كتب استنسال الوقود النووي
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
استنسال الوقود النووي (معلومة)
يتكون اليورانيوم الطبيعي من 99,3 % من النظير 238U ونحو 0,7 % من اليورانيوم-235 الانشطاري 235U. ولاستخدامه في الفاعلات النووية المعتادة مثل مفاعل الماء المغلي لا بد من رفع نسبة اليورانيوم الانشطاري يورانيوم-235 إلى نسبة بين 3% و4% التي تصنع منها وحدات الوقود. وتسمى تلك العملية عملية تخصيب اليورانيوم.
وأثناء تشغيل مفاعل نووي يتحول جزء من اليورانيوم-238 إلى يورانيوم-239 عن طريق امتصاص نيوترون. وهذا النظير يجري عمليتان تحلل بيتا ويتحول إلى بلوتونيوم-239، وهو نظير انشطاري لها تقريبا نفس الخواص الانشطارية لليورانيوم-235D. وفي المفاعل يساعد جزء من البلوتونيوم-235 المتكون مع اليورانيوم-235 على إنتاج الطاقة. ويمكن بعد ذلك فصل جزء البلوتونيوم-239 الباقي من المادة النووية المستهلكة وخلطها باليورانيوم الطبيعي لصناعة وحدات وقود جديدة. تسمى الوحدادت المخلوطة الجديدة وحدات أكسيد موكس Mixed oxide fuel element (MOX).
وتتم التفاعل الذي يتحول فيه اليورانيوم-238 إلى بلوتونيوم-239 كالآتي:
وطبقا للتفاعل: تمتص نواة اليورانيوم-238 نيوترونا فتتحول إلى النظير يورانيوم-239، وذه النواة غير مستقرة وتتحلل سريعا عن طريق تحلل بيتا فتنشأ نواة نيوبيوم-239 ،وهذه الأخرى تتحلل عن طريق تحلل بيتا مرة ثانية بتصبح بلوتونيوم-239. وتبين الأعداد التحتية في معادلة التفاعل عدد البروتونات في اليورانيوم (92 برتون)، وفي النيوبيوم (93) وفي البلوتونيوم (94 بروتون).
أي أن الاستنسال أو توليد وقود جديد ينتج من الجزء الفائض من البلوتونيوم-239 الذي لم يُستهلك في المفاعل. ولكن هذا التفاعل يتم بكثرة في مفاعل خاص لا يحتوي على مادة مهدئة لسرعة النيوترونات مثل الماء، ويحتاج للنيوترونات السريعة لتحويل اليورانيوم-238 إلى بلوتونيوم-239.
فإن مفاعل الاستنسال السريع لا يسمى بهذا الاسم لأنه يولد وقودا جديدا سريعا،، وإنما لأنه يحتاج النيوترونات السريعة للقيام بعملية توليد وقود جديد.
