام أي معدات حماية خاصة، ولكن، بعد استخدامه في المفاعل النووي يصبح عنصرًا شديد النشاط الإشعاعي، مما يعني ضررة التعامل معه بحذر، واتباع إجراءات السلامة اللازمة.[٢]
المراجع
- ^ أ ب ت "Nuclear Power Plants", epa, Retrieved 19/1/2023. Edited.
- ^ أ ب ت ث ج "How electricity is generated at a nuclear power plant", uniper, Retrieved 19/1/2023. Edited.
- ^ أ ب "Relevant Very Elementary Physics, mostly nuclear.", formal.stanford, Retrieved 19/1/2023. Edited.
