المفاعلات النووية

عند قذف ذرة يورانيوم ٢٣٥ بنيوترون بطاقة محددة يستطيع هذا النيوترون (نظرا لتعادله كهربيا) أن يخترق الذرة إلى النواة فيصطدم بها ويشطرها إلى جزئين رئيسيين وعدد من الأجزاء الصغيرة. المشعة وينتج عن هذا الانشطار عدداً من النيوترونات الإضافية كما في الشكل(١) .

وإذا لم تمتص النيوترونات الناتجة تصطدم بدورها بأنوية ذرات جديدة وتشطرها منتجة طاقة أكبر وعدد إضافي من النيوترونات وينشأ تفاعل متسلسل يتضاعف فيه عدد الأنوية المنشطرة على شكل متسلسلة هندسية كما في الشكل (٢). وهذا هو مايحصل في القنبلة النووية الإنشطارية .

أما في المفاعلات النووية فيتم هذا التفاعل الانشطاري نفسه مع السيطرة التامة على سرعة التفاعل بجيث يكون بطيئا حتى لا يحصل انفجار نووي . ولكنه سريع بما فيه الكفاية لإنتاج كمية من الطاقة الحرارية تحول الماء إلى بخار تحت ضغط عال جدا قد يبلغ ٣٠٠ ضغط جوي يحرك عنفات (توربينات) مولد كهربائي كما في الشكل (٣). وتتم السيطرة على سرعة التفاعل بالسيطرة على عدد النيوترونات فكلما زادت عدد النيوترونات زادت سرعة التفاعل .

ويعد هذا النوع من الطاقة النووية الإنشطارية ضمن الطاقات المتجددة بعد تطوير مفاعلات لإستولاد  Breeder reactors . وقد طور هذا النوع من المفاعلات :

شكل (1) انشطار نواة يورانيوم ٢٣٥

شكل (2) إنشطاراليورانيوم ٢٣٥ في القنبلة النووية

شكل (٣) مخطط توضيحي لمشروع توليد القوى النووية باستخدام مفاعل الماء المضغوط

ليواجه النقص الواضح في اليورانيوم ٢٣٥. والفكرة الأساسية فيه هي إنتاج نظائر قابلة للإنشطار من اليورانيوم ٢٣٨ الذي يمتص نيوترونا مكونا يورانيوم ٢٣٩.

يتحلل اليورانيوم ٢٣٩ بسرعة مكونا بلوتونيوم ٢٣٩ وهو عنصر قابل للإنشطار مثل اليورانيوم ٢٣٥ .

إن هذا النوع من المفاعلات قادر على إنتاج وقوداً أكثر مما يستهلك.