انرژی هسته‌ای برق کارآمد و مطمئنی را در سراسر جهان فراهم می‌کند. امروزه بیش از ۴۰۰ راکتور هسته‌ای در بیش از ۳۱ کشور جهان فعال بوده و برق تولید می‌کنند. در این مطلب خواهید فهمید که چگونه از هسته‌ی اتمی با ابعاد بسیار بسیار کوچک می‌توان برق صدها هزار مشترک را تولید کرد. این انرژی در کنار اترژی تولید شده در نیروگاه خورشیدی یکی از بهترین گزینه‌های تولید برق است.
انرژی هسته‌ای
تعریف رایج برای انرژی هسته‌ای انرژی آزاد شده توسط یک واکنش زنجیره‌ای، به ویژه در اثر فرآیند شکافت یا همجوشی است. در صنعت انرژی هسته‌ای از نظر عملی، از طریق سوخت تأمینی از اورانیوم استخراج شده و فرآوری شده برای تولید بخار و تولید برق استفاده می‌شود.
انرژی هسته‌ای تنها تولیدکننده‌ی الکتریسیته‌ای است که می‌تواند منبع ثابتی را از برق (که به عنوان نیروی بار پایه شناخته می‌شود) بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای و به طور مطمئنی تولید کند. مطمئن یا قابل اعتماد بودن در این‌جا بدان معناست که اگر اتفاق غیرمترقبه‌ای رخ ندهد، تولید برق متوقف نخواهد شد. مثلاً در نیروگاه خورشیدی مثل نیروگاه خورشیدی فولاد مبارکه اصفهان با ابری شدن هوا ممکن است در روند تولید برق اختلال به وجود بیاید یا توربین‌های بادی با کند شدن سرعت جریان هوا، کاهشی را در تولید برق تجربه خواهند کرد.
همچنین انرژی هسته‌ای همانند نیروگاه خورشیدی آفتاب شرق از نیروگاه‌های شرکت صنایع نیرو و انرژی پاک فولاد (صناپ) یکی از کم‌ترین تأثیرات زیست محیطی را بر زمین و منابع طبیعی نسبت به سایر منابع تولید برق دارد.
تولید انرژی از اتم
در صنعت انرژی هسته‌ای با آزاد شدن مقادیر زیادی انرژی از طریق پدیده‌های شکافت هسته‌ای و همجوشی هسته‌ای می‌توان مقادیر زیادی برق تولید کرد. پدیده‌های همجوشی هسته‌ای و شکافت هسته‌ای برای تولید برق در یک نقطه‌ی منحصر به فرد به نام اتم با یکدیگر اشتراک دارند.
فرآیند شکافت همانطور که از نامش پیداست از شکافتن یا تقسیم یک اتم سنگین به ۲ اتم سبک با آزاد شدن مقادیر زیادی از انرژی بهره می‌برد. در همجوشی، این پدیده معکوس می‌شود. یعنی دو اتم سبک با هم ترکیب شده و اتم بزرگ‌تری را تشکیل می‌دهند.
شکافت هسته‌ای فناوری توسعه یافته‌ای است که امروزه معمولاً در راکتورهای هسته‌ای استفاده می‌شود اما همجوشی هسته‌ای آینده‌ی امیدوارکننده‌ای از تولید انرژی مقرون‌به‌صرفه‌تر را نشان می‌دهد که زباله‌های رادیواکتیو کمی تولید می‌کند. با توجه به اینکه تقاضای جهانی برای برق از هم اکنون تا سال ۲۰۵۰ تقریباً دو برابر شده است، شکافت و همجوشی هر دو به طور بالقوه نقش مهمی در آینده‌ی تولید برق صنعتی کم کربن دارند.
شکافت هسته‌ای؛ فرآیندی اثبات‌شده در تولید برق
شکافت هسته‌ای زمانی اتفاق میفتد که یک نوترون به یک اتم سنگین و ناپایدار برخورد کند. این برخورد باعث می‌شود اتم به ۲ اتم سبک‌تر تقسیم شود. در این فرآیند، مقدار زیادی انرژی آزاد شده و شکافت‌های جدید اتم‌ها همچنان ادامه دارد که به عنوان یک واکنش زنجیره‌ای شناخته می‌شود.
در اصل، شکافت هسته‌ای توسط یک فیزیکدان اتریشی به نام لیز مایتنر و شیمیدان آلمانی، اتو هان کشف شد که در سال ۱۹۴۴ جایزه نوبل شیمی را برای اکتشافات خود دریافت کرد. تا دهه ۱۹۶۰ بود که با طراحی اولین راکتورهای عمرانی، فناوری شکافت در تولید برق مورد استفاده قرار گرفت. از آن زمان این فناوری به طور قابل توجهی تکامل یافته است.
در این عملیات، سوخت مورد استفاده اورانیوم ۲۳۵ است. ترکیب و خواص فیزیکی این ایزوتوپ اورانیوم کاملاً با فرآیند شکافت مناسب است. هسته‌ی اتم اورانیوم ۲۳۵ می‌تواند تحت تاثیر نوترون به دو قسمت تقسیم شود. در حال حاضر به جای استفاده از اورانیوم طبیعی، اورانیوم مورد استفاده به عنوان سوخت، غنی شده تا حاوی اورانیوم ۲۳۵ بیشتری باشد.
اکنون فناوری شکافت هسته‌ای توسعه یافته و سابقه اثبات شده‌ای دارد. این فناوری کمک می‌کند تا نیازهای برق جامعه برآورده شود. در حالی که این فناوری، انرژی کم کربن تولید می‌کند. امروزه راکتورها از فرآیند شکافت هسته‌ای برای تولید برق استفاده می‌کنند.
