(برقِ هسته ای)
بازطراحی رآکتور برقِ هسته ای بر مبنای غنی‌سازی با گاز هِگزافلوراید اورانیوم یا UF6
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: کیک زرد عموماً برای تهیه سوخت رآکتور هسته‌ای به کار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از پردازش هایی به UO۲ تبدیل و برای استفاده در میله های سوختی به کار برده می شود.این ماده همچنین می تواند برای غنی سازی به گاز هگزافلوراید اورانیوم یا UF6 تبدیل شود، چون در این صورت می توان چگالی ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۵ را در آن افزایش داد.
این عمل برای به دست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می‌شود، ماده حاصل شده در این مرحله قهوه‌ای یا سیاه است و زرد نیست، سپس این محصول به دست آمده را خشک و فیلتر می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به «کیک زرد» معروف است.امروزه روش های جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آن‌ها بیش از آن که زرد باشد؛ به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده به دست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر بستگی دارد.نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روش های خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده به دست آمده، زرد رنگ بود.
واحد های هسته ای قدرت که با آب سبک کار می کنند معمولا با ۲ تا ۵ درصد اورانیوم ۲۳۵ مشغول به بهره برداری می باشند. در یک راکتور معمولا ۳ غنای مقاومت برای یکسان نمودن شار نوترون و نیز تولید حرارت و انرژی یکنواخت، بطور همزمان استفاده خواهد گردید. بطوریکه در هنگام سوخت گذاری در حین کارکرد راکتور، سوخت با غنای بیشتر در طرف بیرونی مجموعه های سوخت قلب راکتور قرار می گیرد و پس از حدود ۱۲ تا ۱۸ ماه، سوخت گیری بعدی انجام شده و با قرار دادن اورانیوم تازه مجموعة مصرف شده را از مرکز قلب راکتور خارج نموده و سوخت جدید از محیط بیرونی به وسط و سوخت با غنای متوسط جای سوخت با غنای کمتر را اشغال خواهد نمود. در طیّ هر شکافت حرارتی ۴۳/۲ نوترون ایجاد خواهد شد که اگر یکی از این نوترون ها برای شکافت بعدی به کار برده شود ۴۳/۱ نوترون باقی می ماند که باید در راکتور های هسته ای از محیط حذف شود. اما نکته ای که حائز اهمیت است این می باشد که نوترون های تولید شده در اثر شکافت هسته ای، دارای انرژی متفاوتی بوده و متوسط انرژی آن‌ها Mev ۲ (۲ مگا الکترون ولت [هر الکترون ولت معادل ۱۹-۱۰×۶/۱ ژول انرژی]) است حال آن که اورانیوم ۲۳۵ با نوترون هایی واکنش می دهد که انرژی آن ها بسیار پایین تر از این مقدار یعنی حدود ۲۵ هزارم الکترون ولت و سرعت آن‌ها ۲۲۰۰ متر بر ثانیه باشد و از آن جایی که سوخت عمده راکتور های هسته ای از نوع اورانیوم است، بنابراین باید انرژی نوترون ها کاهش پیدا نماید.
نکته:
کیک زرد عموماً برای تهیه سوخت رآکتور هسته ای به کار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از پردازش هایی به UO۲ تبدیل و برای استفاده در میله های سوختی به کار برده می شود.این ماده همچنین می تواند برای غنی سازی به گاز هگزافلوراید اورانیوم یا UF6 تبدیل شود، چون در این صورت می توان چگالی ایزوتوپ های اورانیوم ۲۳۵ را در آن افزایش داد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک