موسوعة العلوم النووية : المفاعل النووي

مقدمة :
صمم أول مفاعل نووي بواسطة العالم الإيطالي إنريكو فيرمي وزملائه . و قد نجح المفاعـل فى إحداث التفاعل المتسلسل و التحكم فيه في شيكاغو بالولايات المتحدة الأمريكية في شهر ديسمبر 1942م.

وقد تم أجراء أول تفجير نووي في صحراء نيوميكسيكو فى يوليو 1945 وفي يومي 6 و 9 أغسطس من نفس السـنة تم تفجير قنبلة هيروشيما و ناجازاكى باليابان علي التوالى وقد قدرت أعداد المصابين و الموتى بحوالي 200 ألف فرد علاوة علي المصابين الذين عانوا من التأثيرات المتأخرة للإشعاع جيلا بعد جيل .
وتعتبر هاتان القنبلتان أول القنابل التي استخدمت في الحرب من خلال مشروع مانها تن الشهير Manhatten project في الولايات المتحدة الأمريكية . و تقدر قوة قنبلة اليورانيوم التي ألقيت غلي هيروشيمـا بما يكافئ 13500 طن من الـ TNT . وقد قدرت درجة الحرارة علي بعد ميلين من القنبلة بحوالي 3 آلاف درجة مئوية أدى آلي الدمار الكامل للمباني والأحياء.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

مكونات المفاعل النووي :

لقد نجح العلماء في ترويض الانشطار النووي لإنتاج الطاقة الحرارية مستخدمين في ذلك ما نسميه بالمفاعل النووي . وتبني المفاعلات النووية الإنشطارية بأشكال كثيرة متعددة ، تختلف باختلاف الغرض الذي من أجله بنيت.

منها علي سبيل المثال لا الحصر . . مفاعلات للأبحاث و استغلال النشاط النيوترونى في دراسة الأنوية وتفاعلاتها . . وأخرى تبنى لاستغلال الطاقة الحرارية لتوليد الكهرباء. . ومنها ما يبنى لتوليد النظائر. لذلك لابد من معرفة الهدف أو الغاية من بناء المفاعل وعلي وجه العموم ، في جميع الأحوال والأغراض ، يتكون المفاعل من مجموعة من المواد صنعت ثم رتبت وجمعت بنظام معين يسمح بإحداث تفاعل نووي انشطاري متسلسل و مستمر مع إمكانية التحكم فيه بدقة بالإضافة إلي إمكانية الاستفادة من الطاقة الحرارية الناتجة والإشعاعات المنبعثة كل حسب الغرض الذي بني المفاعل من أجله.

أهم مكونات المفاعل :

- الوقود النووي Nuclear Fuel أو المادة الانشطارية وتصنع علي شكل قضبان آو ألواح ، تغلف بغطاء محكم من مادة معدنية مثل الألومونيوم أو الحديد الصلب الأبيض وتوضع في قلب المفاعل .
ويستخدم عادة مزيج من اليورانيوم s(235)bوالجرافيت كوقود.

- المهدئ Moderator مثل الجرافيت به فتحات أو قنوات يوضع فيها قضبان الوقود النووي. ويعمل الجرافيت علي تهدئة النيوترونات والحد من سرعة انطلاقها حتى تصل إلي سرعات هادئة بطيئة لأنه وجد أن النيوترونات الهادئة أكثر فاعلية في إحداث التفاعل النووي الانشطاري فى ^a235U . وقد يحل الماء العادي أو الماء الثقيل أو الغاز محل الجرافيت .

ومن الأجزاء الرئيسية المهمة في قلب المفاعل قنوات التبريد Cooling System التي تحمل الطاقة الحرارية المتولدة آلي خارج المفاعل بالإضافة إلي أنها تخفض حرارة وحدات الوقود النووي و تحافظ عليها من التلف. وقد يمر سائل أو غاز في قنوات التبريد لنقل الطاقة الحرارية .

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

3 - قضبان التحكم Control Rods وهى قضبان من الكادميوم أو البورون هدفها التحكم في التفاعل النووي الحادث .و ذلك بامتصاص النيوترونات وتقليل عددها حسب المطلوب لأن من خصائص هذين العنصرين مقدرتهما علي امتصاص النيوتروناتb وقد يفعل الجرافيت ذلك و لكن بدرجة قليلة جدا. و توضع مكونات قلب المفاعل فى وعاء ضغط كبير من الصلبReactor Vessel قطرة 2-4 متر و سمكه 25-30 سم . يلف المفاعل ( قلب المفاعل ) بجدار مسلح عريض من الصلب السميك يطلق عليه الواقي إذ يعمل علي حبس و امتصاص ما يصحب الانشطار النووي من جسيمات وإشعاعات نووية ضارة. و يوجد بالجدار فتحات عليها أبواب يمكن الدخول منها لصيانة قلب المفاعل عند الحاجة أو لتغيير وحدات الوقود النووي أو تحريك قضبان الكادميوم أو البورون بهدف التحكم في التفاعل الحادث.

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

ويبين الشكل الآتي رسما تخطيطيا لمفاعل نووي انشطارى

[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]

» موسوعة العلوم النووية : الاندماج النووي
» موسوعة العلوم النووية : النشاط الإشعاعي النووي
» موسوعة العلوم النووية : الانشطار النووي والتفاعل المتسلسل
» موسوعة العلوم النووية : القنبلة الذرية أو النووية
» موسوعة العلوم النووية : التركيب الذري