الطاقة النووية: مفاعل نووي ومحطة توليد كهرباء — الثالثة ثانوي

الطاقة النووية: مفاعل نووي ومحطة توليد كهرباء

الطاقة النووية تنتج من التفاعلات النووية (انشطار أو اندماج). توفر طاقة هائلة دون انبعاث CO₂.

1. مبدأ عمل المفاعل النووي

انشطار نوى U-235 بقذفها بنيوترونات. ينتج طاقة (200 MeV/انشطار) + نيوترونات إضافية تسبب تفاعلا متسلسلا مضبوطا.

2. أجزاء المفاعل

قلب المفاعل: قضبان الوقود (UO₂). المهدئ (Moderator): يبطئ النيوترونات (ماء خفيف، ماء ثقيل، غرافيت). قضبان التحكم: تمتص النيوترونات الزائدة (كادميوم، بورون). سائل التبريد: ينقل الحرارة (ماء، غاز).

3. محطة توليد الكهرباء

المفاعل ← مولد بخار ← توربين ← مولد كهربائي. الطاقة النووية ← حرارة ← طاقة ميكانيكية ← طاقة كهربائية. الكفاءة حوالي 33%.

4. مزايا وعيوب

المزايا: لا انبعاثات CO₂، كمية وقود صغيرة، طاقة مستمرة (ليست متقطعة كالشمس والرياح). العيوب: نفايات مشعة تحتاج تخزينا آمنا لمئات السنين، خطر التسرب (تشيرنوبل، فوكوشيما)، تكلفة بناء عالية.

تمارين

1. اشرح مبدأ عمل محطة نووية لتوليد الكهرباء.
2. قارن بين الطاقة النووية والطاقة الشمسية.