مقدمه :
در حال حاضر انرژی اتمی یکی از مهمترین منابع انرژی بسیاری از کشورهای جهان است . با وجود این ، تا سالهای اخیر اکثر مردم دربارهی آن بی اطلاع بودند .
در اواخر جنگ جهانی دوم ، زمانی که دو بمب اتمی بر روی شهرهای ناکازاکی و هیروشیما در ژاپن انداخته شد ، برای اولین بار مردم پی به قدرت انرژی اتمی بردند . از آن زمان تا به امروز از انرژی اتمی فقط به منظور تولید نیرو استفاده شده است ، هر چند که سلاحهای اتمی متعددی در جهان وجود دارند .
جمعیت جهان با سرعت رو به افزایش است و مردم نیز مایلند سطح زندگیشان بهتر شود و توقعشان بیشتر شده است . این دو عامل دلیل نیاز روز افزون انرژی است .
قدرت اتم
هرگاه هسته ی متراکم اتمی شکافته شود ، انرژی هسته ای تولید
می شود .این فرآیند شکافت اتم نامیده می شود .
هسته اتم از دونوع ذره به نام های پروتون و نوترون تشکیل شده است ؛ این ذرات خیلی محکم به یکدیگر چسبیده اند. شکستن هسته ی اتم بسیار مشکل است ، هرچند هسته های بزرگتر راحت تر شکافته می شوند . وقتی هسته ی یک اتم شکسته می شود سه پدیده به وقوع می پیوندد :
هسته های عناصر مختلفی با هسته های کوچکتر تشکیل می شوند ؛ ذرات اتمی آزاد می شوند ، و انرژی تولید می شود .
فرآیند دیگری هم وجود دارد که به آن همجوشی هسته ای می گویند که در این فرآیند هستهی دو اتم به یکدیگر پیوند می خورند . در عمل همجوشی هسته ای نیز انرژی آزاد می شود . اما دانشمندان هنوز از آن در نیروگاههای برق استفاده نمی کنند ، تا اینکه روش مناسبی برای مهار کردن این انرژی پیدا کنند .
واکنش های کنترل شده و کنترل نشده
هسته هنگامی شکافته می شود که : یک نوترون آزاد از ماده ی رادیواکتیو جذب آن شود . هسته ای که توسط یک نوترون شکافته شده است، نوترون های فراوانی تولید می کند . هر یک از این نوترونها توسط هسته های بیشتری جذب شده و به این ترتیب تعداد نوترون های بیشتری آزاد می شود . این فرایندبه صورت یک واکنش زنجیره ای همچنان ادامه پیدا می کند . در یک واکنش کنترل نشده اکثر نوترون های جدید با هسته های دیکر برخورد
می کنند واتم های بیشتری شکافته می شوند و مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می شود و این فرآیند همان چیزی است که در انفجار یک بمب اتمی روی می دهد .
بمب اتم
بمب اتم یک واکنش هسته ای کنترل نشده است ، برای اینکه نوترونها سریع حرکت می کنند و هسته ها خیلی سریع می شکنند و مقدار زیادی انرژی در کمتر از یک ثانیه آزاد می شود .
17 صفحه فایل ورد قابل ویرایش
سوختهای هسته ای
تنها ، اتم های عناصر خاصی دارای هسته هایی هستند که وقتی شکافته می شوند قابلیت پخش نوترون را دارند . بنابراین فقط می توان این عناصر را برای ایجاد واکنش هسته ای به کار برد ، این عناصر به مواد قابل شکافت موسومند .
تنها عنصر قابل شکافت طبیعی ، یک نوع خاص از اورانیوم است ، که ایزوتوپ آن اورانیوم 23500 است . ایزوتوپها اشکال مختلف یک عنصرند که تفاوت آنها در تعداد نوترونهای موجود در هسته شان می باشد . اورانیوم یک فلز براق سنگین است که در میان عناصر طبیعی ، سنگین ترین وزن اتمی را داراست . فقط اورانیوم استخراج شده حاوی اورانیوم 23500 و باقی ایزوتوپ اورانیوم 23800 است .
یک کیلوگرم اورانیوم 235 به اندازه ی سه میلیون زغال سنگ انرژی تولید می کند . سایر سوخت های هسته ای در اثر فعل و انفعالاتی که بر روی اورانیوم انجام می گیرد قابل تهیه می باشد .
