يُتوقع أن تصبح الطاقة النووية أهم مصدر من مصادر الطاقة في العالم في الإضاءة والتسخين وتشغيل المصانع وتسيير السفن وغير ذلك من الاستخدامات التي لا حصر لها. من ناحية أخرى، يخاف بعض الناس الطاقة النووية لأنها تستخدم أيضاً في صنع القنابل والأسلحة الفتاكة. كما أن بعض نواتج عملية الانشطار سامة للغاية.
ماهي الطاقة النووية:
الطاقة النووية أو الطاقة الذرية هي الطاقة التي تتحرر عندما تتحول ذرات عنصر كيمائي إلى ذرات عنصر أخر، (الذرات هي اصغر الجسيمات التي يمكن أن يتفتت إليها أي شيء)
وتعدُّ مادة اليورانيوم 235 هي الوقود الرئيس المستخدم في المفاعلات النووية، كما يمكن استخدام البلوتونيوم 239، ويحدث الانشطار النووي لذرات اليورانيوم بإطلاق النيوترونات عليها، وعندما تنشطر النواة إلى شطرين، تطلق كمية هائلة من الطاقة، كما أنها تحرر نيوترونين أو ثلاثة تتصادم هذه النيوترونات مع ذرات أخرى ويحدث الانشطار نفسه في كل مرة، وهو ما يسمى بالتفاعل المتسلسل. ويمكن أن تحدث في جزء من المليون من الثانية، ملايين الملايين من الانشطارات. وهذا ما يحدث عندما تنفجر قنبلة ذرية. وعندما تنتج الطاقة النووية للأغراض السلمية العادية فانه يلزم إبطاء التفاعل المتسلسل. ولإنتاج الطاقة للأغراض العادية تحدث الانشطارات في آلة تسمى المفاعل النووي أو الفرن الذري. ويتم التحكم في سرعة الانشطارات بطرق مختلفة إحداها هي استخدام “قضبان التحكم” التي تُقصي بعض النيوترونات بعيداً عن التفاعل. كما يتم استخدام نظام تبريد مائي للتخلص من الحرارة المفرطة التي تنتج أثناء العملية، ويستخدم البخار الذي تم توليده لتدوير العنفات التي تولد الطاقة الكهربائية.
المفاعل النووي: أنواعه ومكوناته:
أنواعه:
ـ مفاعلات للبحث: تُستخدَم لإجراء الأبحاث العلمية، وإنتاج النظائر لأهداف طبية وصناعية، وهي لا تستخدم لإنتاج الطاقة. يُوجد في العالم (284) مفاعلاً نوويًّا للأبحاث في (56) بلدا.
ـ مفاعلات الطاقة: يتم استخدامها لتوليد الطاقة الكهربائية.
وتستخدم المفاعلات النووية أيضا كمصانع لإنتاج الأسلحة في البلدان التي تمتلك برامج حرب نووية؛ فيمكن استخدام المفاعلات النووية السلمية لإنتاج الأسلحة النووية وإجراء الأبحاث المتعلقة بها.
تعدُّ أستراليا، وكازاخستان، وكندا، وجنوب إفريقيا، والبرازيل، وناميبيا من أكبر الدول المصدرة لليورانيوم وتباع عادة بسعر يتراوح بين 80 - 100 دولار للكيلوغرام الواحد وبعد الحصول عليه يتم طحنه وتحويله إلى ما يسمى بالكعكة الصفراء التي يتم تحويلها فيما بعد إلى “هيكسافلورايد اليورانيوم uranium hexafluoride”، وتتم بعد ذلك عملية تخصيبه.
مكوناته:
يتكون أي مفاعل نووي من الأجزاء الآتية:
1- مركز المفاعل: وهو الجزء الذي يتم فيه سلسلة عمليات الانشطار النووي.
2- السائل المتحكم في حرارة المركز: يستعمل الماء عادة للتحكم في سرعة عمليات الانشطار النووي، وكواقٍ من الإشعاع المنبعث من العملية.
3- حاويات تحيط بمركز المفاعل والسائل المتحكم في حرارة المركز لمنع تسرب الإشعاعات الناتجة من الانشطار النووي.
4- محولات حرارية: للتحكم في حرارة السائل المتحكم في حرارة المركز.
5- مولد كهربائي عملاق.
استخدامات الطاقة النووية:
بات واضحاً اليوم أن استخدام الطاقة النووية دخلت معظم المجالات، ومنها:
في المجال الطبي:
ما زال كثير من الناس يعتقدون أن الهدف الأساسي من استخدام النظائر المشعة في المجالات الطبية يقتصر على علاج المرض الخبيث (الأورام السرطانية). ولكن الواقع شيء آخر ويتضح ذلك من الاحصائية الآتية:
حوالي 5 % من مجموع النظائر المشعة على الأكثر تستخدم في علاج الأورام السرطانية. كذلك حوالي 15 % من المجموع يستخدم في علاج بعض الأمراض الأخرى أو الوقاية من هذه الأمراض. أما بالنسبة للبقية الباقية من مجموع النظائر المشعة ومقدارها 80 % فهي تستخدم لأغراض التشخيص الطبي وعلى سبيل المثال لا الحصر يمكن دراسة وتشخيص الحالة التي تكون عليها حالة الغدة الدرقية من نشاط وخمول وذلك باستخدام اليود المشع إذ أن معدل امتصاص الغدة الدرقية لعنصر اليود المشع يتوقف على قدرتها في أداء وظيفتها لجسم الإنسان على أكمل وجه فضلاً عن أن عدد كبير جداً من النظائر المشعة تستخدم في كثير من أغراض التشخيص الطبي الأخرى مثل الكالسيوم المشع. كما تمكن العلماء في المجال الطبي من تصنيع قلب يعمل بنظير البلوتونيوم ولكن هل لهذا القلب القدرة على تبادل العواطف إن هو زرع في جسم الإنسان ؟ الجواب يقينياً «لا»
في مجال التغذية:
يقصد بالتغذية: البروتينية (الناتجة عن الحيوان) أو الكربوهيدراتية (الناتجة عن النبات).
هذا ويعتبر العلماء العاملون في مجالات التغذية أن الذرة وأعني بذلك النظائر المشعة قد أمدت العالم بطريقة بالغة الأهمية إذ تحقق زيادة الإنتاج الحيواني والإنتاج النباتي على حد سواء وعليه بدأ إعلان الحرب النووية على الجوع وهذه حرب مطلوبة لأنها تساعد على رفاهية الإنسان كما ساهمت الذرة في تحسين سلالات المحاصيل الزراعية والحيوانية وساعدت أيضاً في عملية تعقيم اللحوم والخضروات وحفظهما من التلوث والتلف. ويعذُ حفظ الأغذية بطريقة تعريض المواد الغذائية لجرعة مناسبة من الإشعاعات النووية أحدث طريقة ابتكرها الإنسان وهي تختلف عن وسائل التعقيم الأخرى مثل التجفيف والتجميد والبسترة التقليدية والتعليب والتبريد ... الخ.
كذلك أمكن حفظ كميات هائلة من الأغذية التي كانت تفقد نتيجة تعرضها للأوبئة والميكروبات المختلفة التي تفسدها . إذ أن حوالي 35% من المحصول الغذائي العالمي كان يفقد ولا يستفاد منه مطلقاً وذلك قبل استغلال الذرة في حفظ هذه الكميات الهائلة وليس هذا فحسب بل أمكن زيادة المحصول الغذائي وبطبيعة الحال فإن هناك بعض الأغذية قد لا تصلح فيها استخدام طريقة المعالجة الحديثة (التشعيع) وهذا يوحي بضرورة الإبقاء على الطرق التقليدية للحالات التي لا يمكن استخدام الاشعاعات النووية فيها كما أن بعض النظائر المشعة تأثيراً على نمو بعض النباتات ومن هذه النظائر الفوسفور الذي يتسبب في إعاقة نمو النبات .
هذا مثل لإستغلال نواتج الإشعاعات النووية في سبيل التعايش السلمي إذ أن تفاصيل استخدامات الاشعاعات النووية في مجالات التغذية واسع طويل جداً . ومجمل القول هو أن البحوث المتعلقة بمعالجة المواد الغذائية نباتية كانت أم حيوانية بطريقة التشعيع النووي قد أثبت جدواها ونجاحها المطلق بالإضافة إلى إمكانيات القضاء على الطفيليات وجراثيم التسمم الغذائي والميكروبات المرضية الأخرى مع المحافظة على القيمة الغذائية الموجودة في الغذاء النباتي أو الغذاء الحيواني على السواء .
في المجال الصناعي:
تساعد الطاقة النووية الانشطارية ونواتجها من إشعاعات وجسيمات نووية، في زيادة الإنتاج الصناعي الذي يحتاج الطاقة الحرارية التي بدورها تنتج الطاقة الكهربائية، كما يساعد على تطوير الإنتاج الصناعي بالتغلب على مشاكل التطوير وعيوب التصنيع على حد سواء وغير ذلك من مشاكل.
1 ـ الجودة الصناعية: تستخدم النظائر المشعة في الأعمال التجارية للتأكد من جودة السلع والأدوات المتداولة يومياً، فضلاً عن استخدامها في صناعة السبائك لمعرفة جودتها.
2 ـ التعرف على العيوب الصناعية: فمثلاً تستخدم الذرة لكشف التسرب الذي قد يحدث في الأنابيب الموضوعة في باطن الأرض أو في داخل جدران المباني للقيام بأعمال مختلفة ففي المملكة العربية السعودية يمتد خط أنابيب طويل جداً لنقل خام البترول ومشتقاته من أبقيق في المملكة إلى صيدا في لبنان وتجرى المحافظة عليه باستخدام النظائر المشعة التي تخرج مع خام البترول بقصد إرشاد المسؤولين عن موضع ومكان التسرب وتحديده بالضبط .
3 ـ القياسات الدقيقة : تعدُّ الذرة وسيلة قياس دقيقة للغاية، فيمكننا تعيين مستوى السوائل داخل مستودعاتها (الصناعية أو الطبيعية). وتعدُّ النظائر المشعة وسيلة دقيقة جداً لقياس سمك الصفائح المعدنية الرقيقة والأوراق والانسجة وليس هذا فحسب بل تساعد على التعرف الفوري على أية اختلافات في سمك أية منطقة من مناطق تلك النواتج المستعملة صناعياً .
4 ـ مصادر الطاقة: يمكن استخدام النظائر المشعة كمصدر للطاقة (الضوئية) مباشرة أو بطريق غير مباشرة. فتستخدم، مثلاً، في الساعات كمصدر ضوئي وهذا استخدام مباشر وقد تستخدم في تصنيع البطاريات النووية لتحل محل البطاريات الكيميائية التقليدية، وتزن البطارية النووية الواحدة حوالي ثلاثة كيلو جرام ولها القدرة على إنتاج الطاقة الكهربائية على مدى خمس سنوات متواصلة وتبلغ الطاقة الكهربائية الصادرة عنها قدراً يعادل ما تعطيه لنا ثلاثة آلاف بطارية كيميائية تقليدية.
5 ـ عامل مساعد : نظراً لما تمتاز به الإشعاعات النووية من قدرة على اختراق المواد لمسافات كبيرة فقد استخدمت في الصناعة الكيميائية لتحل محل الوسيط العامل المساعد في صناعة البلاستيك لتكوين الجزيئات الطويلة جداً بطريقة البلمرة، بالإضافة إلى تنشيطها التفاعلات الكيميائية.
في المجال العلمي:
لقد أصبحت الذرات المشعة وكذلك النظائر المشعة بوجه عام وسيلة كشف فريدة من نوعها خاصة في مجالات البحث العلمي وفي مجالات العلوم البحتة على حد سواء.
ومن أمتع الحقول التي تعمل فيها الذرات المشعة (الطبيعية بوجه خاص) حقل الحفريات. إذ إن الذرات المشعة الطبيعية تحصى على الأموات من الأحياء جميعها (إنسان أو حيوان أو نبات) أعمارهم بعد مفارقتهم لحياتهم الدنيا كما تحصى عمر الأشياء القديمة. ويرجع الفضل في هذا الحقل إلى الله الذي سخر الطبيعة ذاتها لإتاحة الفرصة لذلك.
ويبدأ حساب عمر الأموات (كم مضى عليه من الوقت وهو ميت فيه) باستخلاص كمية من كربون ذلك الميت وذلك عن طريق عمليات كيميائية، ولدينا نوعين من الكربون هما:
أـ نوع خامل ليس له نشاط إشعاعي وزنه الذري (12).
ب ـ نوع آخر له القدرة على النشاط الإشعاعي إذ تنبعث منه إشعاعات على هيئة نبضات كهربائية وزنه الذري (14). وبعد الحصول على هذه الكمية من خليط الكربون تؤخذ منها عينة معلومة الوزن وتوضع أمام كشاف نووي، يعتمد عدد النبضات التي يسجلها الكشاف النووي على شدة الإشعاع الصادر من الكربون المشع وبناءً على ما نعمله من أن الكربون المشع يفقد نصف قدرته الإشعاعية بعد مضي (5550) سنة لذلك لا يكون لعدد صغير من السنوات تأثير يذكر على شدة الإشعاعات هذه. وهذا يقودنا إلى احتمال وجود خطأ يقدر بحوالي (75) سنة أكثر أو أقل. وبالقياس الدقيق لشدة الإشعاع المتبقي في العينة المأخوذة بالإضافة إلى استخدام بعض العمليات الحسابية البسيطة يمكن تعيين عمر ذلك المخلف (من الأموات) من العمليات الحسابية البسيطة من لحظة وفاة إلى اليوم الذي يتم فيه قياس شدة الإشعاع الصادر من المخلف.
فوائد الطاقة النووية:
الأرض لها موارد محدودة من النفط والفحم وهذه الموارد ستستخدم خلال 63-95 سنة حيث تقدر الكميات المؤكدة من احتياطي النفط بالعالم بحدود (1.4-2.1) ترليون برميل. الفترة أعلاه (63-95) سنة حسبت على أساس الاستهلاك الفعلي للنفط حاليا مع زيادة بحدود 1% -2% سنويا حيث متوسط الاستهلاك السنوي بحدود 80 مليون برميل نفط.
ـ إن كمية الوقود النووي المطلوبة لتوليد كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية هي أقل بكثير من كمية الفحم أو البترول اللازمة لتوليد نفس الكمية؛ فعلى سبيل المثال يقوم طن واحد من اليورانيوم بتوليد طاقة كهربائية أكبر من تلك التي يولدها استخدام ملايين براميل البترول أو ملايين أطنان الفحم. كما أنه لو تم الاعتماد على الطاقة الشمسية لتوليد معظم حاجة العالم من الطاقة لكانت كلفتها أكبر بكثير من كلفة الطاقة النووية.
ـ تنتج محطات الطاقة النووية جيدة التشغيل أقل كمية من النفايات بالمقارنة مع أي طريقة أخرى لتوليد الطاقة، فهي لا تطلق غازات ضارة في الهواء مثل غاز ثاني أكسيد الكربون أو أكسيد النتروجين أو ثاني أكسيد الكبريت التي تسبب الاحتباس الحراري والمطر الحمضي والضباب الدخاني.
ـ إن مصدر الوقود ـ اليورانيوم ـ متوفر بكثرة وبكثافة عالية وهو سهل الاستخراج والنقل، على حين أن مصادر الفحم والبترول محدودة. ومن الممكن أن تستمر المحطات النووية لإنتاج الطاقة في تزويدنا بالطاقة لفترة طويلة بعد قصور مصادر الفحم والبترول عن تلبية احتياجاتنا.
ـ تشغل المحطات النووية لتوليد الطاقة مساحات صغيرة نسبياً من الأرض بالمقارنة مع محطات التوليد التي تعتمد على الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح. فقد أكدت اللجنة التنظيمية للمفاعلات النووية على أننا بحاجة إلى حقل شمسي بمساحة تزيد عن 35 ألف فدّان لإنشاء محطة تدار بالطاقة الشمسية لتوليد طاقة تعادل ما تولده المحطة نووية بمقدار 1000 ميجاوات، كما أن مساحة الحقل المعرض للرياح اللازم لمحطة توليد تدار بالرياح لإنتاج نفس الكمية حوالي 150 ألف فدّان أو أكثر. في حين أن محطات التوليد النووية “ميلستون 2 و3” المقامة في ولاية كونيتيكت والتي تتمتع باستطاعة أكبر من 1900 ميجاوات تشغل مساحة 500 فدان ومصممة لتستوعب ثلاث محطات توليد”.
أضرار الطاقة النووية :
الولايات المتحدة وروسيا يمتلكان فقط 50.000 قنبلة نووية وهيدروجينية.
الانفجار النووي ينتج أشعة قاتلة تستطيع أن تؤدي بالإنسان إلى الوفاة مع الوقت وحتى التأثير على صيانته القامة . وهذا ما حدث عند استخدام قنبلة هيروشيما وقنبلة ناكازاكي في اليابان.
وكذلك عندما تعرضت بعض المفاعلات النووية إلى أعطال أدى إلى تسرب الوقود النووي كما حدث في chernoyle عام 1986 حيث تعرض مئات الألوف من الناس إلى الأشعة حيث توفى الكثيرين خلال أيام وإصابة الباقين بالسرطانات المختلفة.
المفاعلات النووية تنتج فضلات نووية تبقى مصادر للإشعاع لملايين السنين يجب التخلص منها ولا يمكن وضعها كأية نفايات أخرى بأي موقع بل يجب خزنها بأماكن خاصة حتى لا تؤثر على الناس.
الحوادث والكوارث النووية:
الجميع يعلم ما حل بمدينة هيروشيما ومدينة ناغازاكي خلال الحرب العالمية الثانية حيث انذهل العالم بحجم الخسائر المترتبة على استخدام الطاقة الذرية، وأيقظ هذا الاستخدام وعياً جديداً، وهو: إن سلاح واحد تحمله وسيلة نقل واحدة يمكنه إبادة معظم السكان وأن يدمر البنية الطبيعية لمنطقة أو مدينة بكاملها وزاد في تفا قم الخوف من الإشعاعات وهو القاتل غير المرئي الذي يضرب ضحاياه لا على الفور بل على امتداد الأيام والأشهر والسنين وحتى الأجيال التالية .
الطاقة في سورية:
توقع وزير النفط والثروة المعدنية في سورية ارتفاع معدلات الطلب على الطاقة بما لا يقل عن (4.5-5) بالمئة سنوياً وبالتالي ارتفاع الطلب على مصادر الطاقة الأولية والبالغ حالياً حوالي 24 مليون طن مكافئ نفط سيتضاعف في عام 2025 وسيبلغ ثلاثة أمثاله في عام 2030، مشيراً إلى أهمية البحث عن مصادر طاقة بديلة.
وقال: إن الحكومة أولت اهتماماً خاصاً بمشاريع الطاقة حيث بلغت الاستثمارات في هذا القطاع خلال الخطة الخمسية العاشرة حوالي 250 مليار ليرة سورية وبما يعادل حوالي 25 بالمئة من إجمالي الاستثمارات الحكومية في الخطة إضافة إلى ما يزيد على ثلاثة مليارات دولار استثمارات أجنبية مباشرة في قطاع النفط والغاز ما ساعد في التوسع في أعمال الاستكشاف والتنقيب. وأضاف: يمكن تغطية الطلب على الطاقة من مصادر هايدروكربونية والتوجه نحو الطاقة النووية كمصدر رئيسي من مصادر توليد الطاقة الكهربائية إضافة إلى الطاقة المتجددة، مشيراً إلى أن التحديات في قطاع الطاقة كبيرة والطلب يتزايد وهناك حاجة إلى استثمارات تصل قيمتها التقديرية إلى أكثر من 30 مليار يورو لغاية عام 2030 كبنية تحتية في قطاع الكهرباء عدا البنى التحتية المطلوبة في القطاعات الأخرى كما أن قيمة الوقود الذي يمكن استيراده إذا استمر النمو ومعدلاته بهذا الشكل ستصل ما بين 25 و30 مليار دولار سنوياً.
معلومات إضافية:
- أول مفاعل نووي قد شيّد في العام .1951
- عدد المفاعلات النووية بلغ 17 في العام 1960 ثم ارتفع إلى 90 في العام 1970 وواصل الارتفاع بعد ذلك حتى بلغ 263 في العام .1980
- يوجد حاليا 440 محطة قوى نووية في 31 بلداً.
- الطاقة النووية توفر بحلول العام 2000 نسبة 31 في المئة من مجموع الكهرباء المولدة في أوروبا الغربية و15 في المئة في أميركا الشمالية و2.8 في المئة في أميركا الجنوبية و2.4 في المئة في إفريقيا.
تزود الطاقة النووية دول العالم بأكثر من 16% من الطاقة الكهربائية؛ فهي تلبي ما يقرب من 35% من احتياجات دول الاتحاد الأوروبي. فرنسا وحدها تحصل على 77% من طاقتها الكهربائية من المفاعلات النووية، ومثلها ليتوانيا.
أما اليابان فتحصل على 30% من احتياجاتها من الكهرباء من الطاقة النووية، بينما بلجيكا وبلغاريا والمجر واليابان وسلوفاكيا وكوريا الجنوبية والسويد وسويسرا وسلوفينيا وأوكرانيا فتعتمد على الطاقة النووية لتزويد ثلث احتياجاتها من الطاقة على الأقل.
في حين أن أستراليا التي تمتاز بوفرة مصادرها من الفحم الحجري لا تمتلك محطات نووية لتوليد الطاقة، وإنما لديها محطة أبحاث فقط.
بارك الله فيكم و اعانكم على كل خير تعملونه و ان شاء الله كل مجهود يعود في ميزان حسناتكم
ردحذف