تحقیق مقاله انرژی هسته ای چیست؟

انرژی هسته ای چیست؟

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.

 از تشعشعات رادیواکتیو می توان برای تشخیص و درمان بیماری ها استفاده کرد :

 مواد شیمیایی رادیواکتیو به پزشکان برای یافتن قسمت های آسیب دیده در بدن انسان کمک می کنند. همچنین با کمک پرتوهای هسته ای می توان با نابود کردن سلول های آسیب دیده، بیماری هایی مانند سرطان را درمان کرد. یکی دیگر از پرتوهای رادیواکتیو، اشعه X (ایکس) است که از آن برای عکسبرداری از بافت ها و استخوان ها و تشخیص شکستگی استفاده می کنند.

 یک زیردریایی اتمی می تواند ماه ها در زیر آب بماند :

 اگر تنها به اندازۀ یک توپ تنیس اورانیوم داشته باشیم، خواهیم توانست یک زیردریایی اتمی را راه بیندازیم! و این زیردریایی خواهد توانست با همین مقدار سوخت، مدت ها در زیر آب حرکت کند.

 سلاح های اتمی :

 ویرانگرترین و مخوف ترین سلاح های دنیا، بمب های اتمی یا هسته ای هستند. تا امروز تنها دوبار از بمب اتم استفاده شده که نتیجۀ آن، مرگ و بیماری برای صدها هزار انسان بوده است.

 تن این زن بر اثر تشعشعات رادیواکتیو یک بمب اتمی این چنین زخم شده است :

 در جنگ جهانی دوم، هواپیماهای آمریکایی یک بمب اتمی را بر روی شهر هیروشیما در ژاپن انداختند که بر اثر آن صدهزار نفر از مردم آن شهر کشته شدند. بمب بعدی نیز بر روی شهر ژاپنی ناکازاکی فرو افتاد و 75 هزار انسان را به کام مرگ فرستاد. هنوز هم گروهی از مردم این دو شهر از آثار زیان بار آن دو بمب، اسیر رنج و بیماری اند.

 بسیاری از رهبران کشورها با هم پیمان بسته اند که هیچ گاه از بمب اتمی استفاده نکنند :

 گروهی از مردم بر این باورند که همۀ سلاح های اتمی باید نابود شوند تا هیچ حکومتی نتواند از آنها استفاده کند؛ اما گروهی دیگر معتقدند که ترس از سلاح های اتمی خود باعث جلوگیری از جنگ و خونریزی می شود.

 سلاح های اتمی ماده ای مرگ بار به نام پلوتونیوم در خود دارند :

 هنگامی که از اورانیوم برای تولید انرژی هسته ای استفاده می شود، ماده ای به نام پلوتونیوم به وجود می آید. پلوتونیوم یکی از سمی ترین و زیان بارترین موادی است که تاکنون شناخته شده است. سلاح های اتمی را نیز با همین پلوتونیوم می سازند؛ سلاح هایی که می توانند تنها در چند دقیقه، یک شهر را به کام مرگ بفرستند.

 مزایای انرژی هسته ای :

 با کمک سوخت های هسته ای می توان بدون تولید گازهای آلوده، انرژی تولید کرد. همچنین بنابر عقیدۀ عده ای از مردم، انرژی هسته ای یک انرژی ارزان است. زیرا با مقدار ناچیزی سوخت هسته ای می توان مقدار زیادی انرژی تولید کرد.

 یک کیلوگرم اورانیوم می تواند به اندازۀ 3000 تُن زغال سنگ انرژی تولید کند !

 با شکافتن هستۀ برخی از مواد مانند اورانیوم، کوهی از انرژی آزاد می شود؛ به خاطر همین است که نیروگاههای هسته ای به جای استفاده از زغال سنگ، گاز و نفت فراوان، با استفاده از مقدار کمی سوخت هسته ای، الکتریسته تولید می کنند؛ همین خاصیت است که انرژی هسته ای را به یک انرژی ارزان تبدیل کرده است.

 با ساختن یک نیروگاه هسته ای، می توان صاحب یک منبع تولید الکتریسیته ارزان قیمت شد :

 امروزه نیاز ما به الکتریسیته روز به روز بیشتر می شود؛ اما سوخت هایی که برای تولید الکتریسیته از آنها استفاده می کنیم، مانند زغال سنگ، گاز و نفت روزی تمام خواهند شد. هرچه مقدار این سوخت ها کمتر شود، قیمت آنها نیز بالاتر خواهد رفت؛ اما نیروگاههای هسته ای با اینکه ساختن آنها بسیار گران تمام می شود؛ پس از ساختن می توانند تنها با مقدار کمی سوخت، انرژی الکتریسیته تولید کنند.

 نیروگاه های هسته ای هوا را با گازها سمی آلوده نمی کنند :

 ما با سوزاندن سوخت های فسیلی ، گازهای خطرناک را وارد هوا می کنیم. این گازها هوای گرن را در اطراف زمین نگه می دارند و باعث می شوند که گرمای کرۀ زمین بالا و بالاتر رود؛ اما نیروگاه های هسته ای هرگز هوای زمین را با این گونه گازها آلوده نمی کنند.

 معایب انرژی هسته ای :

 بسیاری از مردم، نگران ایمنی در نیروگاههای هسته ای و تشعشعات برخاسته از این نیروگاه ها هستند. آنها همچنین یکسره می پرسند که آیا زباله های اتمی و بازیافت آنها زندگی انسان را تهدید نمی کند؟

 کارکنان یک نیروگاه هسته ای باید لباس های مخصوص بپوشند :

 پرتوهای رادیواکتیو می تواند باعث بیماری های شدید در انسان شود؛ به خاطر همین است که باید دستورالعمل های شدید ایمنی در نیروگاههای هسته ای اجرا شود. کارگران برای در امان ماندن از این پرتوها، باید لباس مخصوص بپوشند. بسیاری از مردم بر این باورند که تشعشعات حتی سلامتی انسان ها و حیواناتی را که در نزدیکی نیروگاه زندگی می کنند، به خطر می اندازد.

 استخراج اورانیوم، چشم اندازها را نابود می کند :

 معدن داران برای یافتن مقدار کمی اورانیوم ناچارند سنگ ها و صخره های بسیاری را بِکَنند و خُرد کنند. این کار باعث نابودی خانه و کاشانۀ گیاهان و جانوران می شود. همچنین این گونه استخراج باعث آلودگی آب ها نیز خواهد شد.