X بستن تبلیغات
X بستن تبلیغات
header
متن مورد نظر

تولید انرژی هسته ای ترکیبی توسط پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

سالهاست که پژوهشگران به دنبال راهی برای به کنترل در آوردن ترکیب هسته ای می باشند، این همان انرژی است که خورشید و ستاره ها را نورانی و روشن نگه میدارد. ست پاترمان یکی از فیزیکدانهای دانشگاه کالیفرنیا در لس انجلس که در این پروژه شرکت داشت گفت: این آخرین آزمایش بر استفاده از یک الماس ریز برای تولید میدان الکتریسیته قوی متکی بود. هرچند میزان انرژی تولید شده به اندازه کافی برای نامیدن این شیوه به عنوان راه حل جدی برای تولید انرژی نبود، ولی ممکن است در صنایع نفت و حفاظت این شیوه تولید انرژی استفاده های مختلف داشته باشد.

ادعا های قبلی تولید انرژی از طریق ترکیب هسته ای با شک زیاد و حتی تمسخر فیزیکدانها مواجه بود. در سال ۱۹۸۹، ادعای دو فیزیکدان آمریکایی و انگلیسی که توانستند در شرایط عادی ترکیب سرد را بوجود بیاورند دنیا را شوکه کرد. ولی وقتی تلاشها برای تکرار و بازسازی این عمل ناموفق بودند کار آنها بی اعتبار شد.

تولید انرژی هسته ای ترکیبی توسط پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا 

 

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در لس انجلس، طی آزمایشی موفق شدند انرژی هسته ای ترکیبی تولید نمایند.
در این آزمایش یک الماس ریز را که دارای توانایی تولید میدان الکتریکی بسیار قوی می‌باشد, در یک محفظه که هوای آن تخلیه شده بود, قرار دادند. این محفظه مملو از گاز deuterium بود که نوعی هیدروژن با قابلیت ترکیب است.
سپس پژوهشگران با افزایش حرارت الماس را قعال کردند.
تولید انرژی هسته ای ترکیبی در شرایط آزمایشگاهی مدتهاست که شیوه یی مطرح برای تولید انرژی تمیز است.
اما میزان انرژی تولید شده در حدی نبود که به عنوان شیوه یی بن بست شکن برای حل مساله نیازمندی به انرژی در جهان ثبت شود.

به کنترل در آوردن انرژی

سالهاست که پژوهشگران به دنبال راهی برای به کنترل در آوردن ترکیب هسته ای می باشند، این همان انرژی است که خورشید و ستاره ها را نورانی و روشن نگه میدارد. ست پاترمان یکی از فیزیکدانهای دانشگاه کالیفرنیا در لس انجلس که در این پروژه شرکت داشت گفت: این آخرین آزمایش بر استفاده از یک الماس ریز برای تولید میدان الکتریسیته قوی متکی بود. هرچند میزان انرژی تولید شده به اندازه کافی برای نامیدن این شیوه به عنوان راه حل جدی برای تولید انرژی نبود، ولی ممکن است در صنایع نفت و حفاظت این شیوه تولید انرژی استفاده های مختلف داشته باشد.

ادعا های قبلی تولید انرژی از طریق ترکیب هسته ای با شک زیاد و حتی تمسخر فیزیکدانها مواجه بود. در سال ۱۹۸۹، ادعای دو فیزیکدان آمریکایی و انگلیسی که توانستند در شرایط عادی ترکیب سرد را بوجود بیاورند دنیا را شوکه کرد. ولی وقتی تلاشها برای تکرار و بازسازی این عمل ناموفق بودند کار آنها بی اعتبار شد.

کارشناسان این نوع ترکیب گفتند که این آزمایش دانشگاه کالیفرنیا معتبر بود، به دلیل اینکه بر خلاف کاری که در سال ۱۹۸۹ انجام شد، این کار قوانین پایه ای فیزیک را نقض نکرد.

دیوید روزیک، پروفسور در زمینه مهندسی پلاسما و هسته ای از دانشگاه الینوی گفت: \” این دو روش هیچ تناقضی با یکدیگر ندارند. زیرا این شیوه که آنها به کار بردند یک شیوه شناخته شده و واقعی است که در قوانین به کار رفته و از لحاظ علم فیزیک نیز هیچ اپهامی وجود ندارد.\”

تولید انرژی ازطریق ترکیب به عنوان منبع نهایی و یک انرژی تمیز نسبت به سوختهای فسیل مانند زغال و نفت از برتریهایی برخوردار است. احتمال می رود که در زمینه سوخت فسیلی در ۵۰ سال آینده کمبود جدی به وجود آید.

در انرژی ترکیبی، اتمهای سبک در یک پروسه حرارت بالا با هم ترکیب می شوند این عمل انرژی خیلی زیادی را آزاد می کند.

این شیوه تقریبا هیچ زیانی به طبعیت نمی رساند چون هیچ آلودگی هوایی بوجود نمیاورد و هیچ نوع تهدید درازمدت از نوعی که زباله های رادیو آکتیو که در نیروگاهای هسته ای فعلی تولی میشود , ندارد. در نیروگاههای فعلی انرژی از طریق شکافتن اتمهای سنگین اورانیوم انجام می شود.

تصحیح و پالایش در آینده

نتیجه این آزمایش پرتوی از اتمهای deuterium شارژ شده بود که به سمت یک محفظه دیگر در نزدیکی آن هدف‌گیری شده بود. محفظه یی که مملو از همین گاز deuterium بود. برخی از اتمهای deuterium وارد شده به این محفظه با اتمهای deuterium داخل آن برخورد کرده و با آن ترکیب شدند.
حاصل این برخورد یک ایزوتوپ از هلیم همراه با مقداری نوترون بود.
پاترمن گفت که آزمایشات آینده روی تصحیح و پالایش این تکنیک برای استفاده های تجاری متمرکز خواهد بود.

انرژی هسته ای : چالش ها و مزیت ها

انرژی هسته ای : چالش ها و مزیت ها…امروزه تصور غالب بر جامعه این است که انرژی هسته ای به نوعی نجات دهنده محیط زیست است. در حقیقت انرژی هسته ای نمی‌تواند هیچ کمکی به جلوگیری از روند گرم شدن جهانی زمین بکند. علاوه بر این، انرژی هسته ای قادر به تولید میزان قابل توجهی اکسید سولفور، اکسید نیتروژن یا اکسیدهای سودمند دیگر نیست

امروزه تصور غالب بر جامعه این است که انرژی هسته ای به نوعی نجات دهنده محیط زیست است. در حقیقت انرژی هسته ای نمی‌تواند هیچ کمکی به جلوگیری از روند گرم شدن جهانی زمین بکند.

علاوه بر این، انرژی هسته ای قادر به تولید میزان قابل توجهی اکسید سولفور، اکسید نیتروژن یا اکسیدهای سودمند دیگر نیست. با تولید انرژی هسته ای هیچ ماده دیگری به معنای واقعی سوخته نمی شود. گرما از طریق شکاف های هسته ای ایجاد می شود و نه فرآیند اکسیداسیون. راکتورهای هسته ای نیز به میزان سوخت داده شده، زباله های هسته ای تولید می کنند. این سوخت های استفاده شده در مخزن سوخت راکتور حفظ می شوند اما برخلاف سوخت های فسیلی که گازهای تولید شده را به داخل فضا می فرستند زباله های جامدی که از طریق سوخت هسته ای تولید می شوند در طول جریان تولید سوخت در راکتور حفظ و نگهداری می شوند و در نهایت هیچ دود یا زباله ای وارد فضا نمی شود.

زباله های ناشی از فعالیت نیروگاه های هسته ای در نهایت شامل زباله های جامد، سوخت استفاده شده، برخی مواد شیمیایی، بخار و آ ب گرمی که جهت سرد کردن راکتورها به کار می رود، است. چنین زباله هایی با زباله های نیروگاه های فسیلی در میزان حجم متفاوت هستند.

در حال حاضر اپراتورهای نیروگاه ها کنترل کامل زباله های هسته ای را در اختیار دارند. به عنوان مثال وزارت انرژی تا قبل از انحلال آن مسئولیت کنترل این زباله ها را برعهده داشت. از سوی دیگر، سوخت های هسته ای استفاده شده در راکتورهای هسته ای دارای مقادیر زیادی رادیواکتیو هستند و این درحالی است که تنها قسمت ناچیزی از سوخت های فسیلی دارای رادیواکتیو هستند. سوخت های جامد ناشی از راکتورهای هسته ای یا نیروگاه های سوخت فسیلی می توانند برای محیط زیست بسیار مضر باشند البته میزان این خسارت با توجه به نوع سوخت یا نیروگاه متفاوت است.

البته درخصوص زباله های هسته ای همواره از ابتدا تصمیمی درخصوص چگونگی دفع آن گرفته می شود، درحالی که زباله های ناشی از سوخت های فسیلی هیچ گاه مقصد خاصی از همان ابتدا ندارند.

برخی ضایعات سوخت های فسیلی می توانند با کمک تجهیزات کنترل آلودگی محیط زیست محدودتر و یا از طریق شیوه هایی که تا حدی هزینه ساخت نیروگاه را افزایش می دهد مهار شوند. علاوه بر این، اپراتورهای هسته ای باید تا زمان یافتن راهکاری اساسی جهت مهار این زباله ها، مبالغ هنگفتی را خرج کنترل رادیواکتیو متصاعد شده کنند. حفظ محیط زیست در هر تصمیمی که جهت این قبیل کنترل ها گرفته می شود از ساخت نیروگاه های سوخت هسته ای یا فسیلی در حقیقت بهای این کنترل ها محسوب می شود. در این راستا ممکن است تصمیم گیری های متفاوتی انجام گیرد که درواقع جهت کشف بهترین راه حل است.

پاسخ این سوال که کدام یک از سوخت های هسته ای یا فسیلی فواید بیشتری برای محیط زیست دارند در توجه به ارزش زباله های تولیدی هر کدام از این سوخت ها نهفته است. انرژی هسته ای با از بین بردن ضایعات هسته ای که معمولاً در هوا معلق می شوند در حقیقت کمک شایانی به حفظ محیط زیست می کند.

انرژی هسته ای با تولید میزان اندک زباله های رادیواکتیوی در حقیقت خرج تراشی برای اپراتورهای راکتورهای هسته ای می کند چرا که باید پیش از یافتن راهی برای از بین بردن نهایی زباله ها راهی برای نابود کردن این تشعشعات رادیواکتیوی پیدا کنند. سوخت های فسیلی مقداری زباله های جامد نیز تولید می کنند البته مشکل از بین بردن این زباله ها با مشکلات مربوط به دفع سایر زباله های هسته ای فرق دارد.

حجم زباله های ناشی از نیروگاه های هسته ای بهتر و قابل کنترل تر از زباله های فسیلی است. البته به طور کلی نیروی برقی که از این طریق تولید خواهد شد بسیار با ارزش تر از زباله های هسته ای است.

زباله های نیروگاه های هسته ای همواره محدودیت هایی بر سر راه از بین بردن ضایعات هسته ای وجود دارد. این محدودیت ها از طرق قانون های متفاوت یا اپراتورهای نیروگاه های هسته ای یا صاحبان این نیروگاه ها اعمال می شود. از منظر افکار عمومی، چنین محدودیت هایی در حقیقت بیانگر یک ارزیابی کلی از برآورد هزینه ها در جریان بیرون فرست زباله ها است. البته نظرات متفاوتی درخصوص سیاست های متنوع برون فرست زباله ها وجود دارد.

محدودیت ها با توجه به نوع زباله ها متفاوت است. از آنجا که زباله های تولید شده از نیروگاه های هسته ای با توجه به نوع سوخت متفاوت است بالطبع نحوه حفاظت از محیط زیست نیز با توجه به نوع نیروگاه هسته ای متفاوت است. علاوه بر این در سطح کنترل چنین برون فرست هایی از نیروگاه‌های هسته ای نیز تفاوت هایی وجود دارد. به طور کلی، در حال حاضر دغدغه اصلی جهت حفاظت از محیط زیست، نحوه از بین بردن سوخت های استفاده شده است.

از آنجا که در جریان شکافت های هسته ای هیچ ماده‌ای نمی سوزد، حجم بسیار ناچیزی در جریان تولید نیروی هسته ای تغییر می کند. سوخت وارد شده به راکتور از اولین لحظه ورود تا لحظه خروج سوخت استفاده شده در کنترل است. در جریان تولید نیروی هسته ای، طبیعت سوخت هسته ای تغییر می یابد. در نتیجه سوخت های هسته ای در جریان شکافت های هسته ای به سوخت های مصرف شده تبدیل می شوند و در این مرحله تعداد قابل توجهی از انرژی سوخت موجود در راکتور بلااستفاده باقی می ماند.

این سوخت استفاده شده دارای مقادیر متفاوتی تشعشعات رادیواکتیو و مواد شیمیایی است. همین تغییر در محتواست که به پروسه کشف راه حلی جهت دفع این زباله های هسته ای سرعت می بخشد. کشف چنین راهکارهایی در حقیقت بخشی از هزینه های تولید نیروی هسته ای را دربر می گیرد. البته راهکارهای متفاوتی برای استفاده از سوخت مصرف شده وجود دارد.

در ایالات متحده هم به دلایل سیاسی و هم به دلایل اقتصادی، آخرین مرحله از بین بردن زباله های هسته ای، دفن کردن سوخت های هسته ای استفاده شده است. در آمریکا، وزارت انرژی آخرین مرجع مسئول برای از بین بردن سوخت های هسته ای استفاده شده است.

زمان و شرایط صلاحیت وزارت انرژی برای قبول این قبیل مسئولیت ها، موضوع قابل بحث بین این وزارتخانه و صاحبان نیروگاه های هسته ای است. در حال حاضر، اکثر کارشناسان اقتصادی به دنبال کشف این مطلب هستند که آیا هزینه ای که توسط ژنراتورهای هسته ای صرف از بین بردن نهایی زباله های هسته ای می شود به صرفه است یا خیر؟

در حال حاضر شرایط ایستگاهی که قرار بود به عنوان محلی برای دفن زباله های هسته ای ساخته شود از سوی کارشناسان این فن، مورد بحث و بررسی قرار می گیرد و علاوه بر این برای ساخت چنین ایستگاهی به اجازه دادگاه نیاز است. تاکنون هیچ گونه تصمیم گیری خاصی درخصوص بسیاری از سوخت های هسته ای مصرف شده گرفته نشده است. اکثر این سوخت ها در حال حاضر در مخازن مخصوصی در راکتورها نگه داشته می شوند.

 

 

منبع :پدیدا بزرگترین مرجع علمی ایرانیان

ارسال نظر