وقود نووي

معالجة الوقود النووي

مخطط للمقارنة بين عدد الكتلة وطاقة الارتباط

Close-up of a replica of the core of the research reactor at the Institut Laue-Langevin

الوقود النووي Nuclear fuel، هي مادة تستخدم في المفاعلات النووية، وتكون على شكل وحدات قفصية الشكل تسمى وحدات الوقود fuel element. وتتكون وحدة الوقود من عدد من قضبان الوقود محفوظة في أنابيب من سبيكة الزركونيوم بأعداد 17 في 17 من قضبان الوقود في هيئة قفص يبلغ مقطعه 45 سم في 45 سم وطوله نحو 4 متر.

يستخدم اليورانيوم المخصب في صورة أكسيد اليورانيوم ويكون في شكل أقراص طول 5و2 سم وقطر نحو 9و0 سم وتعبأ في الأنابيب من سبيكة الزركونيوم ، طول الأنبوب 4 متر وتغلق من طرفيها محكمان بحيث لا تخرج منها شوائب مشعة أثناء عمل المفاعل. يحتوي أكسيد اليورانيوم المخصب في العادة على نسبة من النظير الانشطاري اليورانيوم-235 تصل إلى 3 %. ونظرا لأن خام اليورانيوم الطبيعي يحتوي على 0,7% من اليورانيوم-235 الانشطاري فقط والباقي يورانيوم-238 لا ينشطر ، فلا بد من استخدام اليورانيوم المخصب بنسبة بين 5و2 % و 0و4 % باليورانيوم-235 في المفاعلات التي تعمل بالماء العادي حيث يمتص الماء نيوترونات فيمنع من استمرار التفاعل النووي في المفاعل. أي أن نسبة اليورانيوم-235 المقدرة ب 3 % تعوض عدد النيوترونات الممتصة في الماء والضائعة بحيث يستمر التفاعل التسلسلي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 الوقود المؤكسد

 أكسيد اليورانيوم

The thermal conductivity of zirconium metal and uranium dioxide as a function of temperature

يستعمل ثاني أكسيد اليورانيوم المحتوي على نسبة 3 % من يورانيوم-235 الانشطاري في لمفاعلات االاكثر انتشارا ،مثل مفاعل الماء المغلي ومفاعل الماء المضغوط في محطات القوى لتوليد الكهرباء.

 وقود الأكسيد المختلط

المقالة الرئيسية: وقود الأكسيد المختلط

هو مخلوط من البلوتونيوم-239 واليورانيوم اطبيعي أو الناتج من عملية تخصيب اليورانيوم (يورانيوم منضب) ومواصفاته تعادل مواصفات الوقود المخصب باليورانيوم-235. وقد جرب استخدامه في عدة مفاعلات من مفاعل الماء المضغوط ومفاعل الماء المغلي.

وينتج البلوتونيوم-239 من مفاعلات الماء الخفيف المعتمدة على اليورانيوم المخصب ، ويتم فصل البلوتونيوم من وحدات الوقود المستهلكة في مصنع خاص يقوم بتدوير المواد النووية reprocessing. كما يمكن استغلال البلوتونيوم الموجود في القنابل النووية بعد تفكيكها في إطار الحد من التسلح النووي ، وخلطها مع اليورانيوم الطبيعي لتصنيع وحدات وقود تستخدم لإنتاج الطاقة.

 الوقود الخزفي

 نيتريد اليورانيوم

المقالة الرئيسية: نيتريد اليورانيوم

 كربيد اليورانيوم

المقالة الرئيسية: كربيد اليورانيوم

 الأشكال الفيزيائية الشائعة للوقود النووي

• 

  Nuclear Regulatory Commission (NRC) Image of unirradiated (fresh) fuel pellets.

• 

  NRC Image of fresh fuel pellets ready for assembly.

• 

  NRC picture of fresh fuel being inspected.

 حزمة الوقود

PWR fuel assembly (also known as a fuel bundle) This fuel assembly is from a pressurized water reactor of the nuclear-powered passenger and cargo ship NS Savannah. Designed and built by the Babcock and Wilcox Company.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 وقود مفاعل كاندو

CANDU fuel bundles Two CANDU ("CANada Deuterium Uranium") fuel bundles, each about 50 cm long, 10 cm in diameter. Photo courtesy of Atomic Energy of Canada Ltd.

 أشكال أقل شيوعاً

 وقود ماگنوكس

A magnox fuel rod

 وقود تريزو

TRISO fuel particle which has been cracked, showing the multiple coating layers

RBMK reactor fuel rod holder 1 – distancing armature; 2 – fuel rods shell; 3 – fuel tablets.

 وقود كوادريزو

QUADRISO Particle

 Plate type fuel

ATR Core The Advanced Test Reactor at Idaho National Laboratory uses plate type fuel in a clover leaf arrangement. The blue glow around the core is known as Cherenkov radiation.

 الوقود النووي المستهلك

المقالة الرئيسية: وقود نووي مستهلك

 الوقود المؤكسد في حوادث المفاعلا

المقالة الرئيسية: استجابة الوقود النووي في حوادث المفاعلات

 سلوك الوقود والاشعاعات ما بعد الفحص

المقالة الرئيسية: اشعاعات ما بعد الفحص

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 اضمحلال النظائر المشعة للوقود

 بطارية النظائر المشعة

المقالة الرئيسية: بطارية ذرية

 وحدات تسخين النظار المشعة

Photo of a disassembled RHU

 وقود الانصهار

 الجيل الأول من وقود الانصهار

²H + ³H $\rightarrow$ n (14.07 MeV) + ⁴He (3.52 MeV)

²H + ²H $\rightarrow$ n (2.45 MeV) + ³He (0.82 MeV)

²H + ²H $\rightarrow$ p (3.02 MeV) + ³H (1.01 MeV)

 الجيل الثاني من وقود الانصهار

²H + ³He $\rightarrow$ p (14.68 MeV) + ⁴He (3.67 MeV)

 الجيل الثالث من وقود الانصهار

المقالة الرئيسية: Aneutronic fusion

³He + ³He $\rightarrow$ 2p + ⁴He (12.86 MeV)

p + ¹¹B → 3⁴He

 انظر أيضاً

• Global Nuclear Energy Partnership
• Lists of nuclear disasters and radioactive incidentsقائمة الكوارث النووية
• بنك الوقود النووي
• دورة الوقود النووي
• اليورانيوم المعالج
• سوق اليورانيوم
• Integrated Nuclear Fuel Cycle Information System

 وصلات خارجية

 PWR fuel

• NEI fuel schematic
• Picture of a PWR fuel assembly
• Picture showing handling of a PWR bundle
• Mitsubishi nuclear fuel Co.

 BWR fuel

• Picture of a "canned" BWR assembly
• Physical description of LWR fuel
• Links to BWR photos from the nuclear tourist webpage

 CANDU fuel

• CANDU Fuel pictures and FAQ
• Basics on CANDU design
• The Evolution of CANDU Fuel Cycles and their Potential Contribution to World Peace
• CANDU Fuel-Management Course
• CANDU Fuel and Reactor Specifics (Nuclear Tourist)
• Candu Fuel Rods and Bundles

 TRISO fuel

• TRISO fuel descripción
• Non-Destructive Examination of SiC Nuclear Fuel Shell using X-Ray Fluorescense Microtomography Technique
• GT-MHR fuel compact process
• Description of TRISO fuel for "pebbles"
• LANL webpage showing various stages of TRISO fuel production

 QUADRISO fuel

• Conceptual Design of QUADRISO Fuel

 CERMET fuel

• A Review of Fifty Years of Space Nuclear Fuel Development Programs
• Thoria-based Cermet Nuclear Fuel: Sintered Microsphere Fabrication by Spray Drying
• The Use of Molybdenum-Based Ceramic-Metal (CerMet) Fuel for the Actinide Management in LWRs

 Plate type fuel

• List of reactors at INL and picture of ATR core
• ATR plate fuel

 TRIGA fuel

• General Atomics TRIGA fuel website

 Space reactor fuels

• Space Nuclear Conference 2005 (SNC '05)

 Fusion fuel

• Advanced fusion fuels presentation