برقِ هسته ای
برقِ هسته ای _ در برق هسته ای واکنش زنجیره ای بُمباران نوترونی(در اورانیوم پس از تجزیه) بدون کنترل ادامه می یابد تا بیش ترین انرژی ممکن در لحظه تولید شود
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته ای) یا تخریب ( هسته ای) استفاده می شود.فرایند شکافت هسته ای برای ایجاد شکافت هسته ای نیاز به بمباران نوترونی است؛ یعنی نوترونی را که سرعت آن (تقریباً) با سرعت نور برابری می کند با روش‌هایی مانند استفاده از آبهای سنگین یا سبک کاهش سرعت پیدا کند تا بعد از ناپایدار شدن هسته اتم، اتم تجزیه شود.
تولید برق با انرژی هسته ای نیاز به غنی سازی اورانیوم دارد اساس کار نیروگاه های اتمی و نیروگاه بخار تقریبا شبیه هم است. در نیروگاه اتمی به جای بویلر (دیگ بخار) از راکتور استفاده می شود. در نیروگاه هسته ای، هستۀ اتم تغییر ماهیت داده و از خود انرژی تولید می کند. در راکتور آب به وسیلۀ انرژی حاصل از واکنش های هسته ای گرم شده و بخار می شود و این بخار، توربین را به حرکت در آورده و الکتریسیته تولید می کند. (در اورانیوم پس از تجزیه عناصر باریم و کریپتون. ۲ یا ۳ عدد نوترون پس داده می‌شود) زمانی که قصد داریم از بمباران اورانیوم با نوترون آن را به رادیم تبدیل کنیم؛ که به اتم بسیار کوچک تری دست یافته‌است. در تمام واکنش هسته ای که تا آن شناخته شده ؛ تنها ذرات کوچک از هسته جدا می شوند اما فراوردهٔ این بمباران نوترونی باریم است و جرم هر اتم اورانیم هنگام تبدیل شدن به ذرات کوچک‌تر به اندازهٔ یک پنجم جرم یک پروتون کاهش می یابد که پس از برخورد یک نوترون به ایزوتوپ اورانیوم-۲۳۶ تبدیل شده و به سرعت متلاشی شده و پرتوهای رادیو اکتیو از خود ساطع می‌کند. سپس به دو عنصر باریم-۱۴۱ و کریپتون-۹۲ باریم-۱۴۱ به لانتان-۱۴۱ واپاشی می شود و لانتان-۱۴۱ سریم-۱۴۱ و به پرازئودیمیم-۱۴۱ تقسیم شده و به پایداری می رسد و کریپتون-۹۲ به روبیدیم-۹۲ واپاشی شده و روبیدیم-۹۲ به استرانسیم-۹۲ و استرانسیم به ایتریم-۹۲ و ایتریم به زیرکونیم-۹۲ می رسد و پایدار می شود.
در ضمن ۲/۵ عدد نوترون دیگر آزاد می کند که هر یک موجب شکافت یک هستهٔ اورانیوم دیگر می شوند و این واکنش زنجیره ای مرتب ادامه پیدا می کند.در برق هسته ای واکنش زنجیره ای بدون کنترل ادامه می یابد تا بیش‌ترین انرژی ممکن در لحظه تولید شود. طی این واکنش زنجیره ای که در طی چند میلیونیم ثانیه رخ می دهد تعداد رویداد شکافت هسته ای به سرعت افزایش می یابد. در راکتور های هسته ای سرعت نوترون ها را با استفاده از مواد کند کننده کاهش می دهند تا واکنش زنجیره‌ای کنترل شود. شکافت هسته ای یا فیژن (Nuclear fission) فرایندی است که در آن یک اتم سنگین مانند اورانیوم به دو اتم سبکتر تبدیل می شود. وقتی هسته ای با عدد اتمی زیاد شکافته شود، بر پایه این فرمول ، مقداری از جرم آن به انرژی تبدیل می شود.
نتیجه گیری :
از این انرژی در تولید برق (در نیروگاه هسته ای) یا تخریب ( هسته ای) استفاده می شود.فرایند شکافت هسته ای برای ایجاد شکافت هسته ای نیاز به بمباران نوترونی است؛ یعنی نوترونی را که سرعت آن (تقریباً) با سرعت نور برابری می کند با روش‌هایی مانند استفاده از آبهای سنگین یا سبک کاهش سرعت پیدا کند تا بعد از ناپایدار شدن هسته اتم، اتم تجزیه شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک