مباحثی پیرامون انرژی هسته ای

به رغم بحث های فراوان درباره برنامه های اتمی ایران، هنوز به بسیاری از پرسش های افکار عمومی، به ویژه از لحاظ علمی پاسخ روشنی داده نشده است. مثلا اورانیوم چیست؟ چگونه غنی می شود؟ در کجا به مصرف تولید برق می رسد و چگونه برای ساختن بمب اتمی آماده می شود؟
حال به بررسی تعدادی از واژگان پرکاربرد در انرژی هسته ای می پردازیم.
● اورانیوم چیست؟
نخستین واژه ای که در بحث برنامه های اتمی به کار برده می شود، اورانیوم است.
اورانیوم سنگین ترین عنصر موجود در طبیعت است. در مرکز این عنصر ۹۲ پروتون با بار مثبت و ۱۴۳ نوترون وجود دارد. یکی از مهمترین خواص اورانیوم آن است که به سرعت تجزیه و تبدیل به عناصر دیگر می شود. اما اگر عناصر تجزیه شده را وزن کنیم، می بینیم که وزن مجموع آن ها از وزن اولیه کمتر است. این تفاوت وزن، ناشی از تولید جرمی است که بر اساس فرمول معروف اینشتاین انرژی عظیمی تولید می کند که انرژی هسته ای است.
غنی سازی اورانیوم
غنی سازی اورانیوم اصطلاح رایج دیگری است که از آغاز به راه افتادن بحث برنامه اتمی بر سر زبان ها جاری است. می خواهیم بدانیم اورانیوم اصولا چگونه غنی می شود.
برای استفاده از اجرام انرژی زا، باید اورانیوم تجزیه شود. اورانیومی که به خوبی تجزیه می شود، اورانیوم ۲۳۵ است. اما از هر هزار واحد اورانیوم موجود در طبیعت تنها هفت واحد اورانیوم ۲۳۵ است. به این دلیل است که ما باید بتوانیم اورانیوم را غنی کنیم، یعنی درصد خلوص آن را به وسیله دستگاه های غنی کننده افزایش بدهیم. یکی از متدهای رایج برای غنی سازی استفاده از سانتریفوژها است.
● سانتریفوژ چیست؟
سانتریفوژ چیست و چگونه عمل می کند؟
سانتریفوژ دستگاه استوانه ای شکلی است که درست مثل توربین هواپیما پره هائی در وسط آن وجود دارد. این پره ها در هر دقیقه بیش از صدهزار چرخش دارند. در نتیجه این چرخش، اورانیوم سنگین روی دیواره آخری سانتریفوژ قرار می گیرد و اورانیوم ۲۳۵ در کنار آن می نشیند. باید هزاران سانتریفوژ در کنار هم قرار بگیرند تا ما بتوانیم با کمک مجموعه آن ها اورانیوم را غنی کنیم. یعنی با یک یا چند سانتریفوژ نمی توان اورانیوم را غنی کرد.
تفاوت رآکتورهای آب سبک و سنگین
در باره رآکتور آب سنگین اراک، بسیار شنیده ایم. همچنین می دانیم که در کنار رآکتورهای آب سنگین، رآکتورهای آب سبک هم وجود دارند.
رآکتورهای آب سبک با آب معمولی کار می کنند. هیدروژن آب معمولی از یک پروتون تشکیل شده است، اما در هیدروژن آب سنگین یک پروتون و یک نوترون وجود دارد. برای استفاده از رآکتورهای آب سبک، به اورانیوم غنی شده نیاز داریم، اما در رآکتور آب سنگین از اورانیوم معمولی می شود استفاده کرد. به این ترتیب، در عمل استفاده از رآکتور آب سنگین، ، نتیجه ای شبیه همان غنی سازی اورانیوم را خواهد داشت.
● پلوتونیوم چیست؟
پلوتونیوم در طبیعت وجود ندارد، اما اگر ما یک نیروگاه برق اتمی را به کار بیاندازیم و سی روز پس از آغاز کار آن سوختش را بیرون بیاوریم، می توانیم مقدار زیادی پلوتونیوم ۲۳۹ از آن جدا کنیم و این پلوتونیوم آنقدر غنی است که می توان مستقیما از آن بمب اتمی درست کرد.

منبع : شهر سی دی