الطاقة النووية: هي “علمياً” الطاقة المنبعثة والناتجة عن التفاعل النووي وفق قوانين الانشطار/الاندماج النووي.
أما “عملياً” تستخدم الطاقة النووية وقودًا مصنوعًا من اليورانيوم _أحد العناصر المستخرجة من الأرض_ بحيث تتم معالجته في مفاعلات نووية لإنتاج البخار وبالتالي توليد الكهرباء، تعتبر الطاقة النووية أحد مصادر الطاقة البديلة وقد يكاد أن يكون المصدر الوحيد لتوليد كميات هائلة من الكهرباء وبموثوقية عالية دون انبعاث أي غازات ضارة مثل غازات الاحتباس الحراري (Greenhouse Gas)، تنتج محطات تَليد الكهرباء بالطاقة النووية الكهرباء بطريقةٍ مشابهة كثيرًا لمحطات الطاقة التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري، و تعتمد طريقة إنتاج الكهرباء في المحطات عموًما على مصدر لإنتاج الحرارة لتحويل المياه إلى بخار ليتم توظيف ضغط البخار لتشغيل مولّد الكهرباء.
يتركز الاختلاف بين أنواع محطات توليد الطاقة المختلفة في نوعية مصدر إنتاج الحرارة، فعلى سبيل المثال في المحطات التي تعمل بالوقود الأحفوري يكون مصدر الحرارة ناتج عن حرق الفحم أو النفط أو الغاز الطبيعي، أما في محطات الطاقة النووية فإن المصدر الأساسي للحرارة هو انقسام الذرات وهي ما تعرف بعملية الانشطار النووي، قبل أن نتعرف على عملية الانشطار النووي يجب علينا أن نعرَّف عنصر اليورانيوم واستخداماته:
اليورانيوم:
يُستخدم عنصر اليورانيوم المُخصص كوقود في المفاعلات النووية، وهو أحد العناصر الطبيعية المشعة والمتوفرة بكثرة في أغلب الصخور، وفي حالة الاضمحلال أو التحلل ينتج اليورانيوم حرارة داخل القشرة الأرضية وبطريقةٍ مشابهة يتم إنتاج الحرارة منه داخل المفاعل النووي.
الانشطار/الاندماج النووي:
يعرف الانشطار النووي بأنه: عملية انقسام نواة الذرة إلى قسمين.
بالنسبة لليورانيوم في كل كمية ملغرامية من الوقود توجد الملايين من نوى اليورانيوم، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة حين تنشطر هذه النُوى حيث أن معظمها من الإشعاع وبعضها ناتج عن الطاقة الحركية التفاعلية، إن الطاقة المنبثقة نتيجة لهذا الانشطار النووي تعتبر الطاقة التي تُصدر الحرارة داخل المفاعل النووي والتي تُستخدم لإنتاج البخار وبالتالي يتم توليد الكهرباء.
حقائق عن المفاعلات النووية وتخصيب اليورانيوم:
يمكن توليد:
- 8 ك.واط ساعة من الحرارة من 1 كجم من الفحم تقريبًا.
- 12 ك.واط ساعة من 1 كجم من الزيوت المعدنية.
- وحوالي 24,000,000 ك.واط ساعة من 1 كجم من اليورانيوم.
يجب التنويه على أنه من أكبر التحديات لمفاعلات الطاقة النووية التخلص من النفايات والمواد المشعة، حيث أنه يحتوي 1 كجم من اليورانيوم على ما يعادل 2-3 ملايين ضعف الطاقة المكافئة للزيت أو الفحم، وللتوضيح أكثر يمكن اعتبار أن 1 كجم من اليورانيوم المخصب يوازي ما يقارب من 10,000 كجم من الزيت أو 14,000 كجم من الفحم لتوليد 45000 ك.واط ساعة من الكهرباء.
ولنختم المقال بهذا التساؤل: ما هي عملية تخصيب اليورانيوم؟
هي عملية تنقية لليورانيوم الطبيعي المستخرج للوصول لنسبة التركيز أو النقاء المطلوبة من يورانيوم 235، والذي يعتبر الوحيد من نوعه القابل للانشطار ليمكن استخدامه في تطبيقات إنتاج الطاقة أو غيرها، مثال لتخصيب اليورانيوم:
“تهدف عملية تخصيب 1 كجم من اليورانيوم لاستخلاص كمية من اليورانيوم تزن 100 غرام وتحتوي على 5 غرامات من يورانيوم 235 إذا كان الاستخدام في تطبيقات مفاعلات الطاقة النووية أو أكثر من 90 غراماً للاستخدام في صناعة الأسلحة النووية”تختلف نسبة تركيز اليورانيوم 235 المطلوبة حسب الغرض من الاستخدام، ففي حين تتطلب المفاعلات النووية في تطبيقات الطاقة الكهربائية نسبة تركيز تتراوح ما بين (3-5%) تحتاج الأسلحة النووية أو الاستخدامات العسكرية لنسبة تركيز أو نقاء تتراوح ما بين (80%-90%).
بعد استخراج خام اليورانيوم الطبيعي الذي يسمى الكعكة الصفراء يتم تحويله إلى غاز يُسمى سادس فلوريد اليورانيوم (UF6) الذي يحتوي على يورانيوم 235 بنسبة تركيز أقل من 1% ويورانيوم 238 الأثقل وزنًا بنسبة أعلى من 99% تقريبًا، ويجب الإشارة هنا إلى أن المملكة العربية السعودية تمتلك ما يقارب عن 6٪ من الاحتياطي العالمي من اليورانيوم.
المصادر: الموسوعة البريطانية Britinnica، منظمة الطاقة الذرية الدولية (IAEA).
