كيفية تخلص المفاعلات من الطاقة الحرارية
كيف تبدد المفاعلات الطاقة الحرارية
تعد تقنية المفاعلات ضرورية لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة النووية ، ولكنها أيضًا تولد كميات كبيرة من الطاقة الحرارية. لمنع ارتفاع درجة الحرارة والانهيارات المحتملة ، تستخدم المفاعلات طرق تبريد مختلفة لتبديد الحرارة. تشرح هذه المقالة كيفية تبديد المفاعلات للطاقة الحرارية وطرق التبريد المختلفة المستخدمة لتحقيق ذلك.
أهمية تبديد الطاقة الحرارية
تعتمد تقنية المفاعلات على الانشطار النووي لذرات اليورانيوم لإنتاج حرارة تحول الماء إلى بخار لتشغيل التوربينات وتوليد الكهرباء. ومع ذلك ، فإن الانشطار النووي يولد كمية كبيرة من الحرارة التي يمكن أن تؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وربما أحداث كارثية إذا لم يتم تبديدها بشكل صحيح. وبالتالي فإن تبديد الطاقة الحرارية هو جانب مهم من جوانب تشغيل المفاعل وسلامته.
أنواع طرق التبريد
هناك نوعان رئيسيان من طرق التبريد المستخدمة في المفاعلات:
1. التبريد السلبي
لا تتطلب أنظمة التبريد السلبي أي طاقة خارجية لتعمل ، لكنها تعتمد على ظواهر طبيعية مثل الحمل الحراري والجاذبية والإشعاع لتبديد الطاقة الحرارية. عادة ما تكون أنظمة التبريد السلبي هي خط الدفاع الأول في حالة توقف المفاعل أو حالات الطوارئ. يشملوا:
- الدوران الطبيعي: يستخدم الحمل الحراري الطبيعي لسائل التبريد لتدويره عبر المفاعل والمبادلات الحرارية.
- الإشعاع الحراري: ينبعث الطاقة الحرارية إلى البيئة المحيطة من خلال الإشعاع.
- الجاذبية: تستخدم الجاذبية لتدوير المبرد عبر المفاعل والمبادلات الحرارية.
2. التبريد النشط
تتطلب أنظمة التبريد النشطة طاقة خارجية لتشغيل واستخدام المضخات والمبادلات الحرارية ومعدات أخرى لتدوير المبرد وتبديد الطاقة الحرارية. عادة ما تكون أنظمة التبريد النشط طريقة التبريد الأولية أثناء تشغيل المفاعل المنتظم. يشملوا:
- التبريد بالماء: يستخدم الماء لنقل الطاقة الحرارية من المفاعل إلى المبادلات الحرارية.
- تبريد الغاز: يستخدم غازات مثل الهليوم أو ثاني أكسيد الكربون أو النيتروجين لنقل الطاقة الحرارية من المفاعل إلى المبادلات الحرارية.
- تبريد المعدن السائل: يستخدم معادن سائلة مثل الصوديوم أو الرصاص لنقل الطاقة الحرارية من المفاعل إلى المبادلات الحرارية.
خاتمة
تلعب تقنية المفاعلات دورًا مهمًا في توليد الكهرباء ، ولكنها أيضًا تولد كميات كبيرة من الطاقة الحرارية التي يجب تبديدها لمنع ارتفاع درجة الحرارة والانهيارات المحتملة. يتم استخدام طرق تبريد مختلفة لتحقيق ذلك ، بدءًا من أنظمة التبريد السلبية التي تعتمد على الظواهر الطبيعية إلى أنظمة التبريد النشطة التي تتطلب طاقة ومعدات خارجية. يعد التبديد المناسب للطاقة الحرارية ضروريًا للتشغيل الآمن للمفاعلات والوقاية من الحوادث.