Question 1

توسعه راکتور پیشرفته | انرژی هسته ای

Accepted Answer

INFOGRAPHIC: توسعه رآکتور پیشرفته 15 دسامبر 2020

دفتر انرژی هسته ای
INFOGRAPHIC: توسعه رآکتور پیشرفته

Question 2

فن آوری های راکتور پیشرفته

Accepted Answer

فن آوری های راکتور پیشرفته دفتر از انرژی هسته ای

دفتر انرژی هسته ای
فن آوری های راکتور
فن آوری های راکتور پیشرفته

دفتر فناوری‌های راکتور پیشرفته (ART) از فعالیت‌های تحقیق، توسعه و استقرار (RD&D) از طریق برنامه‌های نیروگاه هسته‌ای نسل بعدی (NGNP)، مفاهیم راکتور پیشرفته (ARC) و راکتورهای پیشرفته کوچک مدولار (aSMR) برای ارتقای ایمنی، فنی حمایت می‌کند. پیشرفت های اقتصادی و زیست محیطی فناوری های نوآورانه انرژی هسته ای نسل چهارم.

دفتر انرژی هسته ای (NE) این پیشرفت ها را از طریق فعالیت های تحقیق و توسعه در آزمایشگاه های ملی وزارت انرژی (DOE) و دانشگاه های ایالات متحده و همچنین از طریق همکاری با صنعت و شرکای بین المللی دنبال خواهد کرد. این فعالیت‌ها بر ارتقای درک علمی این فناوری‌ها، ایجاد یک شبکه بین‌المللی از امکانات کاربر برای توسعه و توسعه هسته‌ای غیرنظامی، بهبود رقابت اقتصادی، و کاهش عدم قطعیت‌های فنی و نظارتی برای استقرار فناوری‌های جدید راکتور هسته‌ای متمرکز خواهند بود. همکاری های بین المللی از طریق توافق نامه های دوجانبه و چند جانبه، از جمله از طریق مجمع بین المللی نسل چهارم انجام می شود .

نیروگاه هسته ای نسل بعدی

NGNP برای نشان دادن قابلیت فنی فن‌آوری راکتور خنک‌شونده با گاز با دمای بالا (HTGR) پیش‌بینی شده بود که می‌تواند هم برق و هم گرمای فرآیند با دمای بالا را برای انواع مصارف صنعتی فراهم کند. این برنامه از تلاش‌های مشترک با دانشگاه‌ها، صنعت و کمیسیون تنظیم مقررات هسته‌ای ایالات متحده (NRC) برای انجام تحقیق و توسعه لازم برای مجوز و نمایش نسل جدیدی از راکتورهای مقاوم در برابر تصادف با گاز خنک‌کننده در ایالات متحده حمایت کرده است. همچنین تلاش‌های مشترکی با محققان بین‌المللی از طریق سازماندهی سیستم راکتور با دمای بسیار بالا انجمن بین‌المللی نسل چهارم انجام شده است و تحقیق و توسعه بر روی سوخت‌های ذرات پوشش‌دار TRISO، مواد، روش‌های طراحی و کاربردهای کاربر ادامه یافته است.

اجرای فعالیت های تحقیق و توسعه NGNP از یک فرآیند گام به گام پیروی می کند که شامل بازخورد و تمرکز بر کارایی و مقرون به صرفه بودن برای اطمینان از حداکثر سودمندی و کاربرد نتایج است. این وزارتخانه همکاری با بخش خصوصی ایالات متحده را برای درک نیازهای کاربر نهایی صنعتی، تولید مطالعات تجاری برای ارزیابی ادغام NGNP در کاربردهای مختلف صنعتی، و توسعه استراتژی‌های اشتراک هزینه برای حمایت از صنعت در تلاش‌هایشان برای تجاری‌سازی فناوری‌های HTGR آغاز کرد. همزمان، همکاری وزارتخانه با NRC منجر به یک چارچوب اولیه برای صدور مجوز راکتورهای خنک‌کننده با گاز در ایالات متحده شده است.

مزایای تحقیق و توسعه NGNP:

دارای پتانسیل کاهش انتشار گازهای گلخانه ای با جایگزین کردن سوخت های فسیلی در تولید برق و در تولید گرمای فرآیند برای کاربردهای خاص از جمله پالایش نفت و تولید کودها و سایر محصولات شیمیایی.
بخش خصوصی را در توسعه این هدف مهم امنیت زیست محیطی و انرژی درگیر می کند.
سوخت با یکپارچگی بسیار بالا را تحت تمام چالش‌های فرضی توسعه می‌دهد و در نتیجه ایمنی ذاتی را برای این دسته از راکتورها فراهم می‌کند.

مفاهیم راکتور پیشرفته

برنامه مفاهیم راکتور پیشرفته (ARC) از تحقیقات زیرسیستم‌های راکتور پیشرفته پشتیبانی می‌کند و به موانع فنی بلندمدت برای توسعه سیستم‌های انرژی شکافت هسته‌ای پیشرفته با استفاده از خنک‌کننده‌هایی مانند فلز مایع، نمک فلوراید یا گاز می‌پردازد.

فعالیت های برنامه ARC بر حمایت از کار بر روی مفاهیم پیشرفته با مزایای کلیدی زیر متمرکز است:

تحقیق در مورد فناوری‌های نوآورانه که چالش‌های کلیدی امکان‌سنجی و عملکرد را حل می‌کنند.
تحقیق در مورد فن آوری های نوآورانه که هزینه های ساخت، ساخت و ساز و عملیات را کاهش می دهد.
کاوش و توسعه چرخه حرارتی فوق بحرانی CO 2 Brayton برای کاربردهای راکتوری متنوع که راکتورهای هسته ای را با تولید برق با راندمان تبدیل بسیار بهبود یافته و اندازه نیروگاه کاهش می دهد.
از طریق تحقیقات، گزینه‌های انرژی هسته‌ای درازمدت اضافی را فعال کنید که پتانسیل ایجاد ایمنی قابل توجه، بهبودهای اقتصادی و هزینه‌های ساخت، ساخت و عملیات کمتر را دارند.
از همکاری‌های بین‌المللی برای افزایش و گسترش سرمایه‌گذاری‌های تحقیق و توسعه استفاده کنید.

نیازهای کلیدی تحقیق و توسعه برای مفاهیم پیشرفته در سطوح بلوغ مختلف مورد توجه قرار می‌گیرد: راکتورهای سریع خنک‌شده با فلز مایع، از جمله راکتورهای سریع خنک‌شده با سدیم (SFR)، و راکتورهای دمای بالا خنک‌شده با نمک فلوراید (FHRs). برنامه ARC در حال گسترش تعامل با صنعت با استفاده از فرآیند پنل بازبینی فنی (TRP) است که در آن مفاهیم راکتور قابل دوام توسط کارشناسان راکتور به منظور شناسایی نیازهای تحقیق و توسعه مفاهیم پیشرفته و کمک به اطلاع رسانی تصمیمات سرمایه گذاری تحقیق و توسعه DOE ارزیابی می شوند.

این برنامه از همکاری های بین المللی از طریق تعامل دوجانبه و ترتیبات چند جانبه مانند مجمع بین المللی نسل چهارم و ترتیبات سه جانبه راکتور سریع سدیم حمایت می کند.

این برنامه بر تحقیقات با ارزش بالا برای مفاهیم بلندمدت، نیازهای تحقیق و توسعه برای مفاهیم امیدوارکننده میان‌رده، توسعه فناوری‌های نوآورانه که از مفاهیم متعدد بهره می‌برند و تحریک ایده‌های جدید برای مفاهیم آینده تحول‌آفرین متمرکز خواهد بود.

تحقیق و توسعه SMR پیشرفته

SMRهای طراحی شده از مفاهیم پیشرفته و نوآورانه، با استفاده از خنک کننده های غیر LWR مانند فلز مایع، هلیوم یا نمک مایع، ممکن است عملکرد و مقرون به صرفه بیشتری ارائه دهند. این عنصر برنامه از پروژه‌های آزمایشگاهی، دانشگاهی و صنعتی برای انجام تحقیق و توسعه در مورد قابلیت‌ها و فناوری‌هایی که منحصر به فرد هستند و از توسعه مفاهیم پیشرفته SMR برای استفاده در میان‌مدت تا بلندمدت پشتیبانی می‌کنند، پشتیبانی می‌کند.

فعالیت های تحقیق و توسعه SMR پیشرفته بر چهار حوزه کلیدی متمرکز خواهد شد:

توسعه روش‌های ارزیابی برای ارزیابی فناوری‌ها و ویژگی‌های پیشرفته SMR
توسعه و آزمایش مواد، سوخت و تکنیک های ساخت
حل مسائل کلیدی نظارتی شناسایی شده توسط NRC و صنعت
توسعه ابزار دقیق و کنترل های پیشرفته و رابط های انسان و ماشین

این عنصر برنامه همچنین ممکن است شامل ارزیابی‌های فن‌آوری‌های راکتور پیشرفته باشد که عملیات و نگهداری ساده‌شده را برای کاربردهای توان توزیع شده و بارگذاری، و افزایش مقاومت و امنیت در برابر تکثیر ارائه می‌دهند.

منبع : energy

Question 3

راکتور های آب سبک

Accepted Answer

راکتور های آب سبک

برنامه پایداری راکتور آب سبک (LWRS). دفتر از انرژی هسته ای

دفتر انرژی هسته ای
فن آوری های راکتور
برنامه پایداری راکتور آب سبک (LWRS).

برنامه پایداری راکتور آب سبک (LWRS) تحقیقاتی را برای توسعه فناوری‌ها و راه‌حل‌های دیگر برای بهبود اقتصادی و قابلیت اطمینان، حفظ ایمنی، و گسترش عملیات ناوگان نیروگاه‌های هسته‌ای کشورمان انجام می‌دهد. این دو هدف در رابطه با عملیات بلندمدت دارد: (1) ارائه راه‌حل‌های مبتنی بر علم و فناوری برای صنعت برای غلبه بر مدل کسب‌وکار فشرده فعلی و شیوه‌های مرتبط. و (2) مدیریت پیری سیستم‌ها، ساختارها و اجزاء (SSCs) تا نیروگاه‌های هسته‌ای بتوانند با خیال راحت و مقرون به صرفه به فعالیت خود ادامه دهند.

برنامه پایداری راکتور آب سبک (LWRS) بر سه هدف زیر متمرکز است:

توسعه پایه های علمی اساسی برای درک، پیش بینی و اندازه گیری تغییرات در مواد و SSC ها با افزایش سن آنها در محیط های مرتبط با ادامه عملیات طولانی مدت نیروگاه های هسته ای موجود.
استفاده از این دانش بنیادی برای توسعه و نشان دادن روش‌ها و فناوری‌هایی که از عملکرد ایمن و اقتصادی درازمدت نیروگاه‌های هسته‌ای موجود پشتیبانی می‌کنند.
تحقیق در مورد فن آوری های جدید برای رسیدگی به عملکرد نیروگاه هسته ای، اقتصاد و ایمنی افزایش یافته است.

انرژی هسته ای به طور قابل اعتماد و اقتصادی تقریباً 20 درصد از تولید برق در ایالات متحده را در دو دهه گذشته تأمین کرده است. این کشور همچنان بزرگترین مشارکت کننده (تقریباً 56٪) در تولید برق بدون گازهای گلخانه ای در ایالات متحده است. بهره برداری از ناوگان فعلی نیروگاه ها تا 60 سال، افزایش طول عمر این نیروگاه ها بیش از 60 سال و در صورت عملی، بهبود بیشتر در بهره وری آنها برای حمایت از نیازهای انرژی کشور ضروری است: عرضه، قابلیت اطمینان و تنوع.

در سال 2018، شرکت‌های هسته‌ای داخلی شروع به ارسال یا اعلام برنامه‌هایی برای ارسال درخواست‌ها به NRC کردند تا فرآیند تمدید مجوز بعدی را آغاز کنند و دوره مجوز بهره‌برداری را بیش از 60 سال از تاریخ صدور مجوز اولیه خود افزایش دهند. در واقع، در 5 دسامبر 2019، کارکنان NRC، درخواست فلوریدا Power & Light را برای تمدید مجوزهای آن برای واحدهای هسته‌ای 3 و 4 ترکیه تایید کردند و به این شرکت اجازه می‌دهد تا این واحدها را به ترتیب تا سال‌های 2052 و 2053 راه‌اندازی کند. این اولین بار است که NRC مجوزهای تمدید شده را صادر می کند که اجازه فعالیت راکتور را از 60 تا 80 سال می دهد. این یک نقطه عطف برنامه ریزی شده مهم در تاریخ عملیات تجاری انرژی هسته ای در ایالات متحده است

برای ادامه رسیدگی به مسائل کلیدی ناوگان داخلی، برنامه LWRS از حوزه های فنی اولیه تحقیق و توسعه (R&D) زیر تشکیل شده است:

نوسازی نیروگاه: تحقیق و توسعه برای پرداختن به قابلیت اقتصادی نیروگاه هسته ای در بازارهای انرژی فعلی و آینده از طریق نوآوری، دستاوردهای بهره وری و تغییر مدل کسب و کار از طریق فناوری های دیجیتال. این شامل رسیدگی به پیری طولانی‌مدت و نوسازی یا جایگزینی فناوری‌های قدیمی ابزار دقیق و کنترل (I&C) با تحقیق، توسعه، و آزمایش فناوری‌های جدید I&C و فناوری‌های پیشرفته نظارت بر شرایط برای عملکرد خودکار و قابل اعتمادتر کارخانه است. محصولات تحقیق و توسعه به‌دست‌آمده، نوسازی سیستم‌ها و فرآیندهای کارخانه را در عین ساختن یک پلت‌فرم مدل کسب‌وکار مبتنی بر فناوری که از عملکرد بهبود یافته با هزینه کمتر پشتیبانی می‌کند، امکان‌پذیر می‌سازد.
بهره برداری و تولید کارخانه انعطاف پذیر: تحقیق و توسعه برای ارزیابی فرصت های اقتصادی، روش های فنی و نیازهای مجوز برای راکتورهای آب سبک برای تامین مستقیم انرژی به فرآیندهای صنعتی. این مسیر از ابزارهای تحلیل توسعه یافته توسط DOE برای تکمیل ارزیابی‌های فنی و اقتصادی فرصت‌های بازار بزرگ و واقعی برای تولید محصولات انرژی غیرالکتریکی در نزدیکی نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌کند. توسعه مهندسی و طراحی، آزمایش و نمایش سیستم های ادغام نیروگاه های هسته ای با فرآیند صنعتی انجام می شود. ارزیابی‌های ایمنی مربوطه و رویکردهای صدور مجوز برای کمک به حمایت از دارندگان LWR در ادغام فرآیندهای جدید مورد توجه قرار گرفته‌اند.
تجزیه و تحلیل سیستم های مبتنی بر ریسک: تحقیق و توسعه برای بهینه سازی حاشیه های ایمنی و به حداقل رساندن عدم قطعیت ها برای دستیابی به سطوح بالایی از ایمنی و کارایی اقتصادی. این مسیر: (1) ابزارها و روش‌های فناوری‌های آگاه به ریسک را به کار می‌گیرد که نمایش بهتر حاشیه‌های ایمنی و عواملی را که به هزینه و ریسک کمک می‌کنند را ممکن می‌سازد و (2) برنامه‌های ارزیابی ریسک پیشرفته را با صنعت برای حمایت از استراتژی‌های مدیریت حاشیه اجرا می‌کند. که امکان بهره برداری مقرون به صرفه تر از کارخانه را فراهم می کند. ابزارها و روش‌های ارائه‌شده توسط این مسیر، از مدیریت مؤثر حاشیه ایمنی برای SSC‌های فعال و غیرفعال نیروگاه‌های هسته‌ای پشتیبانی می‌کنند.
تحقیق مواد:تحقیق و توسعه برای ایجاد مبنای علمی برای درک تخریب طولانی مدت محیط زیست و پیش بینی عملکرد مواد در نیروگاه های هسته ای. این کار داده ها و روش هایی را برای ارزیابی عملکرد SSC های ضروری برای عملیات ایمن و پایدار نیروگاه هسته ای ارائه می دهد. محصولات تحقیق و توسعه برای اطلاع از محدودیت‌های عملیاتی و رویکردهای کاهش پیری برای مواد در SSCهای نیروگاه هسته‌ای مشروط به شرایط عملیاتی طولانی‌مدت مورد استفاده قرار خواهند گرفت و ورودی‌های کلیدی را هم برای تنظیم‌کننده‌ها و هم برای صنعت فراهم می‌کنند. هدف کمک به کاهش هزینه های عملیاتی است، که ممکن است با جبران هزینه های تعمیر و نگهداری با استفاده از مدل های پیش بینی بهتر برای طول عمر قطعات، تجزیه و تحلیل بهبود یافته مواد از طریق ارزیابی غیر مخرب، کاهش هزینه های تعمیرات، انجام شود.
امنیت فیزیکی: تحقیق و توسعه برای توسعه و ارتقای روش‌ها، ابزارها و فناوری‌هایی که پایه‌های فنی لازم برای بهینه‌سازی و مدرن‌سازی موقعیت امنیتی یک تأسیسات هسته‌ای را ارتقا می‌دهند. این مسیر: (1) تحقیق و توسعه را بر روی جنبه‌هایی از تکنیک‌های مبتنی بر ریسک برای امنیت فیزیکی انجام می‌دهد تا دشمن پویا را در نظر بگیرد. (2) استفاده از مدل‌سازی و ابزارهای شبیه‌سازی پیشرفته برای اطلاع‌رسانی بهتر به سناریوهای فیزیکی-امنیتی و کاهش عدم قطعیت در نتایج مختلف مدل‌سازی نیروی بر نیروی. (3) ارزیابی مزایای پیشرفت‌های پیشنهادی و استراتژی‌های کاهش جدید و بررسی تغییرات در بهترین شیوه‌ها، راهنماها یا مقررات برای فعال کردن مدرن‌سازی. و (4) ارتقاء و ارائه مبنای فنی برای ذینفعان جهت استفاده از روش‌ها، ابزارها و فناوری‌های جدید امنیتی برای دستیابی به امنیت فیزیکی.

منبع انگلیسی : energy

Question 4

راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

Accepted Answer

راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟ دفتر از انرژی هسته ای NUCLEAR 101: راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟ 29 مارس 2021

دفتر انرژی هسته ای
NUCLEAR 101: راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

APS

راکتورهای هسته ای قلب یک نیروگاه هسته ای هستند.

آنها حاوی و کنترل واکنش های زنجیره ای هسته ای هستند که از طریق یک فرآیند فیزیکی به نام شکافت گرما تولید می کنند. این گرما برای تولید بخار استفاده می شود که توربین را برای تولید برق می چرخاند.

با بیش از 440 راکتور تجاری در سراسر جهان ، از جمله 94 راکتور در ایالات متحده، انرژی هسته ای همچنان یکی از بزرگترین منابع برق قابل اطمینان بدون کربن در دسترس است.

شکافت هسته ای گرما ایجاد می کند

وظیفه اصلی یک راکتور نگهداری و کنترل شکافت هسته ای است - فرآیندی که در آن اتم ها شکافته شده و انرژی آزاد می کنند.

شکافت و همجوشی: تفاوت چیست؟

راکتورها از اورانیوم برای سوخت هسته ای استفاده می کنند. اورانیوم به گلوله های سرامیکی کوچک تبدیل می شود و در لوله های فلزی مهر و موم شده ای به نام میله های سوخت روی هم چیده می شود. به طور معمول بیش از 200 عدد از این میله ها به صورت بسته بندی شده در کنار هم قرار می گیرند تا یک مجموعه سوخت را تشکیل دهند. یک هسته راکتور معمولاً بسته به سطح توان از چند صد مجموعه تشکیل شده است.

در داخل مخزن راکتور، میله های سوخت در آب غوطه ور می شوند که هم به عنوان خنک کننده و هم به عنوان تعدیل کننده عمل می کند. تعدیل کننده به کاهش سرعت نوترون های تولید شده توسط شکافت کمک می کند تا واکنش زنجیره ای را حفظ کند.

سپس میله های کنترل را می توان برای کاهش سرعت واکنش به هسته راکتور وارد کرد یا برای افزایش آن از آن خارج کرد.

گرمای ایجاد شده توسط شکافت، آب را به بخار تبدیل می کند که توربین را برای تولید برق بدون کربن می چرخاند.

انواع راکتورهای آب سبک در ایالات متحده

همه راکتورهای هسته ای تجاری در ایالات متحده راکتورهای آب سبک هستند. این بدان معناست که آنها از آب معمولی هم به عنوان خنک کننده و هم به عنوان تعدیل کننده نوترون استفاده می کنند.

دو نوع راکتور آب سبک در آمریکا وجود دارد.

راکتورهای آب تحت فشار

گرافیک سارا هارمن | وزارت انرژی آمریکا

بیش از 65 درصد از راکتورهای تجاری در ایالات متحده راکتورهای آب تحت فشار یا PWR هستند. این راکتورها آب را تحت فشار زیاد به داخل هسته راکتور پمپ می کنند تا از جوشیدن آب جلوگیری کنند.

آب موجود در هسته توسط شکافت هسته ای گرم می شود و سپس به لوله های داخل یک مبدل حرارتی پمپ می شود. این لوله ها یک منبع آب جداگانه را برای ایجاد بخار گرم می کنند. سپس بخار یک ژنراتور الکتریکی را برای تولید برق می چرخاند.

آب هسته به راکتور برمی گردد تا دوباره گرم شود و این فرآیند تکرار می شود.

راکتورهای آب جوش

گرافیک سارا هارمن | وزارت انرژی آمریکا

تقریباً یک سوم رآکتورهای فعال در ایالات متحده راکتورهای آب جوش (BWR) هستند.

BWR ها آب را گرم می کنند و بخار را مستقیماً در داخل مخزن راکتور تولید می کنند. آب از طریق هسته راکتور پمپ می شود و با شکافت گرم می شود. سپس لوله‌ها بخار را مستقیماً به یک توربین می‌رسانند تا برق تولید کنند.

سپس بخار استفاده نشده به آب تغلیظ شده و مجدداً در فرآیند گرمایش استفاده می شود.

منبع محتوای انگلیسی : energy

Question 5

امروزه بیش از 400 راکتور تجاری در بیش از 30 کشور جهان کار می کنند

Accepted Answer

انرژی هسته ای چیست؟

انرژی هسته ای برق کارآمد و قابل اعتمادی را در سراسر جهان فراهم می کند. امروزه بیش از 400 راکتور تجاری در بیش از 30 کشور جهان کار می کنند .

تعریف رایج برای انرژی هسته ای انرژی آزاد شده توسط یک واکنش زنجیره ای، به ویژه در اثر شکافت یا همجوشی است. از نظر عملی، انرژی هسته ای از سوخت ساخته شده از اورانیوم استخراج شده و فرآوری شده برای تولید بخار و تولید برق استفاده می کند.

تولید هسته ای تنها منبع الکتریسیته ای است که می تواند منبع ثابتی از برق - که به عنوان نیروی بار پایه شناخته می شود - بدون انتشار گازهای گلخانه ای به طور قابل اعتماد تولید کند.

انرژی هسته ای یکی از کمترین تأثیرات زیست محیطی را بر روی زمین و منابع طبیعی نسبت به سایر منابع برق دارد.

انرژی هسته ای در امارات

در امارات متحده عربی، نیروگاه انرژی هسته ای برکه ، واقع در منطقه الظفره در امارات ابوظبی، خانه چهار راکتور است. هر راکتور برای تولید 1400 مگاوات برق با انتشار کربن تقریباً صفر طراحی شده است.

این راکتورها که برای کارکردن 60 سال یا بیشتر ساخته شده اند، الکتریسیته کم کربن کارآمد و قابل اعتماد را برای نسل های آینده در اختیار کشور قرار خواهند داد. پس از بهره برداری کامل، این نیروگاه از انتشار بیش از 21 میلیون تن گازهای گلخانه ای در سال جلوگیری می کند. این معادل حذف 3.2 میلیون خودروی سدان از جاده های امارات است.

در سال 2016، ENEC شرکت انرژی نواح را تأسیس کرد که مسئولیت بهره برداری و نگهداری از چهار راکتور در برکه را بر عهده دارد. در حالی که تیم‌های ENEC و Nawah برای انتقال کارخانه از پروژه ساخت‌وساز به تاسیسات عملیاتی آماده می‌شوند، آنها تلاش می‌کنند تا اطمینان حاصل کنند که بالاترین استانداردهای کیفیت ملی و بین‌المللی را برآورده می‌کند و از تجربه عملیاتی جهانی بهره می‌برد.

چگونه کار می کند؟

یک راکتور هسته ای تقریباً به همان روشی که نیروگاه های دیگر برق تولید می کنند، برق تولید می کند. واکنش زنجیره ای انرژی تولید می کند که آب را به بخار تبدیل می کند. فشار بخار یک ژنراتور را می چرخاند که برق تولید می کند.

تفاوت در نحوه ایجاد گرما است. نیروگاه هایی که با سوخت های فسیلی کار می کنند زغال سنگ، نفت یا گاز طبیعی را برای تولید گرما می سوزانند. در یک نیروگاه انرژی هسته ای، گرما از شکافتن اتم ها تولید می شود - فرآیندی که شکافت هسته ای نامیده می شود.

راکتور هسته ای گرمایی ایجاد می کند که برای تولید بخار استفاده می شود
بخار یک توربین متصل به یک آهنربای الکتریکی به نام ژنراتور را می چرخاند
ژنراتور برق تولید می کند

در راکتور آب تحت فشار (PWR) - نوع راکتوری که در امارات ساخته می شود - فشار بالا از جوشیدن آب در مخزن راکتور جلوگیری می کند. آب فوق گرم به یک مولد بخار منتقل می شود که از لوله های کوچک زیادی تشکیل شده است. گرما در این لوله ها برای تبدیل یک منبع دوم، ایزوله، آب به بخار، که به نوبه خود برای به حرکت درآوردن توربین استفاده می شود، استفاده می شود. آب راکتور به داخل ظرف راکتور پمپ می شود و دوباره گرم می شود. بخار حاصل از توربین در یک کندانسور خنک می شود و آب حاصل به مولد بخار بازگردانده می شود.

اورانیوم

اورانیوم غنی شده سوخت راکتورهای هسته ای است. اورانیوم یک عنصر رادیواکتیو فراوان و طبیعی است که در بیشتر سنگ ها یافت می شود. با تجزیه یا پوسیدگی اورانیوم، در داخل پوسته زمین گرما تولید می کند. فرآیند مشابهی در داخل یک راکتور هسته ای گرما تولید می کند.

همجوشی هستهای

شکافت فرآیند تقسیم یک هسته به دو بخش است.

در داخل هر گلوله سوخت اورانیوم، میلیون ها هسته اورانیوم وجود دارد. وقتی این هسته ها شکافته می شوند، مقدار زیادی انرژی آزاد می شود. بخشی از این انرژی از تابش است، اما بزرگترین منبع انرژی جنبشی است. این انرژی است که در داخل یک راکتور گرما تولید می کند که به نوبه خود برای تولید بخار استفاده می شود و در نهایت برق تولید می کند.

حقایق جهانی

برای بیش از 60 سال، انرژی هسته ای برق قابل اعتمادی را در اختیار جهان قرار داده است. امروزه بیش از 400 راکتور در بیش از 30 کشور در حال فعالیت هستند.

این نیروگاه ها حدود 10 درصد از برق جهان را بدون انتشار گازهای گلخانه ای تولید می کنند.

کشورهای بیشتری در حال بررسی استفاده از انرژی هسته ای هستند، به ویژه با افزایش تقاضای برق و افزایش نگرانی ها در مورد تغییرات آب و هوا.

برای اطلاعات بیشتر، به منابع آنلاین زیر مراجعه کنید:

آژانس بین المللی انرژی اتمی

انجمن جهانی هسته ای (WNA)

انجمن جهانی اپراتورهای هسته ای

موسسه انرژی هسته ای (NEI)

Question 6

ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری انرژی هسته ای تولید می کند

Accepted Answer

ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری انرژی هسته ای تولید می کند انرژی هسته ای از شکافت هسته ای می آید

نیروگاه های هسته ای آب را برای تولید بخار گرم می کنند. بخار برای چرخاندن توربین های بزرگ که برق تولید می کنند استفاده می شود. نیروگاه های هسته ای از گرمای تولید شده در طی شکافت هسته ای برای گرم کردن آب استفاده می کنند.

در شکافت هسته‌ای، اتم‌ها از هم جدا می‌شوند و اتم‌های کوچک‌تری تشکیل می‌دهند و انرژی آزاد می‌کنند. شکافت در داخل راکتور یک نیروگاه هسته ای اتفاق می افتد. در مرکز راکتور هسته ای قرار دارد که حاوی سوخت اورانیوم است.

سوخت اورانیوم به گلوله های سرامیکی تبدیل می شود. هر گلوله سرامیکی تقریباً به اندازه 150 گالن روغن انرژی تولید می کند. این گلوله های غنی از انرژی در میله های سوخت فلزی 12 فوتی انباشته شده اند. دسته ای از میله های سوخت که برخی از آنها صدها میله دارند، مجموعه سوخت نامیده می شود. یک هسته راکتور حاوی مجموعه های سوخت زیادی است.

گرمای تولید شده در طول شکافت هسته ای در هسته راکتور برای جوشاندن آب به بخار استفاده می شود که پره های یک توربین بخار را تبدیل می کند. همانطور که پره های توربین می چرخند، ژنراتورهایی را به حرکت در می آورند که برق تولید می کنند. نیروگاه‌های هسته‌ای بخار را در یک ساختار جداگانه در نیروگاه به نام برج خنک‌کننده خنک می‌کنند و یا از آب استخرها، رودخانه‌ها یا اقیانوس‌ها استفاده می‌کنند. سپس آب سرد شده مجدداً برای تولید بخار استفاده می شود.

آیا تودانستن

?

راکتورهای هسته‌ای در ایالات متحده ممکن است دارای گنبدهای بتنی بزرگی باشند که راکتورها را پوشش می‌دهند، که باید حاوی انتشار تصادفی تشعشعات باشد. همه نیروگاه های هسته ای برج خنک کننده ندارند. برخی از نیروگاه های هسته ای از آب دریاچه ها، رودخانه ها یا اقیانوس ها برای خنک سازی استفاده می کنند.

گنبد مهار یک راکتور هسته ای

منبع: Stock photography (حق کپی رایت)

نیروگاه های هسته ای از سال 1990 حدود 20 درصد برق ایالات متحده را تولید کرده اند

تا 31 دسامبر 2020، 94 راکتور هسته ای در 56 نیروگاه هسته ای در 28 ایالت مشغول به کار بودند. سی و دو نیروگاه دارای دو راکتور و سه نیروگاه دارای سه راکتور هستند. نیروگاه های هسته ای از سال 1990 حدود 20 درصد از کل برق سالانه ایالات متحده را تامین کرده اند. درباره صنعت انرژی هسته ای ایالات متحده بیشتر بدانید .

ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری انرژی هسته ای تولید می کند

در سال 2019، 31 کشور نیروگاه هسته ای تجاری داشتند و در 14 کشور، انرژی هسته ای حداقل 20 درصد از کل تولید برق سالانه آنها را تامین می کرد. ایالات متحده بزرگترین ظرفیت تولید برق هسته ای را داشت و بیش از هر کشور دیگری برق هسته ای تولید کرد. فرانسه، با دومین ظرفیت تولید برق هسته ای و دومین تولید برق هسته ای، بیشترین سهم - حدود 70٪ - از کل تولید برق سالانه از انرژی هسته ای را به خود اختصاص داد.

پنج کشور برتر تولید برق هسته ای، 2019 کشور ظرفیت تولید برق هسته ای (میلیون کیلووات) تولید برق هسته ای (میلیارد کیلووات ساعت) سهم هسته ای از کل تولید برق کشور ایالات متحده 98.12 809.41 19% فرانسه 63.13 382.40 70% چین 45.52 330.12 5% روسیه 28.37 195.54 18% کره جنوبی 23.09 138.81 25% منبع: اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده، آمار بین المللی انرژی، از 24 مارس 2021

Question 7

انرژی هسته ای چیست و آیا یک منبع قابل دوام است؟

Accepted Answer

انرژی هسته ای چیست و آیا یک منبع قابل دوام است؟

آینده انرژی هسته ای به عنوان منبع برق ممکن است به توانایی دانشمندان برای ارزان تر و ایمن تر کردن آن بستگی داشته باشد.

انرژی هسته ای چیست؟ انرژی هسته ای چگونه کار می کند؟ آیا تابش یک خطر است؟ تفاوت بین شکافت هسته ای و همجوشی، نحوه سوخت رسانی اورانیوم به فرآیند و مزایا و معایب این منبع انرژی جایگزین را بیابید. انرژی هسته ای با تقسیم اتم ها برای آزادسازی انرژی موجود در هسته یا هسته آن اتم ها تولید می شود. این فرآیند، شکافت هسته‌ای، گرمایی تولید می‌کند که به یک عامل خنک‌کننده (معمولاً آب) هدایت می‌شود. بخار حاصل توربین متصل به ژنراتور را می چرخاند و برق تولید می کند.

حدود 450 راکتور هسته ای حدود 11 درصد برق جهان را تامین می کند. کشورهایی که بیشترین انرژی هسته ای را تولید می کنند، به ترتیب ایالات متحده، فرانسه، چین، روسیه و کره جنوبی هستند.

متداول ترین سوخت برای انرژی هسته ای اورانیوم است، فلزی که به وفور در سراسر جهان یافت می شود. اورانیوم استخراج شده به U-235 تبدیل می شود، نسخه غنی شده ای که به عنوان سوخت در راکتورهای هسته ای استفاده می شود زیرا اتم های آن به راحتی از هم جدا می شوند.

در یک راکتور هسته ای، نوترون ها - ذرات زیر اتمی که بار الکتریکی ندارند - با اتم ها برخورد می کنند و باعث شکافتن آنها می شوند. این برخورد - که شکافت هسته‌ای نامیده می‌شود - نوترون‌های بیشتری را آزاد می‌کند که با اتم‌های بیشتری واکنش می‌دهند و یک واکنش زنجیره‌ای ایجاد می‌کنند. یک محصول جانبی واکنش های هسته ای، پلوتونیوم ، می تواند به عنوان سوخت هسته ای نیز استفاده شود.

انواع راکتورهای هسته ای

در ایالات متحده اکثر راکتورهای هسته ای یا راکتورهای آب جوش هستند که در آنها آب تا نقطه جوش گرم می شود تا بخار آزاد شود، یا راکتورهای آب تحت فشار که در آنها آب تحت فشار نمی جوشد اما گرما را به منبع آب ثانویه برای تولید بخار هدایت می کند. . انواع دیگر راکتورهای انرژی هسته ای عبارتند از راکتورهای خنک شونده با گاز که از دی اکسید کربن به عنوان عامل خنک کننده استفاده می کنند و در انگلستان استفاده می شوند و راکتورهای نوترونی سریع که توسط سدیم مایع خنک می شوند.

تاریخچه انرژی هسته ای

ایده انرژی هسته ای در دهه 1930 آغاز شد ، زمانی که فیزیکدان انریکو فرمی برای اولین بار نشان داد که نوترون ها می توانند اتم ها را تجزیه کنند. فرمی تیمی را رهبری کرد که در سال 1942 اولین واکنش زنجیره ای هسته ای را در زیر استادیوم دانشگاه شیکاگو به دست آورد. در دهه 1950 مجموعه ای از نقاط عطف به دنبال داشت: اولین برق تولید شده از انرژی اتمی در رآکتور I آزمایشی آیداهو در سال 1951. نیروگاه هسته ای برای اولین بار در شهرستان اوبنینسک در اتحاد جماهیر شوروی سابق در سال 1954؛ و اولین نیروگاه اتمی تجاری در شیپینگ پورت، پنسیلوانیا، در سال 1957. ( در آزمون های ما در مورد انرژی هسته ای شرکت کنید و ببینید چقدر آموخته اید: برای قسمت اول، به اینجا بروید ؛ برای قسمت دوم، به اینجا بروید.)

انرژی هسته ای، تغییرات آب و هوایی، و طرح های آینده

انرژی هسته‌ای با توجه به وابستگی آن به منابع محدود و استخراج‌شده، انرژی تجدیدپذیر در نظر گرفته نمی‌شود ، اما از آنجایی که راکتورهای فعال هیچ یک از گازهای گلخانه‌ای را که به گرمایش جهانی کمک می‌کنند منتشر نمی‌کنند ، طرفداران آن می‌گویند که باید به عنوان یک راه‌حل تغییر آب و هوا در نظر گرفته شود . برای مثال، لزلی دوان، کاشف نوظهور نشنال جئوگرافیک، می‌خواهد رآکتور نمک مذاب را احیا کند ، که از اورانیوم مایع حل شده در نمک مذاب به عنوان سوخت استفاده می‌کند، و استدلال می‌کند که می‌تواند ایمن‌تر و کم‌هزینه‌تر از راکتورهای مورد استفاده امروزی باشد.

دیگران در حال کار بر روی رآکتورهای مدولار کوچکی هستند که می توانند قابل حمل و ساخت آسان تر باشند. نوآوری‌هایی مانند آن‌ها با هدف نجات صنعت در بحران انجام می‌شوند، زیرا نیروگاه‌های هسته‌ای کنونی همچنان پیر می‌شوند و نیروگاه‌های جدید در رقابت قیمت با گاز طبیعی و منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید ناکام هستند.

جام مقدس برای آینده انرژی هسته ای شامل همجوشی هسته ای است که وقتی دو هسته سبک با هم برخورد می کنند و یک هسته سنگین تر را تشکیل می دهند، انرژی تولید می کند . همجوشی می‌تواند انرژی بیشتری را ایمن‌تر و با زباله‌های رادیواکتیو مضر بسیار کمتری نسبت به شکافت تولید کند، اما فقط تعداد کمی از مردم - از جمله یک جوان ۱۴ ساله از آرکانزاس - موفق به ساخت راکتورهای همجوشی هسته‌ای فعال شده‌اند. سازمان‌هایی مانند ITER در فرانسه و موسسه فیزیک پلاسما ماکس پلانک در حال کار بر روی نسخه‌های تجاری قابل دوام هستند که تا کنون ناشناخته مانده‌اند.

خطرات انرژی هسته ای

مخالفان هنگام بحث علیه انرژی هسته ای به مشکلات زباله های هسته ای با عمر طولانی و شبح حوادث هسته ای نادر اما ویرانگر مانند حوادث چرنوبیل در سال 1986 و فوکوشیما دایچی در سال 2011 اشاره می کنند . فاجعه مرگبار چرنوبیل در اوکراین زمانی اتفاق افتاد که طراحی ناقص راکتور و خطای انسانی باعث افزایش برق و انفجار در یکی از رآکتورها شد. مقدار زیادی رادیواکتیویته در هوا منتشر شد و صدها هزار نفر مجبور به ترک خانه های خود شدند . امروزه، منطقه اطراف این گیاه - معروف به منطقه محرومیت - به روی گردشگران باز است اما فقط گونه‌های مختلف حیات وحش مانند گرگ‌های خاکستری در آن زندگی می‌کنند.از زمان تصاحب .

در مورد فوکوشیما دایچی ژاپن، پیامدهای زلزله و سونامی توهوکو باعث شکست فاجعه بار این نیروگاه شد. چندین سال بعد، شهرهای اطراف در تلاش برای بهبودی هستند، تخلیه‌شدگان همچنان از بازگشت می‌ترسند ، و بی‌اعتمادی عمومی تلاش‌های بازیابی را با وجود تضمین‌های دولت مبنی بر ایمن بودن بیشتر مناطق ادامه داده است.

حوادث دیگر، مانند ذوب جزئی در جزیره تری مایل پنسیلوانیا در سال 1979، به عنوان نمونه های وحشتناکی از خطرات رادیواکتیو انرژی هسته ای باقی مانده است. فاجعه فوکوشیما به طور خاص سؤالاتی را در مورد ایمنی نیروگاه ها در مناطق لرزه خیز مانند ارمنستان ایجاد کرد.متسامور ایستگاه قدرت.

سایر مسائل مربوط به انرژی هسته ای شامل مکان و نحوه ذخیره سوخت مصرف شده یا زباله های هسته ای است که هزاران سال به طور خطرناکی رادیواکتیو باقی می مانند . نیروگاه‌های هسته‌ای، که بسیاری از آنها به دلیل نزدیکی به آب برای خنک‌سازی در نزدیکی یا نزدیک سواحل واقع شده‌اند، با افزایش سطح آب دریاها و خطر طوفان‌های شدیدتر به دلیل تغییرات آب و هوایی مواجه هستند.

منبع محتوای انگلیسی : nationalgeographic

Question 8

دنیای انرژی در ایستگاه هسته ای Oconee

Accepted Answer

دنیای انرژی در ایستگاه هسته ای Oconee

آنچه را که پیدا خواهید کرد

از یادگیری نحوه تولید برق گرفته تا لذت بردن از یک پیک نیک در امتداد سواحل زیبای دریاچه Keowee، دنیای انرژی چیزی برای همه ارائه می دهد. این مرکز که در ایستگاه هسته‌ای Oconee در Seneca، SC واقع شده است، در جولای 1969، زمانی که ایستگاه هسته‌ای Oconee در حال ساخت بود، افتتاح شد. از آن زمان، بیش از 3 میلیون نفر از درهای ما عبور کرده اند.

با داشتن سه راکتور هسته ای، ایستگاه هسته ای Oconee یکی از بزرگترین نیروگاه های هسته ای کشور است. از زمان شروع به کار در سال 1973، بیش از 500 میلیون مگاوات ساعت برق به طور ایمن و قابل اطمینان تولید کرده است.

یک تجربه جذاب در داخل و خارج

چه بخواهید یک ساعت را پر کنید یا یک بعدازظهر کامل را سپری کنید، دنیای انرژی شما را سرگرم و آگاه نگه می دارد. با گشت و گذار در نمایشگاه های آموزشی ما در داخل مرکز آموزش شروع کنید. اما چیزهای زیادی برای دیدن در خارج وجود دارد - فقط فراموش نکنید که یک ناهار را بسته بندی کنید! پناهگاه پیک نیک ما مشرف به سواحل زیبای دریاچه Keowee است و راهی عالی برای پایان دادن به بازدید شما از دنیای انرژی است.

داستان انرژی

داستان انرژی یک راه سرگرم کننده و تعاملی برای یادگیری در مورد برق ارائه می دهد. بازدیدکنندگان در هر سنی متوجه چگونگی تولید انرژی از آب، زغال سنگ و اورانیوم و همچنین اهمیت روزافزون انرژی های تجدیدپذیر از باد و خورشید خواهند شد. تور خودراهنما به شما امکان می دهد با سرعت خود کاوش کنید، اما برنامه ریزی کنید که حداقل 30 دقیقه را صرف تماشای نمایشگاه های ما کنید.

طبیعت و حیات وحش

دنیای انرژی در سواحل دریاچه Keowee قرار دارد. حتماً به سمت شبه جزیره پیاده روی کنید و از مناظر خیره کننده لذت ببرید. می توانید ناهار را بیاورید و از پناهگاه پیک نیک ما لذت ببرید، یا در مسیر طبیعت گردی ما پیاده روی کنید.

پناهگاه پیک نیک

پناهگاه پیک نیک ما رایگان و برای عموم آزاد است. همچنین می‌توان آن را برای گردش‌های گروهی بزرگ، مانند گردهمایی‌های خانوادگی، پیک‌نیک‌های شرکتی و بازدید از مدرسه رزرو کرد.

برای بررسی در دسترس بودن یا رزرو یک گروه بزرگ، با شماره 800.777.1004 تماس بگیرید . لطفا قبل از رزرو، دستورالعمل های ما را مرور کنید.

اسکله قایق و اسکله ماهیگیری

قایقرانان دعوت می شوند تا از طریق آب به دنیای انرژی سفر کنند. ما یک اسکله قایق با چندین لغزش برای مهمانان خود داریم. ماهیگیری از اسکله ما با مجوز ماهیگیری معتبر کارولینای جنوبی مجاز است (برای کودکان زیر 16 سال لازم نیست).

بازی و فیلم

پس از گشت و گذار در داستان انرژی، از آزمایش دانش جدید خود در منطقه بازی های ویدیویی ما لذت خواهید برد. این بازی ها برای هر کودکی که می تواند بخواند به اندازه کافی ساده است. ما همچنین مجموعه گسترده ای از فیلم ها را داریم که در صورت عدم استفاده از سالن نمایش ما می توانند در صورت درخواست پخش شوند.

منبع انگلیسی با وی پی ان : duke-energy

Question 9

مرکز انرژی و محیط زیست در نیروگاه هسته ای هریس

Accepted Answer

مرکز انرژی و محیط زیست در نیروگاه هسته ای هریس

آنچه را که پیدا خواهید کرد

مرکز انرژی و محیط زیست هریس دارای نمایشگاه های تعاملی در مورد برق، بهره وری انرژی و مزایای انرژی هسته ای است. ایده آل برای دانش آموزان دبیرستانی و بالاتر، این مکان هیجان انگیز برای کاوش، لذت بردن و یادگیری است. این مرکز که در دو مایلی نیروگاه هسته‌ای هریس در نیو هیل، NC قرار دارد، تورهای کلاسی را با قرار قبلی ارائه می‌دهد.

نیروگاه هسته ای هریس یک تاسیسات هسته ای تک واحدی و 928 مگاواتی است که از سال 1987 در حال بهره برداری تجاری بوده است. این نیروگاه برق کافی برای تامین برق بیش از 550000 خانه تولید می کند.

بیاموزید که انرژی چگونه به دنیای ما نیرو می دهد مرکز انرژی و محیط زیست هریس مکانی رنگارنگ و هیجان‌انگیز برای دانش‌آموزان است که می‌توانند از نزدیک با انرژی آشنا شوند. یک تور مجازی در کارخانه هریس داشته باشید و نمایشگاه‌های جالب و تعاملی را که اطلاعاتی در مورد آن ارائه می‌دهند، بررسی کنید:

انرژی های جایگزین و تجدیدپذیر
انتقال برق
لحظات عالی در برق
بهره وری انرژی
پایش محیط زیست
نیروگاه های هسته ای چگونه کار می کنند
تاریخچه گیاه هریس

پس از گشت و گذار، در مسیر طبیعت بلوط سفید قدم بزنید و ناهار خود را در منطقه پیک نیک بخورید. منبع انگلیسی با وی پی ان : duke-energy

Question 10

در EnergyExplorium ایستگاه هسته ای | مراکز و برنامه های انرژی | به همراه مدارک pdf

Accepted Answer

مراکز و برنامه های انرژی | به همراه مدارک pdf

به دلیل احتیاط فراوان برای سلامتی شما و ما، EnergyExplorium برای بازدیدها و رویدادها در محل به طور موقت به روی عموم بسته است. ما ارائه های مجازی را ارائه می دهیم. برای اطلاعات بیشتر، نگاه کنید به کاوش بخش زیر .

آنچه را که پیدا خواهید کرد

از مسیر طبیعی و باغ پروانه‌ها گرفته تا نمایشگاه‌ها و بازی‌های تعاملی انرژی، چیزی برای همه در EnergyExplorium وجود دارد. EnergyExplorium که در ایستگاه هسته ای McGuire در هانترسویل، NC واقع شده است، فعالیت های آموزشی و سرگرم کننده را برای هر کسی که علاقه مند به یادگیری بیشتر در مورد تولید برق است، ارائه می دهد.

ایستگاه هسته ای مک گوایر در دریاچه نورمن، بزرگترین دریاچه ساخته دست بشر در ایالت واقع شده است. دریاچه نورمن توسط دوک انرژی در سال 1963 با سد کردن رودخانه Catawba با ایستگاه برق آبی Cowans Ford ساخته شد.

فرا گرفتن

نمایشگاه‌های ما را با موضوعاتی که شامل محیط زیست، آب و هوا، الکتریسیته، فرآیند انرژی هسته‌ای و موارد دیگر می‌شود، کاوش کنید. از نمایشگاه‌هایی که تاریخچه حوضه رودخانه Catawba را به تصویر می‌کشند تا بازی‌هایی مانند Wattage Watchdog و Energy Master Challenge، از میان بسیاری از فعالیت‌های هیجان‌انگیز و تعاملی که در مورد انرژی و الکتریسیته آموزش می‌دهند، انتخاب کنید.

تماشا کردن

در سالن بزرگ ما یک صندلی داشته باشید. برای تماشای یک فیلم یا میزبانی یک جلسه کاری یا گروه اجتماعی عالی است. حداکثر ظرفیت 80 است. فیلم‌های ما طیف گسترده‌ای از موضوعات انرژی و محیطی را پوشش می‌دهند و همه سنین می‌توانند از آن لذت ببرند. مدت زمان عناوین از پنج تا 30 دقیقه است. فیلم ها برای نیروهای پیشاهنگ، بازدید از مدرسه و گروه های آموزشی در دسترس هستند.

مشاهده مجموعه فیلم های ما (PDF)

کاوش کنید

از علاقه شما به مرکز آموزشی EnergyExplorium دوک انرژی در هانترسویل، NC

ارائه های مجازی در حال حاضر برای گروه های مدرسه (سن 12 سال به بالا)، اردوهای تابستانی (سن 12 سال به بالا)، گروه های مدنی و غیره در دسترس است. علاقه مند به رزرو یک ارائه مجازی هستید؟

منبع انگلیسی با وی پی ان : duke-energy

Question 11

انرژی هسته ای چگونه کار میکند | مدارک و مستندات هسته ای

Accepted Answer

انرژی هسته ای چگونه کار میکند | مدارک و مستندات هسته ایش

یک منبع انرژی پاک انرژی هسته ای از شکافتن اتم های اورانیوم - فرآیندی که شکافت نامیده می شود - منشا می گیرد . این گرما را برای تولید بخار تولید می کند که توسط یک ژنراتور توربین برای تولید برق استفاده می شود. از آنجایی که نیروگاه های هسته ای سوخت نمی سوزانند، گازهای گلخانه ای تولید نمی کنند.

انرژی هسته ای با تامین برق قابل اطمینان 24 ساعته، بخش مهمی از ترکیب انرژی لازم برای تامین نیاز برق است. و بدون انتشار کربن، یک منبع مهم انرژی پاک برای آینده باقی خواهد ماند.

برای بیش از 40 سال، دوک انرژی نیروگاه های هسته ای را اداره می کند . تعیین معیارهای صنعت برای ایمنی و کارایی در فرآیند. ما از سیستم های ایمنی اضافی و متنوع برای محافظت از مردم، کارکنان و محیط زیست استفاده می کنیم.
آیا می دانستید؟

حدود 20 درصد از برق آمریکا از انرژی هسته ای تامین می شود.
انرژی هسته ای 56 درصد از برق بدون کربن کشور ما را تشکیل می دهد.
نیروگاه های هسته ای کم هزینه ترین تامین کننده برق در مقیاس بزرگ هستند.
برخی از کشورها بیش از نیمی از برق خود را از انرژی هسته ای تولید می کنند.

مدارک مربوطه

منبع انگلیسی نیاز به وی پی ان : duke-energy

Question 12

انرژی هسته ای چگونه پدید می آید ؟

Accepted Answer

انرژی هسته ای چگونه پدید می آید ؟

انرژی هسته ای چیست؟ علم انرژی هسته ای هسته ای توضیح داد آندره آ گالیندو ، دفتر اطلاعات و ارتباطات عمومی آژانس

انرژی هسته ای شکلی از انرژی است که از هسته، هسته اتم ها که از پروتون ها و نوترون ها تشکیل شده است، آزاد می شود. این منبع انرژی می تواند به دو صورت تولید شود: شکافت – زمانی که هسته اتم ها به چند قسمت تقسیم می شوند – یا همجوشی – زمانی که هسته ها با هم ترکیب می شوند.

انرژی هسته ای که امروزه در سراسر جهان برای تولید الکتریسیته استفاده می شود از طریق شکافت هسته ای است، در حالی که فناوری تولید برق از همجوشی در مرحله تحقیق و توسعه است. این مقاله به بررسی شکافت هسته ای می پردازد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد همجوشی هسته ای .

شکافت هسته ای چیست؟

شکافت هسته ای واکنشی است که در آن هسته یک اتم به دو یا چند هسته کوچکتر تقسیم می شود و در عین حال انرژی آزاد می شود.

به عنوان مثال، هنگامی که یک نوترون برخورد می کند، هسته یک اتم اورانیوم 235 به یک هسته باریم و یک هسته کریپتون و دو یا سه نوترون تقسیم می شود. این نوترون‌های اضافی به سایر اتم‌های اورانیوم 235 اطراف برخورد می‌کنند، که در اثر ضربی نیز شکافته شده و نوترون‌های اضافی تولید می‌کنند، بنابراین در کسری از ثانیه یک واکنش زنجیره‌ای ایجاد می‌کنند.

هر بار که واکنش رخ می دهد، انرژی به شکل گرما و تشعشع آزاد می شود . گرما را می توان در یک نیروگاه هسته ای به الکتریسیته تبدیل کرد، مشابه نحوه استفاده از گرمای سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ، گاز و نفت برای تولید برق.

شکافت هسته ای (گرافیک: A. Vargas/IAEA)

نیروگاه هسته ای چگونه کار می کند؟

در داخل نیروگاه‌های هسته‌ای، راکتورهای هسته‌ای و تجهیزات آن‌ها واکنش‌های زنجیره‌ای را که معمولاً با سوخت اورانیوم ۲۳۵ تامین می‌شود، برای تولید گرما از طریق شکافت، حاوی و کنترل می‌کنند. گرما عامل خنک کننده راکتور، معمولاً آب، را برای تولید بخار گرم می کند. سپس بخار به سمت توربین‌های چرخشی هدایت می‌شود و یک ژنراتور الکتریکی را برای ایجاد الکتریسیته کم کربن فعال می‌کند.

جزئیات بیشتر در مورد انواع مختلف راکتورهای انرژی هسته ای را در این صفحه بیابید .

راکتورهای آب تحت فشار بیشترین استفاده را در جهان دارند. (گرافیک: A. Vargas/IAEA)

استخراج، غنی سازی و دفع اورانیوم

اورانیوم فلزی است که در سنگ های سراسر جهان یافت می شود. اورانیوم دارای چندین ایزوتوپ طبیعی است که شکل‌هایی از عنصری هستند که از نظر جرم و خواص فیزیکی متفاوت هستند اما دارای خواص شیمیایی یکسانی هستند. اورانیوم دارای دو ایزوتوپ اولیه است: اورانیوم-238 و اورانیوم-235. اورانیوم 238 اکثریت اورانیوم جهان را تشکیل می دهد اما نمی تواند یک واکنش زنجیره ای شکافت ایجاد کند، در حالی که اورانیوم 235 را می توان برای تولید انرژی از طریق شکافت استفاده کرد اما کمتر از 1 درصد اورانیوم جهان را تشکیل می دهد.

برای افزایش احتمال شکافت اورانیوم طبیعی، لازم است مقدار اورانیوم 235 در یک نمونه معین از طریق فرآیندی به نام غنی سازی اورانیوم افزایش یابد. پس از غنی‌سازی اورانیوم، می‌توان از آن به‌عنوان سوخت هسته‌ای در نیروگاه‌ها به مدت سه تا پنج سال استفاده کرد و پس از آن هنوز رادیواکتیو است و باید طبق دستورالعمل‌های سخت‌گیرانه برای محافظت از مردم و محیط‌زیست دفع شود. سوخت مصرف شده که به آن سوخت مصرف شده نیز گفته می شود، می تواند به انواع دیگر سوخت برای استفاده به عنوان سوخت جدید در نیروگاه های هسته ای ویژه بازیافت شود.

چرخه سوخت هسته ای چیست؟

زباله هسته ای

بهره برداری از نیروگاه های هسته ای زباله هایی با سطوح مختلف رادیواکتیویته تولید می کند. اینها بسته به سطح رادیواکتیویته و هدفشان متفاوت مدیریت می شوند. برای آشنایی بیشتر با این موضوع انیمیشن زیر را ببینید.

مدیریت پسماندهای رادیواکتیو

نسل بعدی نیروگاه های هسته ای که راکتورهای پیشرفته نوآورانه نیز نامیده می شوند، زباله های هسته ای بسیار کمتری نسبت به راکتورهای امروزی تولید خواهند کرد. پیش بینی می شود که تا سال 2030 آنها در دست ساخت باشند.

انرژی هسته ای و تغییرات آب و هوایی

انرژی هسته ای یک منبع کم کربن و انرژی است، چرا که بر خلاف نیروگاه های زغال سنگ، نفت یا گاز قدرت، نیروگاه های هسته ای عملا CO تولید نمی 2 در طول عملیات خود را. راکتورهای هسته ای نزدیک به یک سوم برق بدون کربن جهان را تولید می کنند و در تحقق اهداف تغییر آب و هوا بسیار مهم هستند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انرژی هسته ای و انتقال انرژی پاک، این نسخه از بولتن آژانس بین المللی انرژی اتمی را بخوانید .

نقش آژانس بین المللی انرژی اتمی چیست؟

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی استانداردها و دستورالعمل‌های بین‌المللی را برای استفاده ایمن و مطمئن از انرژی هسته‌ای برای حفاظت از مردم و محیط زیست ایجاد و ترویج می‌کند .
آژانس بین المللی انرژی اتمی با ارائه پشتیبانی فنی و مدیریت دانش از برنامه های هسته ای موجود و جدید در سراسر جهان حمایت می کند. آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از طریق رویکرد نقاط عطف ، به کشورهایی که می‌خواهند یک برنامه انرژی هسته‌ای را توسعه دهند و همچنین به کشورهایی که برنامه‌شان را از رده خارج می‌کنند، تخصص فنی و راهنمایی می‌کند.
آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از طریق پادمان‌ها و فعالیت‌های راستی‌آزمایی خود نظارت می‌کند که مواد و فناوری‌های هسته‌ای از استفاده صلح‌آمیز منحرف نشوند.
مأموریت های بازنگری و خدمات مشاوره ای به رهبری آژانس بین المللی انرژی اتمی، راهنمایی هایی را در مورد فعالیت های لازم در طول عمر تولید انرژی هسته ای ارائه می کنند: از استخراج اورانیوم تا ساخت، نگهداری و از کار انداختن نیروگاه های هسته ای و مدیریت پسماندهای هسته ای.
آژانس بین المللی انرژی اتمی ذخایر اورانیوم با غنای پایین (LEU ) را در قزاقستان مدیریت می کند که می تواند به عنوان آخرین چاره توسط کشورهایی که به اورانیوم اورانیوم کم غنی شده برای اهداف صلح آمیز نیاز دارند مورد استفاده قرار گیرد.

منبع محتوای انگلیسی : iaea

Question 13

اولین قطعه برای ساخت راکتور هسته ای چیست ؟

Accepted Answer

اولین قطعه برای ساخت راکتور هسته ای چیست ؟

منبع عکس : https://qz.com/

هر سوال جوابی دارد و با هر پاسخ راه برای نظرات باز خواهد شد .

ناسا با موفقیت یک راکتور هسته ای را که در فضا کار می کند آزمایش کرد

تجارت فضایی آیا تنها یک تجارت خصوصی است ؟ آیا میتوان با دید یک تجارت سودآور که هر انسانی بتواند در سود آن سهیم باشد آن را ساختار سازی کرد ؟

توسط تیم فرنهولز

گزارشگر ارشد

3 مه 2018این مقاله بیش از 2 سال قدمت دارد.

اگر فضا اقیانوس باشد ، ایستگاه فضایی بین المللی قایقی است که به ساحل بسته شده است. ماه جزیره ای نزدیک است که به طور مختصر از آن بازدید کرده ایم. برای ادامه کار یا ماندن بیشتر ، بشریت به قدرت بیشتری نیاز دارد.

اکنون ، ممکن است ناسا منبع آن را داشته باشد: یک راکتور هسته ای کوچک به نام KRUSTY ، برای راکتور کیلوپاور با استفاده از فناوری استرلینگ. (اگر از خود می پرسید که آیا این ممکن است به یک مجموعه انیمیشن محبوب معروف باشد ، نسخه قبلی آن با نام DUFF شناخته می شد).

این راکتور از شکافت هسته ای - انرژی آزاد شده با تقسیم اورانیوم 235 در یک هسته راکتور به اندازه یک حوله کاغذی - برای تولید 10 کیلووات قدرت برای مدت ده سال استفاده می کند ، که ناسا می گوید انرژی کافی برای تأمین انرژی چندین خانه است. چهار تا از راکتورها می توانند محل استقرار در سطح ماه را تأمین کنند.

منابع انرژی هسته ای می توانند بحث برانگیز باشند زیرا رادیواکتیویته مهلکی که می توانند در حوادث یا سو mal عملکرد از خود ساطع کنند. با این وجود آنها همچنان کارآمدترین و کم وزن ترین منبع انرژی با دوام هستند که وقتی شما ده ها هزار دلار برای هر کیلوگرم جرم به فضا می آورید ، بسیار مهم است.

در حالی که ماهواره های طولانی مدت از ایزوتوپ های رادیواکتیو برای تولید انرژی بدون شکافت هسته ای استفاده می کنند ، صفحات خورشیدی و باتری ها متداول ترین روش تولید انرژی در فضا هستند. با این حال ، انرژی مورد نیاز برای زنده نگه داشتن انسان بسیار بالاتر از نیازهای کاوشگران رباتیک است. نگه داشتن انسان در دمای مناسب در خلا of فضا ، در حالی که هوا را برای تنفس و آب برای نوشیدن فراهم می کند ، انرژی زیادی می برد. و سپس کارهایی است که انسان ممکن است در فضا انجام دهد ، مانند استخراج یخ و تبدیل آن به هیدروژن و اکسیژن.

محققان ناسا علاوه بر اینکه نشان دادند راکتور کوچک آنها می تواند نیروگاهی تولید کند ، آن را از طریق آزمایش های استرس برای اطمینان از عملکرد ایمن آن حتی در صورت خرابی سیستم ها یا فضانوردان برای خاموش کردن آن مورد استفاده قرار دادند.

در حال حاضر هیچ برنامه فوری برای ارسال KRUSTY به فضا وجود ندارد ، اما اگر نسخه ای از سطح زمین خارج شود ، اولین راکتور هسته ای در فضا نخواهد بود.

به لطف آزمایش های انجام شده با ماهواره های هسته ای در طول مسابقه فضایی جنگ سرد ، ده ها نفر هنوز در مدار هستند. آمریكا یكی را كه در مدار می ماند پرتاب كرد ، در حالی كه شوروی دهها مورد را راه اندازی كرد. هیچ یک از آنها به اندازه کافی قدرت تولید انرژی مورد نیاز برای سکونت طولانی مدت در فضا را نداشتند. یکی از اینها در انتهای شمال کانادا به زمین افتاد و منجر به آلودگی رادیواکتیو و نشست گران شد ، در حالی که دیگری ابر مایع هسته ای را آزاد کرد که هنوز در مدار شناور است.

علاوه بر تأمین زیرساخت های بقای فضای انسانی ، برخی از مهندسان آینده نگر بر این باورند که انرژی هسته ای تنها راه ایجاد موتور موشکی به اندازه کافی قدرتمند برای کاوش کارآمد منظومه شمسی است. قبل از اینکه بفهمیم آزمایشات هسته ای مرگبار برای مردم غیرنظامی چقدر است ، ایالات متحده تا سال 1975 این سیستم ها را آزمایش کرده است . ناسا به تازگی در سال 2013 آزمایش های غیر هسته ای چنین سیستم های پیشرانه ای را انجام داده است ، اما از آنجا که موتورهای موشکی حداقل یک بار در هنگام آزمایش منفجر می شوند ، نسخه هسته ای باید صبر کند تا انسانها تجربه کافی در فضا را داشته باشند تا آنها را در آنجا بسازد.

سوالات این دسته‌بندی

توسعه راکتور پیشرفته | انرژی هسته ای

فن آوری های راکتور پیشرفته

راکتور های آب سبک

راکتور هسته ای چگونه کار می کند؟

امروزه بیش از 400 راکتور تجاری در بیش از 30 کشور جهان کار می کنند

ایالات متحده بیش از هر کشور دیگری انرژی هسته ای تولید می کند

انرژی هسته ای چیست و آیا یک منبع قابل دوام است؟

دنیای انرژی در ایستگاه هسته ای Oconee

مرکز انرژی و محیط زیست در نیروگاه هسته ای هریس

در EnergyExplorium ایستگاه هسته ای | مراکز و برنامه های انرژی | به همراه مدارک pdf

انرژی هسته ای چگونه کار میکند | مدارک و مستندات هسته ای

انرژی هسته ای چگونه پدید می آید ؟

اولین قطعه برای ساخت راکتور هسته ای چیست ؟