ما هي الطاقة النووية؟
تعرف الطاقة النووية (بالإنجليزية: Nuclear energy) بأنها الطاقة الناتجة من نواة الذرة، حيث تحتوي نواة الذرة على قدر كبير من الطاقة التي تربط ذرات المادة معًا، مما يشكل الطاقة النووية. في الآونة الأخيرة، أصبح استخدام الطاقة النووية متزايدًا في مجالات متعددة، وأحد أبرز استخداماتها هو توليد الكهرباء. منذ عام 2011، استطاع العلماء إنتاج حوالي 15% من إجمالي كهرباء العالم من خلال محطات الطاقة النووية. من الضروري ملاحظة أن إنتاج الطاقة النووية يتطلب وقودًا، وهو عنصر اليورانيوم U-235، الذي يعد نادرًا. على الرغم من وجود اليورانيوم الطبيعي بكميات وفيرة في قشرة الأرض، إلا أن نسبة U-235 منه لا تتجاوز 1%.
آلية عمل الطاقة النووية
يوجد حاليًا أكثر من 400 مفاعل نووي في أكثر من 30 دولة، والتي تستخدم لتوليد الكهرباء. وفيما يلي توضيح لآلية عمل الطاقة النووية:
- يتم استخدام عنصر اليورانيوم أولاً لإنتاج حرارة تسخن المياه.
- تقوم الطاقة الحرارية الناتجة عن اليورانيوم بتسخين خزانات المياه داخل محطات الطاقة النووية، والتي تحتوي على كميات كبيرة من المياه.
- يتحول الماء في خزانات المياه إلى بخار بفعل الطاقة الحرارية.
- يُستخدم ضغط بخار الماء الناتج لتدوير المولدات التي تنتج الكهرباء.
- ينتج في النهاية بخار بارد قد لا يُستفاد منه، ويمكن جمعه باستخدام مكثف ليتم تحويله إلى ماء وإعادته إلى مولد البخار.
مصادر الطاقة النووية
توجد عدة مصادر للطاقة النووية، ومن أبرزها:
- الانشطار النووي
خلال هذه العملية، تنقسم نواة الذرة إلى نواتين متساويتين في الكتلة، وقد تحدث بشكل طبيعي أو يتم تحفيزها بواسطة إشعاعات كهرومغناطيسية، مثل أشعة جاما، مما ينتج قدرًا هائلًا من الطاقة.
- الاندماج النووي
تنتج هذه الطاقة من تفاعل العناصر الخفيفة مع العناصر الثقيلة، مُنتجةً كميات هائلة من الطاقة تُستخدم في تصنيع الأسلحة النووية الحرارية والقنابل الهيدروجينية.
مجالات استخدام الطاقة النووية
تتعدد استخدامات الطاقة النووية في مختلف مجالات الحياة، ومنها:
- تشغيل مركبات الفضاء في بيئات قاسية وصعبة، مثل تلك التي تُستخدم لاستكشاف الكواكب.
- توفير نسبة كبيرة من الكهرباء المستخدمة عالميًا.
- العلاج بالأشعة لقتل الخلايا السرطانية والتصوير الطبي النووي، الذي يختص في الكشف عن السرطانات والأورام.
- التحقيق في الجرائم من خلال تتبع آثار المواد الكيميائية للأدوات.
- مكافحة الحشرات الضارة بالمحاصيل الزراعية، مما يجعلها بديلاً عن المبيدات الحشرية الكيميائية.
إيجابيات وسلبيات الطاقة النووية
تتضمن الطاقة النووية مجموعة من الإيجابيات والسلبيات كما يلي:
| إيجابيات الطاقة النووية | سلبيات الطاقة النووية |
| صديقة للبيئة ولا تسبب انبعاث غازات ملوثة، مثل الكربون، إلى الجو. | اليورانيوم المستخدم كوقود للطاقة النووية غير متجدد ويتواجد بكميات محدودة. |
| تحتاج محطات الطاقة النووية لمساحات صغيرة مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى، مثل الطاقة الشمسية، التي تتطلب مساحات واسعة. | تتطلب تشغيل محطات الطاقة النووية تكاليف مرتفعة بسبب الأجهزة المعقدة المستخدمة فيها. |
| لا تنتج نفايات ضارة بعد التفاعلات، بل إن نفاياتها قابلة لإعادة التدوير. | قد تنتج خلال التفاعلات إشعاعات ضارة على البيئة. |
لاحظ أن الطاقة النووية تُعتبر من أقل مصادر الطاقة تأثيرًا على البيئة، حيث لا تصدر غازات تسبب الاحتباس الحراري، إذ تولد الطاقة من خلال انقسام نوى الذرات أو اندماجها لإطلاق طاقة هائلة.