مفاعل ماء خفيف
مفاعل الماء الخفيف (بالإنجليزية: light water reactor) هو نوع من المفاعلات النووية الحرارية thermal reactor يستخدم الماء العادي كمهدئ للنيوترونات وللتبريد، بعكس المفاعلات التي تستخدم الماء الثقيل لتهدئة سرعة النيوترونات وكمبرد. ومفاعلات الماء الخفيف هي أكثر أنواع المفاعلات انتشارا والتي تستخدم لإنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة النووية.
وتوجد ثلاثة أنواع من مفاعل الماء الخفيف، مفاعل الماء المضغوط، ومفاعل الماء المغلي والمفاعل الذي يسمى مفاعل الماء فوق الحرج supercritical water reactor.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
تصميم المفاعل
ينتج مفاعل الماء الخفيف الطاقة الحرارية عن طريق التفاعل الانشطاري المتحكم فيه. ويتكون المفاعل من قلب المفاعل الذي يحتوي على وحدات الوقود النووي. وهو يحتوي أيضاً على قضبان للتحكم في سير التفاعل. ويتكون الوقود النووي من قضبان من الوقود النووي يبلغ قطرها 1 سم وطولها نحو 7و3 متر، وهي مجمعة في حزم تسمى وحدات الوقود ويكون شكلها شكل القفص.
ويوجد في داخل كل قضيب وقود أقراص من اليورانيوم في شكل أكسيد اليورانيوم، بيلغ طول القرص نحو 5و2 سم وهي مرصوصة داخل قضيب الوقود (أنبوب) فوق بعضها. وتوجد في قلب المفاعل أيضا قضبان التحكم وهي تحتوي على مادة مثل الهافنيوم أو الكادميوم وهي تتميز بإمتصاصها للنيوترونات. وعند تغتيص قضبان التحكم في قلب المفاعل فلا يمكن للتفاعل النووي أن يأخذ مجراه بسبب عدم وجود النيوترونات.
وعلى العكس عند سحب قضبان التحكم من قلب المفاعل تدريجيا تبدأ النيوترونات الاصطدام بأنوية ذرات اليورانيوم-235 أو البلوتونيوم-239 وعي المواد الإنشطارية، ويبدأ التفاعل التسلسلي يأخذ مجراه رويداً رويداً ويشتد. وتوجد جميع تلك الأجزاء في خزان ضغط أو غلاية ضغط محكمة مليئة بالماء، ويسمى خزان ضغط المفاعل.
وتحول الحرارة المتولدة عن الإنشطار في مفاعل الماء المغلي الماء إلى بخار، وهو يوجه مباشرة إلى تشغيل توربينات لتوليد الكهرباء. أما في مفاعل الماء المضغوط فتحول الحرارة الناشئة عن الانشطار النووي إلى دائرة ماء لأخرى تسمى الدائرة الثانوية عن طريق مبادل حراري، والبخار المتولد في الدورة الثانوية هو الذي يستخدم لتشيل التوربينات.
مفاعلات الماء الخفيف المطروحة حالياً تضم التالين:
إحصائيات مفاعلات الماء الخفيف
بيانات من الوكالة الدولية للطاقة الذرية.[1]
| المفاعلات الشغالة. | 359 |
| المفاعلات قيد الإنشاء. | 27 |
| عدد البلدان التي فيها مفاعلات ماء خفيف | 27 |
| سعة التوليد (گيگاواط). | 328.4 |
وفي كلتا الحالتين يعود البخار بعد إدارته للتوربينات إلى مكثف للماء لإعادة الدورة. [2]
 صورة متحركة مفاعل الماء المضغوط. |
 صورة متحركة، مفاعل الماء المغلي. |
ويؤخذ ماء التبريد المستخدم في مكثف البخار من نهر أو بحر مجاور. ويعاد ماء تبريد المكثف إلى النهر دافئاً نوعاً ما. كما يمكن تبريدالحرارة الزائدة عن طريق أبراج التبريد فتنتشر الحرارة الزائدة في الجو. وتستخدم بلاد كثيرة مثل الولايات المتحدة والدول الأوروبية واليابان وكوريا مفاعلات الماء الخفيف لإنتاج الطاقة بالمقارنة بكندا وأيضا الصين التي تستخدم الماء الثقيل في مفاعلاتها. [3]
انظر أيضاً
المصادر
- ^ "IAEA - LWR". Retrieved 2009-01-18.
- ^ "European Nuclear Society - Light water reactor". Retrieved 2009-01-18.
- ^ "Light Water Reactors". Retrieved 2009-01-18.