الطاقة النووية: كيف نتخلص من اليورانيوم؟

نوع الطاقة التي يتم إطلاقها منيسمى الجزء المركزي من الذرات - النواة ، التي تتكون من النيوترونات والبروتونات ، بالنووية. مصدرها عمليتان فيزيائيتان: الانشطار ، أي تفكك الذرة إلى عدة أجزاء ، والتوليف ، اندماج الذرات. تستخدم هذه العمليات لإنتاج الكهرباء ، والتي بدونها يستحيل تخيل الحضارة الحديثة ، لأنه من الضروري توليد الكهرباء. من اللافت للنظر أن محطات الطاقة النووية الحديثة تنتج طاقة متجددة ونظيفة لا تلوث الهواء أو تنبعث منها غازات الدفيئة. ولكن كما هو الحال مع جميع الصناعات والتصنيع ، فإن استخدام الطاقة النووية يولد مواد شديدة السمية ، يمكن أن يؤدي الاتصال بها إلى الحروق وزيادة خطر الإصابة بالسرطان واضطرابات الدم وتدمير العظام.

تعدين اليورانيوم خطير ، والإشعاع ضار بالصحة

مواد مشعة - مجموعة من النوى الذرية غير المستقرة التي تفقد الطاقة ويمكن أن تؤثر على العديد من المواد من حولها ، بما في ذلك الكائنات الحية والبيئة.

المحتوى

• 1 الانشطار الذري كمصدر للطاقة
• 2 النفايات النووية
• 3 التخلص من النفايات النووية
• 4 التخلص المباشر والتخزين
• 5 الانتقال إلى الطاقة النووية

الانشطار الذري كمصدر للطاقة

نشأت فكرة الطاقة النووية في الثلاثينياتسنوات ، عندما أظهر الفيزيائي الإيطالي إنريكو فيرمي لأول مرة أن النيوترونات يمكنها تقسيم الذرات. كان فيرمي مبتكر أول مفاعل نووي في العالم ، Chicago Woodpile-1 ، المصمم لاختبار جدوى تفاعل نووي متسلسل متحكم فيه.

كواحد من "الآباء المؤسسين للقنبلة النووية" ، قدم فيرمي مساهمة كبيرة في تطوير الفيزياء النووية ، فيزياء الجسيمات الأولية ، وكذلك ميكانيكا الكم والإحصاء.

المفاعل النووي أو محطة الطاقة هي آلةيدير الانشطار النووي لتوليد الكهرباء. الوقود الأكثر شيوعًا هو اليورانيوم ، وهو معدن موجود في جميع أنحاء العالم. بعد التعدين ، تتم معالجة اليورانيوم ثم استخدامه كوقود. سبب هذا الاختيار واضح - ذرات اليورانيوم تنقسم بسهولة.

يوجد اليورانيوم أيضًا في الصخور. لكن النوع المحدد من اليورانيوم المستخدم لإنتاج الطاقة النووية يسمى U-235 وهو نادر.

تحلل ذرات اليورانيوم داخل مفاعل نوويتنبعث منها جزيئات صغيرة تسمى نواتج الانشطار. إنهم هم الذين يبدأون التفاعل النووي المتسلسل ، مما يؤدي في النهاية إلى توليد الحرارة. ومع ذلك ، فإن تعدين اليورانيوم ومعالجته اللاحقة يؤديان إلى تكوين النفايات المشعة.

المزيد عن الموضوع: كيف يتم تعدين اليورانيوم المشع ولماذا يتم استخدامه؟

مخلفات نووية

منذ فجر الطاقة النووية النوويةلم تؤذي النفايات الناس. من المفاهيم الخاطئة الشائعة أنه نظرًا لأن أجزاء معينة من النفايات النووية تظل مشعة لمليارات السنين ، يجب أن يستمر التهديد طوال تلك الفترة. لكنها ليست كذلك.

الإشعاع جزء لا مفر منه من الحياة على كوكبنا.

عامل رئيسي في فهم السبب مرافق تخزين النفايات النووية لا تشكل خطرا على الصحة، يتعلق بكمية المواد التي يمكن العثور عليها في البيئة في حالة حدوث تسرب.

انظر أيضًا: تأثير فافيلوف-شيرينكوف: ما الذي تحتاج إلى معرفته؟

النفايات المشعة بشكل رئيسيالملابس الواقية والأدوات وأي مواد أخرى لامست الغبار المشع (90٪ من الإجمالي). بالنظر إلى أن النفايات المشعة متينة ، يمكن أن تظل الملابس والأدوات الملوثة مشعة لآلاف السنين. لحسن الحظ ، تحتوي هذه النفايات على 1٪ فقط من إجمالي النشاط الإشعاعي.

تم إطلاق أول محطة للطاقة النووية في عام 1954 بالقرب من مدينة أوبنينسك ، منطقة موسكو.

في المجموع ، يميز الباحثون ثلاثة أنواع من الأسلحة النوويةتصنيف النفايات حسب نشاطها الإشعاعي: مستويات منخفضة ومتوسطة وعالية. وبالتالي ، فإن النفايات عالية المستوى تتكون أساسًا من الوقود النووي المستهلك وتشكل 3٪ فقط من الحجم الإجمالي للنفايات.

لا تفوت: كيف تعمل محطة الطاقة النووية؟ هل محطات الطاقة النووية خطرة؟

التخلص من النفايات النووية

هناك استراتيجيتان رئيسيتان في العالمإدارة النفايات: عكفت بعض البلدان على إعادة معالجة الوقود النووي المستهلك لعقود ؛ يختار البعض الآخر التخلص المباشر (المزيد عن ذلك أدناه). في الأساس ، هذا قرار استراتيجي تم اتخاذه على المستوى الوطني ومدفوعًا أساسًا باعتبارات سياسية واقتصادية بالإضافة إلى اعتبارات تكنولوجية.

على عكس أي صناعة أخرى تنتجالطاقة ، فإن القطاع النووي يتحمل المسؤولية الكاملة عن التخلص من النفايات. نظرًا لأن الوقود النووي كثيف الاستخدام للطاقة ، فإن كمية صغيرة منه مطلوبة لإنتاج كمية هائلة من الكهرباء.

المفاعل النووي هو منشأة يتم فيها إجراء تفاعل تسلسلي انشطاري نووي يتم التحكم فيه ذاتيًا.

حقيقة مثيرة للاهتمام
يستخدم المفاعل النووي النموذجي حوالي 200طن من اليورانيوم كل عام. تسمح العمليات المتطورة بإعادة تخصيب اليورانيوم والبلوتونيوم أو إعادة معالجتهما ، مما يقلل بشكل كبير من كمية التعدين والاستعادة والمعالجة.

في المتوسط ​​، نفايات من مفاعل توفيريحتاج الشخص للكهرباء لمدة عام ، بحجم الطوب تقريبًا. وبالمقارنة ، فإن محطة طاقة تعمل بالفحم بقدرة 1000 ميغاواط تنتج حوالي 300 ألف طن من الرماد وأكثر من 6 ملايين طن من ثاني أكسيد الكربون سنويًا.

التخلص المباشر والتخزين

التخلص المباشر هو استراتيجية يتم فيها تصنيف الوقود النووي المستهلك كنفايات ويتم التخلص منه في التخزين تحت الأرض دون أي معالجة.

يتم وضع الوقود المستهلك في عبوات ،والتي ، بدورها ، توضع في الأنفاق ثم تُغلق بعد ذلك بالحجارة والطين. تبقى النفايات الناتجة عن المعالجة - ما يسمى بمنتجات الانشطار - في المخازن. ولكن هناك مساحات تخزين مجانية أقل وأقل (على سبيل المثال ، في فنلندا).

أما اليورانيوم المستخدم فهويجب تخزينها في حاويات خاصة تشبه حمامات السباحة الكبيرة. يبرد الماء الوقود ويعزل السطح الخارجي عن ملامسة النشاط الإشعاعي.

يتم تنظيم تخزين ومعالجة النفايات النووية بشكل صارم من قبل الحكومات

حتى الآن ، إعادة تدوير النفاياتتركز بشكل أساسي على استعادة البلوتونيوم واليورانيوم ، حيث يمكن إعادة استخدام هذه العناصر في المفاعلات التقليدية. يمكن بعد ذلك خلط البلوتونيوم واليورانيوم المنفصلين مع اليورانيوم الطازج وتحويلهما إلى قضبان وقود جديدة.

سوف تكون مهتمًا: الطاقة النووية أم المتجددة - أيهما أفضل؟

الانتقال إلى الطاقة النووية

منذ محطات الطاقة النووية تنتجطاقة متجددة ونظيفة ، لا تلوث الهواء أو تنبعث منها غازات الدفيئة ، يمكن بناؤها في المناطق الحضرية أو الريفية ولا تقلق بشأن البيئة المحيطة. ومع ذلك ، لا تزال الخلافات حول التخلص من النفايات النووية وتخزينها مستمرة - نظرًا لمشاكل تغير المناخ ، يتم سماع مقترحات الانتقال إلى الطاقة النووية أكثر فأكثر.

حيث ان الطاقة النووية تعتمد على المستخرجالموارد المحدودة ، تشغيل المفاعلات لا يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري. يجادل أنصار الطاقة النووية أيضًا بأنه يجب أن يُنظر إليها على أنها أحد الحلول لتغير المناخ.

هل تريد أن تكون دائمًا على علم بآخر الأخبار من عالم العلوم والتكنولوجيا؟ اشترك في قناتنا في Telegram - لذلك بالتأكيد لن يفوتك أي شيء مثير للاهتمام!

لتزويد الناس بالكهرباء التي يحتاجونها لحياة مريحة ، تعمل الآلاف من محطات الطاقة في جميع أنحاء العالم.

معارضوهم ليسوا بهذا التفاؤل مشيرين إلى ذلكلا يمكن اعتبار الطاقة النووية مصدرًا للطاقة الخضراء ، حيث يرتبط استخدامها بمخاطر الحوادث والتلوث الإشعاعي والضعف بسبب تغير المناخ السريع.

بالمناسبة ، هل تعرف ما هو أكثر مكان إشعاعي على وجه الأرض؟ قال زميلي راميس جانييف إن المزيد حول سبب عدم انتماء هذا العنوان إلى تشيرنوبيل ، أوصي بقراءته.