ما هي الطاقة النووية؟
الطاقة النووية: هي الطاقة الموجودة في لب (نواة) الذرة، الذرات عبارة عن جسيمات صغيرة تشكل الكون كله وكل ما يحمله، هناك قوة هائلة من الطاقة قادرة على إبقاء الذرات مترابطة معًا، المدهش في الطاقة النووية أنه يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء، من أجل إطلاق الطاقة (أي إنتاج الكهرباء)، يجب أن يحدث أحد أمرين إما الاندماج النووي أو الانشطار النووي.
ويمكن تعريف الطاقة النووية أيضاً بأنها: الطاقة التي يتم إطلاقها بكميات كبيرة في العمليات التي تؤثر على النوى الذرية، وهي النوى الكثيفة للذرات، حيث أنها تختلف عن طاقة الظواهر الذرية الأخرى مثل التفاعلات الكيميائية العادية والتي تشمل فقط الإلكترونات المدارية للذرات، تتمثل إحدى طرق إطلاق الطاقة النووية في الانشطار النووي الخاضع للرقابة في أجهزة تسمى المفاعلات والتي تعمل الآن في أجزاء كثيرة من العالم لإنتاج الكهرباء، وهناك طريقة أخرى للحصول على الطاقة النووية وهي الاندماج النووي.
الاندماج النووي: هو العملية التي يتم من خلالها تشكل التفاعلات النووية بين العناصر الخفيفة عناصر أثقل، في الحالات التي تنتمي نوى التفاعل إلى العناصر مع الأرقام الذرية المنخفضة (على سبيل المثال الهيدروجين أو نظائره الديوتيريوم والتريتيوم، حيث يتم إطلاق كميات كبيرة من الطاقة.
تم استغلال إمكانات الطاقة الهائلة للاندماج النووي لأول مرة في الأسلحة النووية الحرارية أو القنابل الهيدروجينية والتي تم تطويرها في العقد الذي أعقب الحرب العالمية الثانية مباشرة، شجعت التطبيقات السلمية المحتملة للاندماج النووي لا سيما في ضوء الإمداد اللامحدود أساسًا لوقود الاندماج على الأرض على بذل جهد هائل لتسخير هذه العملية لإنتاج الطاقة.
في الانشطار النووي توجد نواة الذرة مثل نواة اليورانيوم أو البلوتونيوم، حيث تنقسم هذه الذرة إلى نواتين أخف وزنًا متساوي الكتلة تقريبًا، قد تحدث العملية بشكل عفوي في بعض الحالات أو قد تحدث بسبب إثارة النواة بمجموعة متنوعة من الجسيمات (على سبيل المثال النيوترونات أو البروتونات أو الديوترونات أو جسيمات ألفا) أو بالإشعاع الكهرومغناطيسي على شكل أشعة جاما.
في عملية الانشطار يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة، إذ تتكون المنتجات المشعة وتنبعث عدة نيوترونات، حيث يمكن لهذه النيوترونات أن تحفز الانشطار في نواة قريبة من مادة قابلة للانشطار وتطلق المزيد من النيوترونات التي يمكنها تكرار التسلسل، مما يتسبب في حدوث تفاعل متسلسل يخضع فيه عدد كبير من النوى للانشطار ويتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة.
المزيد عن الطاقة النووية:
من المعروف بالفعل أن الطاقة النووية هي مصدر توليد طاقة منخفض الكربون، ولكن ما إذا كان مصدرًا فعليًا للطاقة المتجددة أم لا فهذا أمر مطروح للنقاش، حيث تأتي الطاقة المتجددة من مصادر لا تنضب عند استخدامها مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، وتأتي أيضاً من العمليات الطبيعية التي تتجدد باستمرار بمرور الوقت ومن الأمثلة على ذلك الكهرباء والرياح وضوء الشمس والمحيطات والكتلة الحيوية والطاقة المائية وكذلك موارد الطاقة الحرارية الأرضية.
إذا تم إنشاء الطاقة النووية من الذرات التي يتكون منها العالم، فلماذا لا تعتبر طاقة متجددة للعديد من المتشككين، أولئك الذين يعتقدون أن الطاقة النووية هي مصدر نظيف للطاقة ولكنها ليست متجددة يعتقدون ذلك لعدد من الأسباب، حيث أنهم يعتقدون ذلك؛ نظراً لأن الطاقة النووية هي نتيجة الحرارة التي تأتي من عملية انشطار الذرة، تستخدم محطات توليد الطاقة فريقًا لتحويل حرارتها إلى كهرباء، وفي محطات الطاقة النووية يتكون البخار من الحرارة التي تنتجها المحطة؛ نظرًا لأنه يتم إنتاجه من مصدر غير قابل للتجديد تلقائيًا بمرور الوقت فإنه لا يعتبر مصدرًا متجددًا.
تشبه عملية إنتاج الكهرباء من المفاعل النووي معظم أنواع المفاعلات والفرق الوحيد هو أن “التفاعل المتسلسل” يستخدم لإنتاج الحرارة، تستخدم محطات الطاقة النووية الانشطار النووي لإنتاج الكهرباء، كما يستخدم مفاعل الطاقة النووية قضبان اليورانيوم كوقود نووي لتوليد الحرارة التي سيتم استخدامها لتوليد الكهرباء ثم يتم استخدام ثاني أكسيد الكربون والماء لإبعاد الحرارة وإنتاج البخار وتوليد الكهرباء ثم يدير البخار التوربينات التي تقود المولدات.
حقائق عن الطاقة النووية:
- معظم الناس لا يدركون أن أكثر من 20 في المائة من الكهرباء في الولايات المتحدة يتم توفيرها بواسطة الطاقة النووية، حيث أن هناك ما يزيد قليلاً عن 100 محطة للطاقة النووية قيد التشغيل في البلاد، على الرغم من وجودهم ومساهمتهم في دعم البلاد إلا أنه لم يتم بناء أي مصانع جديدة منذ عام 1979.
- في حين أن عملية الحصول على جميع المواد اللازمة لبناء محطة نووية تسببت في إحداث تلوث بيئي فإن النفايات النووية تمثل مشكلة، حيث أن عملية استخدام الطاقة النووية وإنتاجها ليس لها تأثير بيئي كبير، إذ يساهم استخدام الوقود الأحفوري في التلوث في كل مرحلة من مراحل الإنتاج والاستخدام.
- يوجد في جميع أنحاء العالم أكثر من 400 مفاعل نووي تجاري ينتج الطاقة لـ 31 دولة.
- في التاريخ الكامل لإنتاج الطاقة النووية لم يكن هناك سوى ثلاث كوارث كبرى وهي: ثري مايل آيلاند وفوكوشيما وتشرنوبيل، في السنوات الـ 25 الماضية كان هناك أكثر من 10 كوارث كبرى مع طاقة الوقود الأحفوري، حيث كان أكبرها هو تسرب نفط BP.
- الاندماج النووي هو الطريقة الأكثر أمانًا لتوليد الطاقة، حيث أنه ينطوي على تجميع ذرتين معًا لتكوين واحدة، لم يتم تطبيق هذه التقنية على نطاق واسع لذلك تستخدم جميع محطات الطاقة النووية تقريبًا الانشطار النووي – الذي يقسم ذرة واحدة إلى اثنتين ويعتبر أكثر خطورة.
- كانت جنوب أفريقيا هي أول دولة متقدمة تتابع تنفيذ اتفاقيات تدمير مخزونات الأسلحة النووية ووقف إنتاج الأسلحة النووية كوافد جديد على الحرب النووية، حيث طوروا أسلحة نووية فقط في أواخر الثمانينيات.
- في حين أن القلق بشأن التعرض للإشعاع صحيح، إذ تظهر بعض الأبحاث إمكانية الحصول على المزيد من الإشعاع على مدار الحياة.
- هناك 4 تجارب مختلفة تستخدم في تطوير سلاح نووي، حيث أنها تكون في اختبارات الغلاف الجوي وتحت الماء وكذلك اختبارات الغلاف الجوي الخارجي وتحت الأرض.
- تسبب الحدث الذي وقع في فوكوشيما في خفض التصنيف والكمية المتوقعة من الطاقة التي ستوفرها المحطات النووية للاقتصاد العالمي، وقد أدى ذلك إلى مخاوف بشأن ما يمكن استخدامه لسد الفجوة المحتاجة بحلول عام 2035.
- يستخدم الطب النووي لتشخيص وعلاج العديد من الأمراض المختلفة، حيث يستخدم النظائر لاستكشاف الجسم، نسخة أخرى منه هي العلاج الإشعاعي الذي يستخدم لعلاج بعض أنواع السرطان باستخدام الإشعاع لاستهداف الخلايا السرطانية وتدميرها.
- اليورانيوم ليس جديدًا بينما يعد استخدامه كمصدر للطاقة أمرًا جديدًا فقد تم استخدامه خلال العصور الوسطى لتحويل لون الزجاج.
- قد يكلف بناء مفاعل جديد واحد لمحطة قائمة أكثر من 6 مليارات دولار.
