(برقِ هسته ای)
برقِ هسته ای _ میله های فرمان راکتور هسته ای از جنس کادمیوم یا بور (باز طراحی راکتور برقِ هسته ای)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: میله های فرمان راکتور هسته ای از جنس کادمیوم یا بور هستند و وظیفۀ آن ها جذب نوترون های اضافی است تا شکافت هسته های بعدی در کنترل باشد. به عبارت دیگر در مواقع لزوم، واکنش زنجیره ای را کاهش می دهند. در بعضی موارد برای استفاده از نوترون های آزاد شده در اثر شکافت، میله های کنترل از مادۀ بور ساخته می شود. مادۀ بارور، ماده ای است که در اثر جذب نوترون و فروپاشی به نمونه های قابل شکافت تبدیل می شود.
از میله های فرمان برای خاموش کردن راکتور هم استفاده می شود . این عمل با وارد کردن میله های قابل کنترل تا انتهای هسته ی راکتور صورت می گیرد. در مواقع اضطراری و بروز خطر هم، این میله ها به صورت اتوماتیک و خیلی سریع تا انتهای هستۀ راکتور نفوذ می کنند. با جذب نوترون ها باعث توقف واکنش زنجیره ای و خاموش شدن راکتور می شوند.
نیروگاه اتمی در صورتی که کنترل نشود مانند بمب منفجر نخواهد شد. چون در بمب های هسته ای واکنش زنجیره ای به طور مداوم انجام می شود، اما در راکتور اگر کنترلی صورت نگیرد حرارت بالا می رود و اورانیوم موجود در راکتور که از نوع ۲۳۸ می باشد، مانع از افزایش واکنش زنجیره ای می شود. همچنین حرارت زیاد سبب افزایش سرعت نوترون ها می شود که نوترون ها با سرعت بالا در واکنش شرکت نمی کنند و همچنین باریم و کریپتون، نوترون ها را جذب می کنند.اما حرارت بالا سبب ذوب شدن راکتور و لوله های خنک کننده می شود که این عمل باعث بروز مشکلات زیادی روی جان و مال بشر می شود که این پیامدها هم کمتر از مشکلات بمب های هسته ای نیست. علت این که در معادن اورانیوم انفجار رخ نمی دهد این است که در معادن، اورانیوم ۲۳۵ مقدارش خیلی کم و احتمال برخورد نوترون به اورانیوم ۲۳۵ کم است و به همین دلیل انفجار روی نمی دهد.
تولید برق با انرژی هسته ای و نیاز به غنی سازی ایزوتوپ های اُورانیوم۲۳۵
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.
ایزوتوپ: ایزوتوپ های یک عنصر، خود عناصری هستند که دارای عدد اتمی یکسانند ولی عدد جرمی متفاوت دارند. این ایزوتوپ ها به دلیل داشتن عدد اتمی یکسان دارای خواص شیمیایی یکسان هستند.
نتیجه گیری :
میله های فرمان راکتور هسته ای از جنس کادمیوم یا بور هستند و وظیفۀ آن ها جذب نوترون های اضافی است تا شکافت هسته های بعدی در کنترل باشد. به عبارت دیگر در مواقع لزوم، واکنش زنجیره ای را کاهش می دهند. در بعضی موارد برای استفاده از نوترون های آزاد شده در اثر شکافت، میله های کنترل از مادۀ بور ساخته می شود. مادۀ بارور، ماده ای است که در اثر جذب نوترون و فروپاشی به نمونه های قابل شکافت تبدیل می شود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک