- اليورانيوم هو الوقود الرئيسي للتفاعلات النووية، ويحتاج اليورانيوم 235 المستخرج من خام اليورانيوم لأنه يمكنه الخضوع بفعالية لتفاعلات الانشطار.
- حاليًا، توجد مناجم اليورانيوم في الولايات المتحدة بشكل رئيسي في المنطقة الغربية من البلاد، وينقل الوقود إلى جميع أنحاء البلاد.
الذرات هي جسيمات صغيرة جدًا في الجزيئات التي تشكل الغازات والسوائل والمواد الصلبة. تتكون الذرات من ثلاثة أنواع من الجسيمات: البروتونات والنيوترونات والإلكترونات. تحتوي الذرات على نواة (أو قلب) يحتوي على بروتونات ونيوترونات محاطة بالإلكترونات. البروتونات لها شحنة موجبة، والإلكترونات لها شحنة سالبة. النيوترونات ليس لها شحنة. توجد كمية هائلة من الطاقة في الروابط التي تربط النواة معًا. عندما تنكسر هذه الروابط، يمكن إطلاق هذه الطاقة النووية. يمكن كسر هذه الروابط عن طريق الانشطار النووي، ويمكن استخدام هذه الطاقة لإنتاج الكهرباء. تمامًا كما أن الشمس هي في الأساس كرة ضخمة من الهيدروجين، يحدث فيها اندماج، مما يطلق كميات هائلة من الطاقة.
اقرأ أيضًا:أمازون تدفع 650 مليون دولار لمركز بيانات يعمل بالطاقة النووية
اقرأ أيضًا:الولايات المتحدة تتجه نحو الطاقة النووية لمعالجة نقص الطاقة في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي
كيف يتم إنتاج الطاقة النووية
1. فيالانشطار النووي، تنقسم الذرات وتتحرر الطاقة. تستخدم جميع محطات الطاقة النووية الانشطار النووي، ومعظمها يستخدم ذرات اليورانيوم. أثناء الانشطار النووي، تصطدم النيوترونات بذرات اليورانيوم وتقسمها، مما يطلق كمية كبيرة من الطاقة على شكل حرارة وإشعاع. عندما تنقسم ذرات اليورانيوم، يتم تحرير المزيد من النيوترونات. تستمر هذه النيوترونات في الاصطدام بذرات يورانيوم أخرى، وتتكرر العملية. تسمى هذه العملية تفاعلًا متسلسلًا نوويًا. تتحكم مفاعلات محطات الطاقة النووية في هذا التفاعل لإنتاج الحرارة المطلوبة.
2. يمكن أيضًا إطلاق الطاقة النووية عن طريقالاندماج النووي، حيث تتحد الذرات أو تندمج لتكوين ذرات أكبر. الاندماج النووي هو مصدر طاقة الشمس والنجوم. يجري تطوير تقنيات لاستخدام الاندماج النووي كمصدر للحرارة والكهرباء، لكن ليس من المؤكد بعد أن يكون قابلاً للتطبيق تجاريًا لأن تفاعلات الاندماج النووي يصعب التحكم فيها.
الوقود النووي: اليورانيوم
اليورانيومهو الوقود الأكثر استخدامًا للانشطار النووي في محطات الطاقة النووية.
اليورانيوم هو الوقود الأكثر شيوعًا المستخدم للانشطار النووي في محطات الطاقة النووية. اليورانيوم معدن شائع يوجد في الصخور في جميع أنحاء العالم. يوجد مع كميات صغيرة من عناصر أخرى. توجد احتياطيات اليورانيوم القابلة للاستغلال اقتصاديًا في غرب الولايات المتحدة وأستراليا وكندا وآسيا الوسطى وأفريقيا وأمريكا الجنوبية.
بلغ إنتاج اليورانيوم في الولايات المتحدة ذروته في عام 1980، وبلغت مشتريات اليورانيوم من قبل مشغلي محطات الطاقة النووية الأمريكية من الموردين المحليين ذروتها في عام 1981. منذ عام 1992، يتم استيراد معظم اليورانيوم الذي يشتريه مشغلو محطات الطاقة النووية الأمريكية.
اليورانيوم معدن غير متجدد، وتستخدم محطات الطاقة النووية شكلاً من اليورانيوم يسمى U-235 كوقود لأن ذراته تنقسم بسهولة. على الرغم من أن اليورانيوم أكثر شيوعًا 100 مرة من الفضة، إلا أن U-235 نادر نسبيًا.
يتم استخراج معظم اليورانيوم الأمريكي في غرب الولايات المتحدة. بمجرد استخراجه، يجب استخراج اليورانيوم 235 ومعالجته قبل استخدامه كوقود.