نیروگاه هسته‌ای، منبعی از انرژی پاک

اگرچه بیش از یک قرن است که ساخت نیروگاه‌های هسته‌ای برای تولید جریان برق مورد توجه بسیاری از کشورها در سطح دنیا بوده، اما حقیقت این است که با در نظر گرفتن این که انجام واکنش‌های هسته‌ای می‌تواند تهدیدی جدی علیه سلامت انسان‌ها و محیط زندگی آنها باشد و پسماندهای سمی از خود بر جای گذارد، استفاده از این روش در بسیاری از کشورها با نگرانی‌هایی نیز همراه بوده، اما جالب است بدانید که به رغم محدودیت‌های موجود سالانه بیش از 370 هزار مگاوات انرژی در نیروگاه‌های هسته‌ای در سراسر دنیا تولید می‌شود. تا امروز حدود 436 نیروگاه‌ هسته‌ای در دنیا موردبهره‌برداری قرار گرفته و بیش از 30 نیروگاه دیگر نیز در مراحل مختلف ساخت و راه‌اندازی است. هسته برخی از اتم‌ها مانند اورانیوم 235 بر اثر بمباران‌های نوترونی درهم شکسته و به این ترتیب مقادیر قابل توجهی از انرژی آزاد می‌شود. این در حالی است که نوترون‌های جدید هسته دیگر اتم‌های اورانیوم موجود را هدف قرار داده و به این ترتیب واکنش‌های زنجیره‌ای مولد انرژی شکل خواهد گرفت. هدف از انجام واکنش‌هایی که از آنها به عنوان شکافت هسته‌ای نام برده می‌شود، این است که بتوانیم بخار آب بسیار داغی را برای به حرکت در آوردن توربین‌ها و ژنراتورهای الکتریکی تولید کنیم. افزایش دمای بخار آب تنها از طریق انرژی هسته‌ای تولید شده یک رآکتور هسته‌ای امکان‌پذیر است. در اولین مرحله از تولید انرژی در یک نیروگاه هسته‌ای جریان آبی که فشار آن تنظیم شده است وارد هسته رآکتور می‌شود. این در حالی است که همزمان واکنش‌هایی در هسته رآکتور انجام می‌شود که موجب افزایش دمای هوا در این بخش از رآکتور می‌گردد. به این ترتیب جریان آب ورودی تحت تاثیر دمای بسیار بالا در این قسمت به بخار تبدیل می‌شود. بخار آب حاصل وارد قسمتی از رآکتور به نام بخش تبادل می‌شود. بخار آب، دمای آب موجود در این قسمت را افزایش داده و آن را هم به بخار تبدیل می‌کند. در مرحله بعد بخار آب وارد توربین‌ها شده و آنها را به حرکت در می‌آورد. توربین‌ها نیز موجب به حرکت در آوردن ژنراتور می‌شوند که مولد جریان الکتریکی است. پس از آن بخار آب که از مراحل مختلف تولید انرژی عبور کرده است متراکم شده و تبدیل به آب می‌شود که مجددا به هسته رآکتور بازمی‌گردد. در آخرین مرحله و پیش از انتقال جریان برق، شدت جریان تولید شده از طریق ترانسفورماتور که برق ضعیف را به برق قوی تبدیل می‌کند، افزایش خواهد یافت. سوخت رادیواکتیو وارد هسته رآکتور شده و انرژی مورد نیاز برای انجام مراحل مختلف تولید انرژی را از طریق واکنش‌های هسته‌ای تامین می‌کند.