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.

فهرست

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

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


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 المعدني

وقود التدريب، الأبحاث، النظائر، الذرات، المفاعلات

وقود الأكتينيدات

الوقود الخزفي

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

نيتريد اليورانيوم


كربيد اليورانيوم



الوقود السائل

الأملاح المنصهرة

المحاليل المائية من أملاح اليورانيل

الأشكال الفيزيائية الشائعة للوقود النووي

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 الماء المغلي

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

وقود وقود رمبك

وقود سرمت

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.


وقود الصوديوم

الوقود النووي المستهلك


الوقود المؤكسد في حوادث المفاعلا


سلوك الوقود والاشعاعات ما بعد الفحص


اضمحلال النظائر المشعة للوقود

بطارية النظائر المشعة


مولدات النظائر المشعة الكهروحرارية

وحدات تسخين النظار المشعة

Photo of a disassembled RHU



وقود الانصهار

الجيل الأول من وقود الانصهار

2H + 3H n (14.07 MeV) + 4He (3.52 MeV)
2H + 2H n (2.45 MeV) + 3He (0.82 MeV)
2H + 2H p (3.02 MeV) + 3H (1.01 MeV)

الجيل الثاني من وقود الانصهار

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

الجيل الثالث من وقود الانصهار


3He + 3He 2p + 4He (12.86 MeV)


p + 11B → 34He


انظر أيضاً

المصادر

وصلات خارجية

PWR fuel

BWR fuel

CANDU fuel

TRISO fuel

QUADRISO fuel

CERMET fuel

Plate type fuel

TRIGA fuel

Space reactor fuels

Fusion fuel