تحقیق مقاله انرژی هسته ای

مقدمه :

 حدود یک پنجم نیروی الکتریسیتۀ جهان به وسیلۀ نیروگاههای هسته ای تولید می شود. نیروی هسته ای از انرژی ذخیره شده در درون هسته اتم به وجود می آید. اتم ها به قدرت کوچکند که حتی توسط میکروسکوپ های قدرتمند نیز قابل رؤیت نیستند. اگرچه آنها خیلی کوچک هستند ولی هر چیزی که جهان پیرامون ما را تشکیل داده است، از اتم ساخته شده است. در مرکز هر اتم، یعنی هسته، ذرات کوچکتری به نام پروتون ها و نوترون ها قرار دارند. تعداد پروتئین ها در هسته یک اتم نشانگر نوع یک عنصر است. یک اتم هیدروژن که سبکترین عنصرهاست در هستۀ خود فقط 1 پروتون دارد و اتم اورانیوم که سنگین ترین عنصر موجود در طبیعت است، دارای 92 پروتون و تعداد بیشتری نوترون است.

 انرژی هسته ای چیست؟

 انرژی هسته ای یکی از صورت های انرژی است. برخی از کشورها از این انرژی برای تولید برق استفاده می کنند و با کمک برق، چراغ ها را روشن می کنند و زیر دریایی ها را به کار می اندازند.

 از انرژی هسته ای همچنین می توان برای تولید سلاح های اتمی یا دارو استفاده کرد. به محل استفاده از انرژی هسته ای و تولید آن به الکتریسته، «نیروگاه اتمی» می گویند.

 همه وسایل برای کار و حرکت به انرژی نیاز دارند :

 با کمک انرژی می توان دستگاههای گوناگون را به کار انداخت. در طبیعت انواع مختلفی از انرژی یافت می شود و سرچشمۀ انرژی هسته ای، قسمت اصلی اتم است. ما با سوختن موادی مانند زغال سنگ، گاز و نفت، می توانیم انرژی گرمایی تولید و سپس آن را به انرژی الکتریکی تبدیل کنیم. خورشید نیز سرچشمه ای بزرگ از انرژی است که گیاهان برای رشد از نور و گرمای آن استفاده می کنند.

 همه پیرامون ما را اتم های گوناگون فرا گرفته اند :

 مواد دنیای اطراف ما، مانند هوا و آب، از ذره هایی بسیار کوچک به نام اتم ساخته شده اند. اتم آن قدر کوچک اند که تنها با کمک میکروسکوپ های بسیار قوی می توان آن را دید. به قسمت اصلی هر اتم، «هسته» می گویند.

 سرچشمه انرژی هسته ای، نیروهایی است که در درون اتم نهفته است :

 هر هسته از ذره هایی کوچک تری به نام پروتون و نوترون تشکیل شده است. الکترون ها نیز به دور هسته می چرخند. ذره های درون هسته با نیروی بسیار زیاد به یکدیگر پیوند خورده اند. اکنون اگر با پرتاب یک نوترون به سوی هسته، آن را بشکافیم و به دو قسمت تقسیم کنیم، مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می شود که به این فرآیند، شکافت هسته ای یا «فیسیون» می گویند.

 همه چیز دربارۀ اورانیوم :

 به سوختی که برای تولید انرژی هسته ای به کار می رود، «اورانیوم» می گویند. این ماده را از صخره های درون زمین به دست می آورند. «اورانیوم» یک فلز نقره ای رنگ و سنگین است که می توان آن را از زمین استخراج و به سوخت هسته ای تبدیل کرد. اتم های برخی از انواع اورانیوم نسبت به عناصر دیگر آسان تر شکافته می شوند.

 اینجا کارخانه ای است که در آن از اورانیوم، سوخت هسته ای تولید می کنند :

 برای یافتن اورانیوم باید تا اعماق زمین پیش رفت. معدن دارای برای به دست آوردن اورانیوم، زمین را می کَنَند و صخره های حاوی اورانیوم را خرد می کنند. سپس نوعی اسید به صخره های خُرد شده می زنند تا اورانیوم از آنها جدا شود. پس از آن اورانیوم، را به گاز و سپس به پودر تبدیل می کنند. به این فرآیند غنی سازیاورانیوم می گویند و از همین اورانیوم غنی شده است که سوخت هسته ای به دست می آید.

 اورانیوم روی زمین، تکه هایی از ستارگان متلاشی شده است !

 دانشمندان بر این باورند که شش بیلیون سال قبل، ستارگان پیر منفجر شده اند و ذره هایی از آنها در سراسر کهکشان پراکنده شده است. بخشی از این ذره ها نیز پس از عبور از فضا به زمین رسیده اند، لابه لای صخره های این سیاره قرار گرفته اند و معادن اوارنیوم را به وجود آورده اند.

 اورانیوم یک ماده رادیواکتیو است :

 یک ماده رادیواکتیو، یکسره از خود موج هایی نامرئی از انرژی پراکنده می کند که به آنها تشعشع می گویند. این امواج را نمی توان دید، چشید و لمس کرد. تشعشعات برخاسته از معادن اورانیوم، باعث گرم شدن درون زمین می شود؛ اما از آنجا که این تشعشعات بسیار پراکنده اند، سلامتی موجودات را تهدید نمی کنند؛ اما تشعشعات رادیواکتیو برخاسته از سوخت های هسته ای متمرکزند و می توانند بسیار خطرناک باشند.

 با دستگاهی مخصوص به نام «شمارندۀ گایگر» می توان میزان تشعشعات رادیواکتیو را اندازه گیری کرد.

 انرژی هسته ای :

 امروزه از انرژی هسته ای بیشتر برای تولید الکتریسته استفاده می شود.

 این روش تولید الکتریسیته معمولاً از تولید الکتریسیته با سوخت هایی مانند زغال سنگ، نفت یا گاز ارزان تر تمام می شود. برخی از مردم هم عقیده دارند که انرژی هسته ای پاک تر است؛ زیرا دود تولید نمی کند.

 از این استوانه های حاوی اورانیوم برای تولید الکتریسته استفاده خواهند کرد :

 یک راکتور اتمی یک مخزن یا ساختمان بزرگ است که در درون نیروگاه قرار گرفته است. در نیروگاه اتمی، پودر اورانیوم را درون استوانه های سوخت جاسازی می کنند. سپس استوانه ها را در کنار هم می بندند و در مرکز راکتور قرار می دهند. در درون سوخت اتمی، شکافت هسته ای صورت می گیرد و انرژی حاصل از این فرآیند، باعث داغ شدن آب می شود.

 یک راکتور هسته ای تقریباً هر هجده ماه یک بار به سوخت تازه نیاز دارد:

 هنگامی که اورانیوم داخل استوانه های سوخت ، انرژی خود را از دست می دهد، آنها را برای بازیافت به مراکز مخصوص می فرستند. در این مراکز، آن بخشی از اورانیوم را که هنوز خاصیت خود را از دست نداده است، از استوانه ها خارج می کنند تا دوباره برای تولید سوخت مورد استفاده قرار دهند.

 از انرژی گرمایی که در اثر تشعشعات برخاسته از اورانیوم تولید می شود، برای تبدیل آب به بخار استفاده می کنند :

 بخار، توربین را به چرخش وا می دارد و توربین نیز باعث چرخش ژنراتور می شود تا الکتریسته تولید کند. در نیروگاههای معمولی برای گرم کردن آب و تولید بخار، از سوخت هایی مانند نفت، گاز و زغال سنگ استفاده می کنند. در حقیقت اصول کار در همۀ نیروگاهها یکسان است.

 کاربردهای دیگر انرژی هسته ای :

 انرژی هسته ای کاربردهای فراوانی دارد. با مقدار کمی از مواد رادیواکتیو می توان برخی از بیماری ها را تشخیص داد و درمان کرد. همچنین برای پاکسازی و ضدعفونی بعضی از تجهیزات بیمارستانی از تشعشعات رادیواکتیو استفاده می کنند.

 با استفاده از تشعشعات رادیواکتیو می توان میکروب درون غذاها را از بین برد :

 تشعشعات رادیواکتیو می تواند از غذاها عبور کند و میکروب ها را در درون آنها از بین ببرد. این کار باعث می شود که غذاها دیرتر فاسد شوند. فضانوردان نیز برای اینکه در فضا بیمار نشوند، از همین غذاها می خورند. با همۀ اینها برخی از مردم معتقدند از آنجا که آثار مواد رادیواکتیو بر مواد غذایی کاملاً مشخص نیست، ممکن است این غذاها برای سلامتی زیان بار باشند