مسیر اقتصاد/ در سال ۱۹۳۸، کشف شکافت هسته‌ای موجب ظهور انرژی هسته‌ای شد. در سال ۱۹۵۴، اولین نیروگاه هسته‌ای جهان با نام Gdansk O’Brien در شوروی ساخته شد که سرآغازی برای تولید برق هسته‌ای به شمار می‌رود. همزمان با میزبانی از نسل اول، نیروگاه‌های هسته‌ای به تدریج به عنوان مدل‌های آزمایشی ساخته شد. از اواخر دهه ۱۹۶۰ تا اوایل دهه ۱۹۷۰، نسل دوم نیروگاه هسته‌ای تجاری به‌طور گسترده در کشورهای صنعتی ساخته شد و توسعه انرژی هسته‌ای جهان را به اوج رساند.
نسل اول و دوم راکتورهای هسته‌ای
راکتورهای نسل اول در دهه ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ توسعه یافتند و آخرین راکتور نسل اول (Wylfa 1 در بریتانیا) در پایان سال ۲۰۱۵ تعطیل شد. در این نسل از راکتورها بیشتر از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت و از گرافیت به عنوان تعدیل‌کننده استفاده می‌شد. راکتورهای نسل دوم بیشتر ناوگان هسته‌ای کنونی ایالات متحده و سایر کشورها را تشکیل می‌دهند. در این نسل از راکتورها از سوخت اورانیوم غنی‌شده استفاده می‌شود و عمدتاً توسط آب، خنک و تعدیل می‌شوند.
ظهور نسل سوم راکتورهای هسته‌ای با ایمنی بالا
نسل سوم فناوری هسته‌ای با امنیت بالاتر پس از حادثه واحد دوم نیروگاه تری مایل آیلند (در سال ۱۹۷۹) و حادثه نیروگاه چرنوبیل (در سال ۱۹۸۶) به وجود آمد. اولین راکتورهای پیشرفته نسل سوم در ژاپن، چین، روسیه و امارات در حال بهره‌برداری و بقیه راکتورهای این نسل در دست ساخت و یا آماده سفارش هستند. این نسل از راکتورها حاصل پیشرفت‌های راکتورهای نسل دوم با ایمنی بالا هستند. در قرن بیست‌و‌یکم، افزایش قیمت نفت، گاز و زغال‌سنگ، توسعه صنعت هسته‌ای را دوباره تحریک کرد.
مزیتی که راکتورهای نسل سوم نسبت به نسل‌های پیشین خود دارند عبارتند از:
- طراحی استانداردتر برای هر نوع برای تسریع صدور مجوز، کاهش هزینه سرمایه و کاهش زمان ساخت
- طراحی ساده‌تر و مستحکم‌تر، کارکرد آنها را آسان‌تر کرده و آسیب‌پذیری نسبت به اختلالات عملیاتی کاهش می‌دهد
- دسترس‌پذیری و عمر عملیاتی بیشتر که به ۶۰ سال می‌رسد
- کاهش بیشتر احتمال حوادث ذوب هسته
- سوزاندن بالاتر برای استفاده کامل‌تر و کارآمدتر از سوخت و کاهش میزان ضایعات (افزایش بازدهی)
- افزایش طول عمر سوخت
جدول زیر تعدادی از راکتورهای نسل سوم که در حال ساخت و بازاریابی هستند و توسعه دهندگان آنها را نشان می‌دهد.
راکتورهای نسل چهارم؛ استفاده از سوخت مصرف شده نسل‌های قبلی و تولید هیدروژن
طرح‌های نسل چهارم هنوز روی کاغذ هستند. از ویژگی‌های این نسل چرخه سوخت بسته و سوزاندن اکتینیدهای[۱] با عمر طولانی است که اکنون بخشی از سوخت مصرف شده محسوب می‌شوند، به‌طوری‌که محصولات شکافت تنها زباله‌های سطح بالا (تشعشع بسیار پایین) هستند که دیگر قابل استفاده نیستند. از هفت طرح در دست توسعه با همکاری بین المللی، چهار یا پنج طرح راکتورهای نوترونی سریع خواهند بود. چهار مورد از خنک‌کننده‌های فلوراید یا فلز مایع استفاده می‌کنند، بنابراین در فشار کم کار می‌کنند. دو مورد با خنک‌کننده گازی خواهند بود. اکثر آنها در دمای بسیار بالاتر از راکتورهای خنک‌کننده آب فعلی کار می‌کنند. جدول زیر چند نمونه از این راکتورهای نسل چهارم و ویژگی‌های آنها را نشان می‌دهد.
در حالی که بحران انرژی با افزایش جمعیت و توسعه صنعت نمود بیشتری پیدا کرده است، یکی از اقدامات کشورهای پیشرفته دنیا سرمایه‌گذاری گسترده در فناوری هسته‌ای است و افزایش سهم برق هسته‌ای راهکاری است که این کشورها برای مقابله با این بحران در پیش گرفته‌اند.
منبع: World-nuclear.org
پینوشت:
[۱] ۱۵ عنصر فلزی از اکتینیم (با عدد اتمی ۸۹) تا لورنسیم (با عدد اتمی ۱۰۳) واقع در دورهٔ هفتم جدول تناوبی
