ماذا يعني محطة توليد الطاقة النووية؟

ما هو محطة الطاقة النووية

تقوم محطة الطاقة النووية بتوليد الكهرباء باستخدام التفاعلات النووية، بشكل أساسي من خلال الانشطار النووي.

الانشطار النووي

يقوم الانشطار النووي بتفتيت الذرات الثقيلة مثل اليورانيوم إلى أجزاء أصغر، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة.

المكونات الرئيسية

في عملية الانشطار، يتم تفتيت نواة الذرات المشعة الثقيلة إلى جزأين متساويين تقريبا. أثناء هذا التفتيت، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة. يرجع هذا الإطلاق للطاقة إلى عيب في الكتلة. وهذا يعني أن الكتلة الإجمالية للمنتج الأولي ستقل خلال الانشطار. يتم تحويل خسارة الكتلة هذه إلى طاقة حرارية وفقاً للمعادلة الشهيرة التي وضعها ألبرت آينشتاين.

مبدأ عمل محطة الطاقة النووية هو نفسه مبدأ عمل محطة الطاقة الحرارية التقليدية. الفرق الوحيد هو أنه بدلاً من استخدام الحرارة الناتجة عن احتراق الفحم، يتم في محطة الطاقة النووية استخدام الحرارة الناتجة عن الانشطار النووي لإنتاج البخار من الماء في المرجل. يتم استخدام هذا البخار لتشغيل التوربين البخاري.

يعتبر هذا التوربين المحرك الرئيسي للمولد. يقوم هذا المولد بإنتاج الطاقة الكهربائية. رغم أن توفر الوقود النووي ليس كبيراً، إلا أن كمية صغيرة جداً من الوقود النووي يمكنها إنتاج كمية هائلة من الطاقة الكهربائية.

هذه هي الميزة الفريدة لمحطة الطاقة النووية. كل كيلوجرام من اليورانيوم يعادل 4500 طن متري من الفحم عالي الجودة. وهذا يعني أن الانشطار الكامل لكيلوجرام واحد من اليورانيوم يمكن أن ينتج نفس كمية الحرارة التي يمكن إنتاجها من الاحتراق الكامل لـ 4500 طن متري من الفحم عالي الجودة.

رغم أن الوقود النووي أكثر تكلفة، فإن تكلفة الوحدة من الكهرباء التي ينتجها أقل من تكلفة الفحم أو الديزل. تعتبر محطات الطاقة النووية بديلاً مناسباً للتغلب على أزمة الوقود التقليدية الحالية.

المزايا

• استهلاك الوقود في محطات الطاقة النووية منخفض، مما يجعل تكلفة توليد الكهرباء أرخص من الطرق الأخرى. تحتاج محطات الطاقة النووية إلى كمية أقل من الوقود.

• تحتل محطة الطاقة النووية مساحة أصغر بكثير مقارنة بمحطات الطاقة التقليدية الأخرى ذات نفس السعة.

• لا تتطلب هذه المحطة الكثير من الماء، وبالتالي ليس من الضروري بناء المحطة بالقرب من المصادر الطبيعية للمياه. كما أنها لا تتطلب كمية هائلة من الوقود، وبالتالي ليس من الضروري بناء المحطة بالقرب من منجم الفحم أو مكان يتوفر فيه وسائل النقل الجيدة. لهذا السبب، يمكن إنشاء محطة الطاقة النووية بالقرب من مركز الحمل.

• هناك احتياطيات كبيرة من الوقود النووي حول العالم، لذلك يمكن لهذه المحطات ضمان استمرار إمداد الطاقة الكهربائية لمدة آلاف السنين القادمة.

العيوب

• الوقود غير متاح بسهولة وهو غالي الثمن.

• تكلفة بناء محطة الطاقة النووية في البداية مرتفعة جداً.

• إنشاء وتوفير هذه المحطة معقد ومتقدم أكثر من محطات الطاقة التقليدية الأخرى.

• منتجات الانشطار لها طبيعة مشعة وقد تسبب تلوثاً مشعًا عالياً.

• تكلفة الصيانة أعلى والقوى العاملة المطلوبة لتشغيل محطة الطاقة النووية أعلى بكثير لأن الأشخاص المدربين المتخصصين مطلوبون.

• لا يمكن للمحطات النووية التعامل بكفاءة مع التذبذبات المفاجئة في الحمل.

• نظراً لأن منتجات التفاعلات النووية مشعة للغاية، فإن التخلص منها يعد مشكلة كبيرة. يمكن التخلص منها فقط في أعماق الأرض أو في البحر بعيداً عن الشاطئ.