مزایای برق هسته‌ای

به گزارش گروه دانش و فناوری به نقل از جی اس ام ،سال‌هاست که آلودگی هوا و گرمایش زمین از سویی و نیاز فزاینده به انرژی از سوی دیگر بحث داغ مردم و رسانه‌هاست. هرچه جوامع پیشرفته‌تر و صنعتی‌تر می‌شوند، به انرژی بیشتری نیاز پیدا می‌کنند. سوخت‌های فسیلی همچنان در صنایع گرمایشی و خودروها سهم چشمگیری دارند. به‌علاوه، بسیاری از نیروگاه‌های دنیا هنوز با سوزاندن گاز طبیعی، زغال‌سنگ و نفت برق تولید می‌کنند. آن‌ها بخش قابل‌توجهی از برق موردنیاز جوامع را تامین می‌کنند اما درعوض، انبوهی از آلاینده‌ها را به جو زمین می‌فرستند. لذا گاهی به ازای هر لامپی که در خانه روشن می‌شود، مقداری گاز گلخانه‌ای هم در هوا منتشر می‌شود!

 عکسی از یک نیروگاه برق با سوخت زغال سنگ؛ نیروگاه‌های زغال سنگ از آلاینده‌ترین گزینه‌ها برای تولید برق هستند.

موتورسیکلت‌ها و خودروهای سبک و سنگین نیز از مهم‌ترین آلاینده‌ها‌ی محیط زیست هستند. اکثر خودروها در دنیا بنزین یا گازوییل می‌سوزانند. هر لیتر بنزین 3140 گرم و هر لیتر گازوئیل 3310 گرم دی‌اکسیدکربن تولید می‌کند. اگر چنین اعدادی را در تعداد خودروهایی که روزانه در راه‌ها تردد می‌کنند ضرب کنیم درمی‌یابیم که روزانه چه حجم عظیمی از گازهای آلاینده در هوا منتشر می‌شوند.

بشر پیوسته در پی راه‌کارهایی است که هم بتواند برق تولید کند و هم جلوی آلودگیِ افسارگسیخته محیط را بگیرد. یکی از راه‌کارها بهره‌گیری از نیروی باد و آفتاب و به تبَعِ آن، نیروگاه‌های بادی و خورشیدی است. نیروگاه‌های خورشیدی و بادی انرژی اصطلاحاً پاک تولید می‌کنند. ضمنا هم باد و هم خورشید منابع تجدیدپذیر هستند، یعنی برخلاف سوخت‌های فسیلی تا قیامت پابرجا هستند اما درعوض، برق پایدار تولید نمی‌کنند. مثلا نیروگاه‌های خورشیدی شب‌ها بی‌کار هستند و توربین‌های بادی نیز چون همیشه باد نمی‌وزد، بسیاری از روزهای سال بی‌حرکتند.  

در چنین شرایطی چاره چیست؟ با چه راه‌حلی می‌توان هم برق پایدار و فراوان تولید کرد و هم آلودگی‌های جوی را کاهش داد؟ یکی از باصرفه‌ترین و مطمئن‌ترین راه‌حل‌ها تاسیس نیروگاه‌های برق هسته‌ای است. سوخت هسته‌ای در مقایسه با سوخت‌های فسیلی پاک‌تر است، زیرا خود نیروگاه هسته‌ای تقریبا هیچ گاز آلاینده‌ای منتشر نمی‌کند. ضمنا انرژی هسته‌ای پایدار است، یعنی نیروگاه پس از سوخت‌گیری، با ضریب اطمینان بیش از 90 درصد سراسر سال برق تولید می‌کند.

برق هسته‌ای، هم نیاز کشور به انرژی فراوان را برآورده می‌کند و هم در میان‌مدت و بلندمدت جایگزین نیروگاه‌های سوخت فسیلی می‌شود.

ضمنا به‌نظر می‌رسد یکی از ضروری‌ترین ‌کارها برای غلبه بر مشکل آلودگی هوا جایگزین کردن خودروهای بنزینی و گازوئیلی با خودروهای برقی است. اما خودروهای برقی برای شارژ مداوم باتری‌های‌شان به انرژی الکتریکی کافی نیاز دارند.

 

با افزایش تولید برق پاک و کاهش هزینه‌های آن در کشور، علاوه بر تامین برق خودروهای برقی می‌توان حتی سامانه‌های گرمایشی گازی را نیز تدریجاً با سامانه‌های برقی جایگزین کرد. در ادامه جالب است درباره انرژی هسته‌ای و برق حاصل از آن نکاتی را بدانیم.

• پس از کاوش و استخراج اورانیوم، آن‌‌را طی مراحلی به اکسید اورانیوم تبدیل می‌کنند که پودر زردرنگی است و به کیک زرد معروف است.

 

• بخشی از اورانیوم باید غنی‌سازی شود تا بتوان آن‌را در راکتور به‌کار برد. در فرآیند غنی‌سازی، اکسید اورانیوم به گاز هگزافلوراید اورانیوم و سپس اورانیوم غنی‌شده به پودر دی‌اکسید اورانیوم تبدیل می‌شود. بعد، پودر را با فشار به‌شکل‌ قرص‌های دی‌اکسید اورانیوم درمی‌آورند. قرص دی‌اکسید اورانیوم همان سوخت اتمیِ نیروگاه‌های برق هسته‌ای است. قرص‌ها را درون لوله‌های ویژه‌ای جای می‌دهند و به قلب راکتور منتقل می‌کنند.
• طول و قطر قرص‌ها فقط یک یا چند سانتی‌متر است اما هر قرص اورانیومی تقریبا معادل 1 تُن زغال سنگ انرژی تولید می‌کند.

 قرص‌های دی‌اکسید اورانیوم، سوخت نیروگاه‌های هسته‌ای هستند. هر کدام از این قرص‌ها تقریبا باندازه یک تن زغال سنگ انرژی تولید می‌کند.

• یک نیروگاه هسته‌ایِ آب‌فشاریِ 100 مگاواتی فقط با 27 تن اورانیوم می‌تواند یک سال برق تولید کند. اما نیروگاه زغالی برای تولید همین میزان برق در سال باید 2500 تُن زغال‌سنگ بسوزاند.
• بیشترین ضریب ظرفیت نیروگاه‌ها (یعنی خروجیِ واقعیِ آن‌ها در سال) مربوط به نیروگاه‌های هسته‌ای است. برای مثال، طبق آمارهای اداره انرژی آمریکا (2020 میلادی)، ضریب ظرفیت نیروگاه‌های‌ هسته‌ای 92.5 درصد است، یعنی نیروگاه هسته‌ای بیش از 90 درصد سال برق تولید می‌کند. ضریب ظرفیت نیروگاه‌های گاز طبیعی 56.6 درصد، زغال سنگ 41.5 درصد، بادی 35.4 درصد و خورشیدی 24.9 درصد است.

انتهای پیام