گفت‌وگوی علمی

افشین رشید

تولید برق با انرژی هسته‌ای در نیروگاه‌های هسته‌ای به اورانیوم غنی‌شده نیاز دارد. نوع اورانیومی که در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود معمولاً اورانیوم-۲۳۵ (U-235) است. این ایزوتوپ خاص از اورانیوم، توانایی انجام شکافت هسته‌ای را دارد، اما در طبیعت مقدار آن بسیار کم است (~0.7٪ در اورانیوم طبیعی)، بنابراین باید غنی‌سازی شود. درصد غنی‌سازی موردنیاز برای تولید برق چقدر است؟ ️ نیروگاه‌های هسته‌ای معمولی که از راکتورهای آب سبک (LWR) استفاده می‌کنند، به اورانیوم با غنای ۳ تا ۵ درصد نیاز دارند. برخی راکتورهای پیشرفته‌تر و راکتورهای آب سنگین (مانند راکتورهای CANDU) می‌توانند از اورانیوم طبیعی (۰.۷٪ U-235) بدون نیاز به غنی‌سازی استفاده کنند. راکتورهای نسل جدید یا راکتورهای مدولار کوچک (SMR) ممکن است از سوخت با غنی‌سازی بالاتر (حدود ۵ تا ۲۰ درصد) استفاده کنند که به آن سوخت با غنای پایین اما پیشرفته (HALEU) گفته می‌شود. چرا نیروگاه‌های هسته‌ای به اورانیوم غنی‌شده نیاز دارند؟ در اورانیوم طبیعی، فقط ۰.۷٪ آن U-235 است که برای حفظ واکنش زنجیره‌ای پایدار کافی نیست. غنی‌سازی به معنای افزایش درصد U-235 نسبت به U-238 است تا بهره‌وری راکتور بالا برود و بتواند حرارت کافی برای تولید بخار و درنتیجه تولید برق ایجاد کند. مقایسه با کاربردهای دیگر اورانیوم غنی‌شده ️ کاربرد درصد غنی‌سازی U-235 اورانیوم طبیعی ~0.7٪ نیروگاه هسته‌ای (LWR) ۳ تا ۵٪ راکتورهای تحقیقاتی ۵ تا ۲۰٪ زیردریایی‌ها و ناوهای هسته‌ای ۲۰ تا ۹۰٪ تسلیحات هسته‌ای ۹۰٪ به بالا نتیجه‌گیری برای تولید برق در نیروگاه‌های هسته‌ای معمولی، به اورانیوم غنی‌شده ۳ تا ۵ درصدی نیاز است. این مقدار برای حفظ واکنش زنجیره‌ای کنترل‌شده کافی است، درحالی‌که اورانیوم با غنای بالاتر بیشتر در کاربردهای نظامی و تحقیقاتی استفاده می‌شود. ️

برای ارسال پاسخ شوید.