دانلود مقاله قدرت هسته‌ ای

قدرت هسته‌ای این مقاله درباره استفاده و کاربرد راکتور‌های هسته‌آی بعنوان منابع قدرت می‌باشد.

یک نیروگاه هسته‌ ای توان هسته‌ای کنترل شده استفاه از واکنش‌های هسته‌ای جهت آزاد کردن انرژی برای تولید گرما و تولید الکتریسته می‌باشد.

انرژی هسته‌ای بوسیله‌ یکی واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای کنترل شده تولید می‌شود و گرمای بوجود آمده حاصل از آن برای جوشاندن آب، تولید نجار و به حرکت در‌آوردن توربین بخار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در سال 2004 میلادی انرژی هسته‌ای 5/6% انرژی کل دنیا و همچنین 7/15% الکتریسته دنیا را تأمین نموده است.

وضعیت انرژی هسته‌ای جهانی است.

ملت‌ها در سیر مسیر سبز راکتور‌هایی داشتند و راکتور‌های جدیدی ساختند، آنها در مسیر روشن مسیرشان نخستین راکتور‌ شان را ساختند، آنها در مسیر زرد روشن مسیرشان نخستین راکتور‌شان را در نظر گرفتند، در مسیر آبی (افق آبی) راکتور‌هایی داشتند اما نساختند یا کاراندازی آنها در افق آبی در نظر گرفته نشد و آنها در افق قرمز همه راکتور‌های تجاری را از راه‌اندازی باز داشته‌اند ببینید همچنین انرژی هسته‌ ای در کشور ببینید همچنین : فهرست راکتور‌های هسته‌ای را در سال 2004 انرژی هسته‌ای 5/6% انرژی دنیا و 7/15% برق دنیا را تأمین نمود آمریکا، فرانسه و ژاپن بطور کل 57% برق هسته‌ای دنیا را تولید کردند.

در سال 2007 آژانس بین المللی انرژی اتمی (IAEA) گزارش داد که 435 راکتور قدرت هسته‌ای در دنیا در حال بهره‌برداری هستند.

این تعداد راکتور‌ها در 31 کشور مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند.

آمریکا بیشترین انرژی هسته‌ای را تولید می‌کند بوسیله قدرت هسته‌ای 20% برق مصرفی‌اش را فراهم می‌کند ضمن آنکه فرانسه بیشتری درصد مصرف برق خود را از انرژی هسته‌ای فراهم می‌کند که در سال 2006 مقدار آن 80% بود.

در اتحادیه اروپا انرژی هسته‌ای 30 درصد برق مصرفی آنها را تولید می‌کند.

سیاست انرژی هسته‌ای بین کشورها متفاوت است.

تعدادی از کشورهای مانند اتریش و ایرلند فعالیتی در زمینه نیروگاههای هسته‌ای ندارند.

تعدادی از ارتشها و تعدادی از کشتیهای یخ شکن از نیروی رانش انرژی هسته‌ای استفاده می‌کنند یعنی نیروی محرکه آنها راکتور هسته‌ای می‌باشد.

تحقیقات بین المللی در حال پیشرفت مربوط به بهبود ایمنی در زمینه ایمن بودن ذاتی نیروگاهها، استفاده از گداخت هسته‌ای واستفاده‌های دیگر از حرارت تولید شده همانند تولید هیدروژن (در حمایتاز اقتصاد هیدروژنی)، برای شیرین کردن آب دریا و استفاده در سیستم‌های حرارتی در حال انجام است.

واکنشهای هسته‌ای کنترل شده همچنین برای اهداف دیگر نیز استفاده می‌شوند مانند تبدیل هسته‌ای و تابش ذرات استفاده در تحقیقات (مانند شتاب دهنده‌‌های ذرات)، پزشکی و کاربرد‌های متنوع دیگر (مانند آشکار سازهای دود و باتری‌های اتمی)‌ تاریخ منابع نخستین آزمایش موفقیت آمیز با شکافت هسته‌ ای در برلین در سال 1938 بوسیله فیزیکدان‌های آلمانی، اتوهان، لیزمتینر و فرتیز اسمن انجام گرفت.

در طول جنگ جهانی دوم، تعدادی از کشورها برنامه‌های مختلفی از انرژی هسته‌ای را توسعه دادند نخستین کانون، توسعه راکتور‌ های هسته‌ ای بود.

نخستین واکنش هسته‌ای زنجیره‌ای خود نگهدار در دانشگاه شیکاگو آمریکا بوسیله انریکو فرمی در 2 دسامبر 1942 بدست آمد.

راکتور‌هایی که پایه‌گذاری شدند روی این تحقیقات استفاده شدند برای تولید پلوتونیوم مورد نیاز سلاح هسته‌ای «مرد چاق» که روی ناکازاکی ژاپن فرود آمد.

چندین کشور ساخت راکتور‌های هسته‌ای را شروع کردند، و همچنین مقدمه استفاده از تسلیحات هسته‌ای و همچنین تحقیقاتی در زمینه استفاده غیر نظامی برای تولید برق را مدنظر قرار دادند.

برق برای نخستین بار در 20 دسامبر 1951 در یک راکتور هسته‌ای تولید شد در نیروگاه EBR-I نزدیک آرکو، ایالت آیداهو آمریکا که در آغاز 100kw توان تولید نمود.

راکتور آرکو همچنین بصورت جزئی در سال 1955 قلب آن ذوب شد در سال 1952 کمیسیون سیاست‌گذاری مواد رئیس‌جمهوری برای هری تروهن یک ارزیابی بدبینانه نسبی از انرژی هسته‌ای تهیه نمود و تعیین نمود.

تحقیق با پشتکار در میدان انرژی خورشیدی را .

در دسامبر 1953 رئیس جمهور آمریکا آیزنها و پیشنهاد اتم برای صلح را مطرح نمود.

دولت آمریکا قویاً از استفاده بین‌المللی انرژی هسته‌ای حمایت نمود.

سالهای اولیه در 27 ژوئن، سال 1954، نخستین نیروگاه هسته‌ای، تولید برق برای شبکه را در شهر ابنینک روسیه آغاز کرد.

راکتور مذکور 5 مگاوات الکتریکی توان تولید می‌نمود که برای 2000 خانه کافی بود.

یکی از نخستین سازمانهای توسعه جهت بهره‌برداری از قدرت هسته‌ای نیروی دریایی آمریکا بود برای این منظور پیش برنده‌های زیر‌دریایی‌ها و هواپیما‌ها مدنظر قرار گرفتند.

آن یک رکورد خوب در ایمنی هسته‌ای ثبت نمود.

نیروی دریایی آمریکا بیشتر از سایر کشورها راکتور‌های هسته‌ای را عملیاتی نمود.

که این امر شامل نیروی دریایی شوروی سابق هم می‌شود.

البته هیچگونه برخوردی بین این دو کشور بوجود نیامد.

نخستین زیر دریایی اتمی آمریکا بنام ناتیلوس (SSN-571) به داخل دریا در سال 1955 وارد شد دو زیر دریایی اسکورپین و دریشر در دریا غرق شدند البته از دست رفتن آنها ربطی به راکتور‌های پیش ران آنها نداشت.

نخستین نیروگاه هسته‌ای تجاری دینا در سیلافیلد انگلیس در سال 1965 شروع به کار نمود که ظرفیت اولیه آن 50 مگاوات بود که بعداً 200 مگاوات شد.

نخستین راکتور تجاری مورد استفاده در کشتیرانی در سال 1957 در پنسیلوانیا آمریکا بود.

در سال 1954 انرژی اتمی آمریکا درباره برق صحبت نمود.

که در آینده برای بدست آوردن برق ارزان باید به انرژی هسته‌ای توجه نمود.

در سال 1955 کشورها در نخستین کنفرانس جنوا که بزرگترین گردهمایی دانشمندان و مهندسان بود، کاوش در زمینه تکنولوژی را مدنظر قرار دادند.

در سال 1957 همچنین شروع فعالیت‌های آژانس بین‌المللی انرژی اتمی آغاز شد.

توسعه در سال 1973، بحران نفت تأثیر مهمی در ساخت نیرو‌گاههای هسته‌ای در سطح دنیا داشت تحریم نفت منتهی به رکود اقتصادی در جهان شد، حفظ انرژی و تورم بالا باعث کاهش طرحهای مورد درخواست ظرفیت تولید برق در آمریکا شد و پرداخت هزینه چنین طرح متمرکز بزرگی مشکل می‌نمود.

این به لغو سفارش بیش از 100 راکتور در آمریکا کمک کرد.

در سال 1973 نیروگاههای فسیلی 17 درصد برق آمریکا را تولید نمودند.

امروزه، نفت یک منبع ناچیزی برای تولید برق می‌باشد (بجز در هاوایی)، ضمن آنکه امروزه 20% برق مصرفی آمریکا توسط انرژی هسته‌ای بدست می‌آید.

بحران نفت سبب شده دیگر کشور‌ها مانند فرانسه و ژاپن بیشتر به انرژی هسته‌ای جهت تولید برق تکیه کنند که به ترتیب 73% و 39% می‌باشد آنها در این زمینه سرمایه‌گذاری سنگین‌تری را انجام می‌دهند.

در حال حاضرذ انرژی هسته‌ای در حدود 80% و 30% برق مورد نیاز کشورهای فرانسه و ژاپن را در به ترتیب تأمین می‌کند.

افزایش اولیه نصب نیروگاههای هسته‌ای با سرعت انجام گرفت از کمتر از 1 گیگاوات در سال 1960 تا 100 گیگاوات در سال اواخر سال 1970 و 300 گیگا وات تا اواخر سال 1980 از سال 1980 به بعد روند رشد به کندی انجام گرفت بطوریکه تا سال 2005 به 366 گیگا وات رسید.

بین سال 1970 و 1990 بیشتر از 50 گیگاوات ظرفیت نیروگاهی هسته‌ای در حال ساخت بود.

در سال 2005، در حدود 25 گیگا وات ظرفیت جدید برنامه ریزی شده بود.

بیشتر از نیروگاههای هسته‌ای بعد از ژانویه سال 1970 سفارش داده شده بودند سرانجام ساخت آنها لغو شد.

شرکت ویستگهاوس نیروگاههای هسته‌ای 3 و 5 را فراهم نمود ولی هرگز کامل نشدند در طول سال 1970 تا 1980 افزایش هزینه‌های اقتصادی و سقوط قیمت سوخت فسیلی باعث شد که نیروگاههای هسته‌ای در حال ساخت جذابیت خود را از دست بدهند.

در سال1980 آمریکا و در سال 1990 ارشد رشد بار یکنواخت والاتر .

حرکتی کلی بر علیه ایجاد نیروگاه‌ هسته‌ای در دهه سوم قرن بیستم شکل گرفت که اساسش بر احتمال حادثه هسته‌ای و ترس از تابش هسته‌ای و تولید پسمان‌های هسته‌ای، حمل و نقل و ا نبار نمودن آن است.

بوده در بخش‌های اروپایی، در نیوزیلند، فیلپین و آمریکا، حتی در آمریکا و سراسر اروپا سرمایه‌گذاری در تحقیق و چرخه سوخت هسته‌ای ادامه داشته است و تعدادی از متخصصان کمبود برق، افزایش قیمت سوخت فسیلی، گرم شدن جهان بعلت استفاده از سوخت فسیلی، تکنولوژی جدید همچون ایمنی ذاتی نیروگاهها، و امنیت انرژی ملتها تقاضای برای ساخت نیروگاههای هسته‌ای را تجدید خواهد کرد.

تعدادی از کشورها فعالیت در توسعه نیروی هسته‌ای را ادامه میدهند مانند ژاپن، چین و هند، همه فعالیت‌های آنها در زمینه هر دو تکنولوژی راکتورهای حرارتی و سریع می‌باشد، کره‌جنوبی و آمریکا فقط تکنولوژی راکتور حرارتی را توسعه می‌دهند آفریقای جنوبی و چین توسعه مدلهای راکتور قیاسی با بستر شنی را مدنظر قرار داده‌اند.

فنلاند و فرانسه فعالیت آنها در زمینه برنامه‌های هسته‌ای ادامه دارد.

فنلاند یک راکتور آب تحت فشار اروپایی که توسط شرکت Areva ساخته می‌شود را در حال ساخت دارد.

ژاپن فعالیت‌های جدیدی در زمینه ساخت نیروگاههای هسته‌‌ای داشته که در سال 2005 وارد شبکه شده است دپارتمان درخواست انرژی نیروی هسته‌ای تا سال 2010 برنامه دارد.

و سیاست آن اهداء جایزه و بودجه عملکرد سیاست انرژی و یا رانه تصویب شده برای 6 راکتور جدید در سال 2005 بود و نظام ا یمنی انرژی احتمال خطر درک شده روی سلامتی شهروندان و ایمنی آنها، حادثه سال 1979 در نیروگاه تری مایل ایزلند آمریکا و فاجعه 1986 چرنوبیل باعث توقف ساخت نیروگاههای هسته‌ای در تعدادی از کشور‌ها شد، هر چند در آمریکا ساخت نیروگاه جدید قبل از حادثه تری مایل ایزلند بعد از بحران نفت سال 1973 رو به افول نهاده بود.

وانیستو بروکینگ اعلام کرد که واحد‌های هسته‌ای جدید سفارش داده نشده‌اند.

بدلایل اقتصادی و همچنین تریس از حادثه.

برخلاف حادثه تری مایل آیلند، حادثه چرنوبیل دارای اوضاع وخیم و نگران‌ کننده‌ای بود.

راکتور چرنوبیل از نوع راکتور RBMK بود که در اتحاد جماهیر شوروی سابق استفاده می‌گردد و فاقد محفظه پوششی گنبد راکتور می‌باشد.

در سازماندهی بین المللی بمنظور ارتقاء آگاهی در زمینه ایمنی و توسعه تخصصی در بهره‌بردارها در تجهیزات هسته‌آی موارد ذیل بوجد آمده است: وانو : انجمن جهانی بهره‌برداری هسته‌ای آینده صنعت هسته‌ای طی گزاش در مارس 2007، راکتور «وات بار – یک » که در سال 1997 وارد مدار شد آخرین راکتور هسته‌ای تجاری آمریکا بود که وارد مدار شد.

این مورد نقل شده بعنوان مدرکی موفقیت آمیز جهت به ترتیب خارج نمودن نیروگاههای هسته‌ای پس از پایان عمرشان، بهر‌حال مقاومت سیاسی در زمینه قدرت هسته‌ای موفقیت آمیز مجوز ساخت راکتور‌ی با تولید دمای خیلی بالا برای تولید برق و هیدورژن را صادر نمود.

در اوایل، قرن 21، در کشور هند و چین علاقمندند که با گسترش و رشد تکنولوژی هسته‌ای در کشورشان اقتصاد خود را شکوفا کنند.

و در این راستا به توسعه راکتور‌های سریع زاینده پرداخته‌اند.

در سیاست انرژی انگلستان مشخص شد که در آینده با کسری تأمین انرژی مواجه هستند.

بنابراین ممکن است که این کسری انرژی را با ساخت نیروگاههای جدید با تعمیر نیروگاههای موجود جهت کار کردن فراتر از طول عمر آنها این کسری انرژی را جبران کنند.

در 22سپتامبر، 2005 در آمریکا اعلام شد که دو مکان برای ساخت راکتور‌های جدید در نظر گرفته شده‌اند (انحصاراً راکتور‌های قدرت جدید جهت ساخت برنامه‌ریزی شده‌اند) به برنامه هسته‌ای سال 2010 نگاه کنید.

تکنولوژی راکتور هسته‌ای نیروگاههای قدرت حرارتی غیر اتمی، همه دارای یک منبع سوخت برای تولید حرارت هستند بر امثال گاز، ذغال‌سنگ و یا نفت.

برای نیروگاههای اتمی، این گرما بوسیله شکافت هسته‌ای داخل راکتور هسته‌ای فراهم می‌شود.

زمانیکه یک تعداد زیادی از هسته‌های شکافت پذیر (معمولاً اورانیوم 235 یا پلوتونیوم 235) با جذب نوترون تبدیل به دو یا چند هسته کوچکتر بعنوان محصولات شکافت، انرژی آزاد شده و نوترونها در یک هسته فرایند شکافت هسته‌ای گفته می‌شود.

نوترونها پس شکافت بیشتری انجام می‌دهند و الی آخر.

زمانیکه این واکنش زنجیره‌ای هسته‌ای کنترل شد انرژی آزاد شده می‌تواند سبب گرم شدن آب، تولید بخار و حرکت توربین و نهایتاً تولید برق شود.

باید یادآوری کرد که یک انفجار هسته‌‌ای شامل یک واکنش زنجیره‌آی کنترل نشده است.

آهنگ شکافت هسته‌ای در یک راکتور قادر نیست که که یک انفجار هسته‌ای شامل یک واکنش زنجیره‌ای کنترل نشده است.

آهنگ شکافت هسته‌ای در یک راکتور قادر نیست که یک انفجار هسته‌ای را سبب شود زیرا مقدار غنای اورانیوم غنی می‌شود) واکنش زنجیره‌ای کنترل شده در سرتاسر استفاده از مواد که جذب و نوترون را کند می کنند استفاده می‌شود.

در راکتور‌هایی با سوخت اورانیوم، نوترونها، باید کند شوند زیرا نوترونهای کند بیشترین تمایل برای شکافت در هنگامیکه به اورانیوم 235 می‌خورند را دارا می‌باشند.

راکتور‌های آب سبک از آب معمولی بعنوان کند کننده و خنک کننده استفاده می‌کنند.

در زمان بهره‌برداری اگر دمای آب افزایش یابد بنابراین چگالی آن پایین آمده و نوترونها کمتر کند شده و در نتیجه کمتر باعث شکافت می‌شوند.

آن یک فیدبک منفی جهت به تعادل رساندن آهنگ واکنش نوترون است.

تعدادی دیگر از طراحیهای دیگر تولید قدرت هسته‌ای، راکتور‌های مدلیر قدرت IV هستند.

این راکتور‌ها فعلاً در مرحله تحقیقاتی بوده و در آینده مورد استفاده عملی قرار می‌گیرند.

تعدادی از راکتور‌های پیشرفته طراحی شده که می‌توانند بحرانی شوند این راکتور‌ها از نسل قبلی خیلی تمیز‌تر، ایمن‌تر و کمتر احتمال خطر گسترش تسلیحات اتمی وجود دارد.

گداخت هسته‌ای می‌تواند در اصل نیروگاههای قدرت گداخت تولید قدرت نمایند راکتور گداخت مشکل تولید مواد رادیواکتیو را ندارند ولی در حال حاضر مشکل تکنولوژی بر سر راه ساخت این نوع راکتور وجود دارد.

چندین راکتور گداخت ساخته شده‌اند ولی هیچکدام آنها نتوانسته‌اند مقدار انرژی گرمایی تولید شونده توسط آنها بیشتر از مقدار برق مصرفی شود.

گفته می‌شود که تا سال 2050 انتظار عملیاتی نمودن راتور گداخت به طول خواهد کشید.

پروژه راکتور گداخت ITER تلاشی چندین کشور برای تجاری نمودن این نوع راکتور می‌باشد.

ایمنی موضوعات مربوط به ایمنی هسته‌ای: تحقیقات و آزمایشات احتمال وقوع رویداد / حوادث در نیروگاه آبی .

چه تجهیزات و عمل‌هایی طراحی شده جهت جلوگیری از رویداد‌ها / حوادث از پیامد‌های جدی محاسبه احتمالات سیستم جداگانه and و or و نقصان در انجام وظیفه که متعاقب آن پیامد‌های جدی می‌باشد.

اقدامات حفاظتی عمومی در طول آزاد شدن تابشها.

آموزش و آماده‌سازی جهت تضمین دانشی در زمان رخداد‌ حادثه / رویداد.

اقتصادی مقاله اصلی: اقتصاد نیروگاههای هسته‌ای جدید این یک موضوع بحث انگیز است از آنجائیکه سرمایه گذاری چند میلیارد دلاری جهت انتخاب منبع انرژی مطرح است.

منبع انرژی (بطور کلی ذغال‌سنگ، گاز طبیعی، هسته‌ای یا باد) بیشترین هزینه مؤثر بستگی به اتخاذ روش ویژه مطالعاتی در زمینه انتخاب یکی از چند مورد انرژی دارد که در این مقاله مورد بحث قرار می‌گیرد.

چرخه حیات چرخه سوخت هسته‌ای از زمانی شروع می‌شود که اورانیوم را از معدن استخراج کرده سپس غنی سازی انجام داده و سپس بعنوان سوخت هسته‌ای ساخته شده و در نهایت نحویل یک نیروگاه هسته‌ای جهت مصرف میدهند.

بعد از استفاده از نیروگاه هسته‌ای، سوخت مصرف شده تحویل کارخانه باز فراوری داده یا سرانجام جهت انبار کردن در زیر زمین بعنوان پسمان ذخیره می‌شوند.

در فرآیند بازفراوری 95% سوخت مصرف شده می‌تواند بازفراوری شود و مجدداً در نیروگاههای هسته‌ای مورد استفاده قرار گیرد.

سوخت هسته‌ای یک ماده فشرده شده، بی‌اثر، جامد حل نشدنی می‌باشد.

چرخه سوخت هسته‌ای یک راکتور هسته‌ای فقط بخشی از چرخه حیات برای نیروی هسته‌ای است فرآیند با استخراج از معدن شروع می‌شود.

بطور کلی معادن اورانیوم هم سرباز و هم سربسته وجود دارد.

در هر دو مورد سنگ معدن اورانیوم استخراج شده، معمولاً تبدیل به حالت پایدار و فشرده، که معروف به کیک زرد است می‌شود و سپس به کارخانه کانه آرایی و فرآوری حمل می‌شود.

در آنجا کیک زرد تبدیل به هگزا فلوراید اورانیوم (UF6) شده و سپس بوسیله تکنولوژیهای مختلف غنی می‌شود.

در این مرحله مقدار اورانیوم 235 بیشتر از مقدار طبیعی آن می‌شود.

مقدار طبیعی اورانیوم 235، 7/0% می‌باشد پس از آن برای ساخت میله‌های سوخت با هندسه‌ شکلی مشخص و ترکیبات مناسب جهت استفاده در راکتور‌‌های هسته‌ای استفاده می‌شود.

میله‌‌های سوخت پس از حدود 3 سال در راکتور‌ مصرف خواهند شد بطور کلی در حدود 3% اورانیوم این میله‌های سوخت قابل شکافت هستند سپس آنها بعنوان سوخت مصرف شد به استخر سوخت حمل خواهند شد تا در مدت زمانیکه در استخر سوخت هستند پرتودهی آنها کمی کاهش یابد.

پس از حدود 5 سال در استخر سوخت پرتوزایی میله‌های سوخت مصرف شده به اندازه کافی کاهش خواهد یافت در ا ین زمان می‌تواند آنها را بصورت خشک در بشکه‌های که دارای حفاظ هستد جهت انتقال کارخانجات باز فرآوری حرکت داد.

منابع سوخت تجارت اورانیوم توسعه انرژی در آینده – نیروی هسته‌ای اورانیوم یک عنصر معمولی است.

تقریباً معمولی مانند قلع یا روی و آن در اکثر صخره‌ها و ماسه‌های دریا تشکیل می‌شود.

در حال حاضر تعیین مقدار منابع موجود اورانیوم بطور اقتصادی قیمت هر کیلوگرم از آن را 130 دلار رقم زده است که تا 70 سال مصرف جهان را تأمین می‌کند این موضوع اشاره دارد به مرتبه بیشتری از منابع مطمئن اورانیوم که در معادن دنیا موجود است.

براساس مقایسه با دیگران معادن فلزات دو برابر قیمت از سطحی که انتظار داریم برای اورانیوم متصور است.

هزینه سهم سوخت به نسبت الکتریسته (برق) تولیدی به نسبت کوچک می‌باشد.

بعنوان مثال، افزایشی دوبرابری قیمت اورانیوم هزینه سوخت یک راکتور هسته‌ای آب سبک را 26% و هزینه برق تولیدی را 7% افزایش خواهد داد (در حالیکه دو برابر شدن قیمت گاز هزینه برق تولیدی را 70% افزایش خواهد داد) بالاتر رفتن قیمت سرانجام استخراج از منابعی مانند گرانیت و آب دریا را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه‌تر می‌نماید.

جریان آب سبک راکتور‌ها بصورت ناکارا در کنار سوخت هسته‌ای استفاده می‌شود که منتهی به اتلاف انرژی می‌شود.

اما باز فراوری هسته‌ای این پسمان قابل استفاده مجدد (بجز در آمریکا، جائیکه این امر مجاز نیست) و طراحی راکتور‌های کاراتر اجازه می‌دهد که از منابع موجود بهتر استفاده کنیم (و مقدار پسمان مداد را کاهش دهیم.

) برخلاف راکتور‌های آب سبک که از اورانیوم 235 استفاده می‌کنند (حدود 4 الی 5 درصد دارای اورانیوم 235 هستند).

راکتور‌های سریع زاینده از اورانیوم 238 استفاده می‌کنند (3/99% اورانیوم آن، اورانیوم 238 می‌باشد که در واقع همان اورانیوم طبیعی است) تخمین زده می‌شود که از پنج میلیارد سال پیش اورانیوم بر روی کره زمین وجود داشته است که برابر با سن خورشید است.

ارزش اورانیوم 238 برای راکتور‌های سریع زاینده اورانیوم 238 عنصر مهمی می‌باشد.

راکتور‌های سریع زاینده در خیلی جاها استفاده می‌شود با توجه به تکنولوژی بالا ولی نیاز نداشتن به غنی سازی اورانیوم از نظر اقتصادی توجیه پذیر است.

در دسامبر 2005 ، فقط راکتورهای سریع زاینده از نوع BN-600 در بیلویارسک روسیه تولید قدرت کردند.

برق تولیدی BN600، 600 مگاوات بوده و روسیه ساخت واحد‌های دیگری را برنامه‌ریزی نموده است .

BN-800 نوع دیگری از راکتور‌های سریع زاینده می‌باشد که بیلو یارسک روسیه وجود دارد).

همچنین راکتور مونجو ژاپن برنامه‌ریزی شد، ه دوباره فعالیت خود را شروع کند (زیرا از سال 1995 یک خاموش سازی داشته و فعالیت آن تعطیل شده بود.) چین و هند هم برنامه ساخت راکتور‌های سریع زاینده را مدنظر دارند.

پیشنهاد دیگر استفاده از اورانیوم 233 که از توریوم حاصل می‌شود است که می‌تواند بعنوان سوخت شکافت پذیر در چرخه سوخت توریوم مورد استفاده قرار گیرد.

از نظر تئوری همه اورانیوم 233 می‌تواند در راکتور‌های سریع زاینده مورد استفاده قرار گیرد.

در راکتور‌های زاینده هم با توجه به شکافت اورانیوم 238 توسط نوترون سریع، بعضی از هسته‌‌های اورانیوم 238 نوترون را جذب نموده و تبدیل به پلوتونیوم می‌شوند.

اغلب، در همجوش هسته‌ای از دو تریوم (هسته سنگین هیدورژن) استفاده می‌شود،یک ایزوتوپ هیدورژن بعنوان سوخت مطرح می‌باشد.

البته ماده مهم دیگر در بحث گداخت لیستیم می‌باشد.

اورانیوم تهیه شده اورانیوم تهی شده در واقع همان اورانیوم غنی شده است پس از مصرف دراکتور می‌باشد که مقدار غلات اورانیوم 235 آن کاهش پیدا کرده و شامل اورانیوم 238 می‌باشد که مقدار غلظت اورانیوم 235 آن کاهش پیدا کرده و شامل ا ورانیوم 238 می‌باشد.

اورانیوم 238 فلزی دارای استفاده ت جاری متفاوت می‌باشد.

برای مثال در تولید هواپیما، محافظت در برابر تابش، ساخت گلوله و تقویت کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

زیرا دارای چگالی بالاتری از سرب می‌باشد.

دلیل آن مربوط می‌شود به آنکه اورانیوم 238 برای مسائل سلامتی افراد بی‌حفاظ منتهی می‌شود مانند کارکنان کشتی و غیر نظامیان در نواحی که مقادیر زیادی اورانیوم تهی شده برای ساخت مهمات استفاده شده است زندگی می‌کنند.

پسمان جامد انبار کردن ایمن و دور ریزی پسمان هسته‌ای یک چالش مهم می‌باشد.

مهم‌ترین پسمان در نیروگاههای هسته‌ای سوخت مصرف شده می‌باشد راکتور‌های هسته‌‌ای بزرگ 3 متر مکعب (25 تا 30 تن) سوخت مصرف شده هر سال تولید می‌کنند در حدود 3% آن از محصولات شکافت می‌باشد اکتیندها (اورانیوم ، پلوتونیوم و کوریوم) باعث تولید مقدار بزرگی از مواد پرتوزا با عمر طولانی می‌باشند .

در حالیکه محصولات شکافت عامل تولید مواد پرتو را به عمر کم می‌باشند.

سوخت مصرف شده خیلی رادیو اکتیو بوده و نیاز به مراقبت و نگهداری دارد.

زمانیکه از راکتور بیرون آورده می‌شود.

بهرحال سوخت مصرف شده بعد از 40 سال هنوز هم از نظر پرتوزایی خطرناک می‌باشد.

میله‌های سوخت مصرف شده در حوضچه‌های آب (استخر سوخت مصرف شده) که بصورت یک حفاظ است نگهداری می‌شوند که معمولاً محل آن در خود محوطه نیروگاه است.

آب هم عمل خنک سازی و هم تضعیف پرتوزایی سوخت مصرف شده را انجام می‌دهد بعد از چندین سال نگهداری سوخت مصرف شده در سایت و کاهش پرتوزایی آن، آن را بصورت خشک ذخیره کرده و در کانتینرهایی فلزی و بتنی ذخیره می‌کنند تا پرتوزایی آن به حد طبیعی برسد.

یعنی به سطحی ایمن که مناسب برای فرآیند‌های دیگر روی آن است این مرحله مقدماتی چندین سال با پوشش از نظر پرتو زایی بستگی به نوع سوخت دارد .

اکثر پسمان آمریکا بطور موقت در مکان هایی انبار می‌شود که سپس توسط متدهای ثابت که درباره آن بحث شده اقدام می‌شود در سال 2003 آمریکا در حدود 49000 متر مکعب، سوخت هسته‌ای مصرف حاصل از راکتور‌های هسته‌ای خودش را جمع‌آوری نمود.

نگهداری زیرزمینی در کوه یوکا آمریکا بعنوان نگهداری ثابت آن پیشنهاد شد.

بعد از 10000 سال واپاشی پرتوزایی بنا به استاندارد آژانس حفاظت محیطی آمریکا، سوخت‌های مصرف شده خطری برای سلامتی و ایمنی عمومی ایجاد نخواهند کدر.

مقدار پسمان می‌تواند از چندین راه کاهش یابد بویژه از راه باز فرآوری پسمان در حدود 300 سال پرتوزایی خواهد کرد اگر اکیتیذهای آن برداشته شود.

چند هزار سال پرتوزایی خواهد کرد اگر اکیتیذهای آن برداشته نشود.

حتی اگر جداسازی اکتیندها را انجام دهند و از راکتور‌ سریع زاینده برای نابودی بوسیله تبدیل هسته‌ای غیر اکتیذها با طول عمر پرتوزایی طولانی‌تر استفاده شود.

باز هم پسمان باید از محیط برای مدت چند سده (صدساله) جدا شود بنابراین این دقیقاً بعنوان یک برنامه بلند مدت طبقه‌بندی می‌شود.

راکتور‌های زیر بحرانی و راکتور‌های گداخت دارای پسمان دمایی با زمان نگهداری کمتری می‌باشند.

همانطوریکه بحث شده بهترین راه حل برای نگهداری پسمان‌های فوق الذکر نگهداری موقت در زر زمین می‌باشند.

تا زمانی که تکنولوژی سریعاً تغییرکند.

پسمان مربوطه ممکن است در آینده ازمنابع ارزشمند شوند.

صنعت هسته‌ای همچنین حجمی از پسمان رادیواکتیو سطح پایین هم تولید می‌کند که عبارتند از: لباس‌ها، دستکش‌ها، رزین‌های پالاینده‌ آب و موادی‌که راکتور خودش تولید نموده است.

در آمریکا کمیسیون ایمنی هسته‌ای بسیار کوشنی کرده که مداد رادیواکتیو سطح پایین مجاز باشند که مانند پسمان عادل جابه جا شوند، به طوری‌که مجدداً پس از رفع آلودگی بتوان از آن‌ها استفاده نمود.

اکثر پسمان سطح پایین سطح پرتوزایی خیلی پایینی دارند و فقط در نظر پسمان رادیو اکتیو در نظر گرفته شده اند و آن هم به علت تاریخچه این مواد است برای مثال بنه به استانداردهای NRC آمریکا، تابش آزاد شده به وسیله قهوه به آن اندازه است که آن را جزو پسمان سطح پایین به حساب آوریم در کشورهای با قدرت هسته‌ای، پسمان رادیواکتیو شامل کمتراز یک درصد کال پسمان‌های سمی صنعتی است که مخاطرات رادیواکتیوشامل کمتر از یک درصد کل پسمان‌های سمی صنعتی است که مخاطرات آن نامحدود است مگر این‌که تجزیه شده تا مقدار پرتوزایی آن کمتر شده و یا کلاً از بین برود.

روی هم رفته تولید پسمان‌ توسط نیروگاه هسته‌ای خیلی کمتر از نیروگاه‌های فسیلی می‌باشد.

نیروگاه‌های فسیلی با سوخت ذغال سنگ بویژه مقدار بسیار مواد سمی و خاکستر رادیواکتیو تولید می‌کنند.

برخلاف باور عمومی نیروگاه فسیلی با سوخت ذغال سنگ در واقع پسمان رادیو اکتیو بیشتری نسبت به نیروگاه‌ اتمی وارد محیط زیست می‌کند.

باز فراوری باز فراوری می‌تواند به صورت بالقوه تا 95% از امدانیوم و پلوتونیوم موجود در سوخت هسته‌ای مصرف شده را دوباره قابل استفاده نماید تا در سوخت دی‌اکسید امدانیوم جدید مورد استفاده قرار گیرد این عمل پسمان باقی‌مانده با طول عمر پرتوزایی طولانی مدت را کاهش می‌دهد.

چون‌که مقدار زیادی از محصولات شکافت عمر کوتاه پرتوزایی دارند و کاهش حجم آن‌ها تا 90 درصد امکان پذیر خواهد بود.باز فراوری سوخت غیرنظامی از راکتورهای قدرت در یک مقیاس بزرگ در بریتانیا، فرانسه و روسیه انجام می‌گیرد و در آینده، شایده چین، هند و ژاپن هم همین فرایند را انجام دهند.

انجام فرایند بازفراوری به سادگی قابل دسترس نیست زیرا این تکنولوژی نیاز به راکتورهای سریع زاینده دارد که هنوز از نظر تجاری موجود نیست فرانسه به طور کلی یک باز فراوری کننده موفق است اما در حال حاضر فقط باز فراوری 28% از پسمان تولیدی نیروگاه‌های خود را که آن‌هم 7 درصد در فرانسه و 21 درصد آن در روسیه انجام می‌گیرد.

برخلاف دیگر کشورها آمریکا بازفراوری سوخت غیر نظامی خود را براساس سیاست عدم گسترش تسلیحات هسته‌ای متوقف کرده است.

چون‌که مواد بازفراوری شده همانند پلوتونیوم می‌تواند در تسلیحات هسته ای استفاده شود.

سوخت مصرف شده در آمریکا با آن به صورت یک پسمان برخورد می‌شود.

در فوریه 2006 یک شرکت انرژی هسته ای جهانی جدید آمریکا ابتکار عملی را اعلام کرد.

باید یک تلاش بین‌المللی جهت بازفراوری سوخت هسته‌ای بوجود آید تا گسترش تسلیحات هسته‌ای ناممکن شده ضمن آن‌که نیروی هسته‌ای در کشورها توسعه یابد.

اثرات زیست محیطی آلودگی هوا نیروگاه‌ هسته‌ای نمی‌تواند مستقیماً دی اکسید گوگرد،‌اکسید نیتروژن، جیوه یا دیگر آلاینده‌هایی که توسط سوخت های فسیلی بوجود می‌آیند را تولید کند.

آلودگی‌ حاصل از سوخت‌های فسیلی هر ساله موجب مرگ افراد بسیاری در آمریکا می‌شود.

نیروگاه‌های هسته‌ای همچنین مستقیماً تولیددی‌اکسید کربن نمی‌کند.

همین امر باعث حمایت طرفداری و حمایت طرفداران محیط زیست از نیروگاه‌ هسته‌ای و اعتماد آن‌ها به انرژی هسته‌ای شده است زیرا این نیروگاه‌ها باعث کاهش گازهای گلخانه‌ای می‌شوند ( همان گازهائیکه باعث گرم شدن کره‌زمین می‌شود).

بخارآب غیر رادیواکتیو که از نیروگاه‌ اتمی خارج می‌شود دارای اهمیت بالایی است.

بنابر گزارش 60 دقیقه‌ای منتشر شده در سال 2007، نیروگاه‌هسته‌ای فرانسه تمیزترین صنعت برای هوا نسبت به دیگر صنایع کشور بوده و ارزان‌ترین برق درک ل اروپا را تولید می‌کند.

شبیه به هر منبع قدرت (شامل منابع تجدیدپذیر مانند باد و انرژی خورشیدی) ادواتی که تولید و توزیع برق را انجام می‌دهند.

نیاز است که علاوه بر ساخت روزی هم از کار انداخته شوند.

سنگ معدن امدانیوم پس از جمع‌آوری و پردازش روی آن تولید سوخت هسته‌ای می‌شود.

ارزیابی تحلیلی چرخه عمر مقدار انرژی مصرف شده توسط این فرایند‌ها (ترکیب منابع انرژی امروز) و محاسبه آن در طول عمر یک نیروگاه هسته‌ای آن است که مقدار دی‌اکسید کربن که آزاد می‌کند ( مربوط است به مقدار برق تولید شده توسط نیروگاه) و مقدار دی‌اکسید کربن مصرف شد.

( مربوط به ساخت و استفاده از سوخت می‌باشد) چه نسبتی دارند.

در مطالعاتی که به وسیله اداره پارلمانی علوم و فنون انگلستان در سال 2006 انجام گرفت.

مشخص شد که نیروگاه‌ هسته‌ای در طول عمر خود کمترین مقدار دی اکسیدکربن را منتشر می‌کند( خیلی نزدیک به انتشار نیروگاه‌های بادی) در زمانی‌که با دیگر نیروگاه‌ها مقایسه‌می‌شود( مانند نیروگاه‌های نفتی، ذغال سنگی و نیروگاه‌هایی با سوخت تجدید پذیر مانند بیومس و نیروگاه‌های خورشیدی).

در سال 2006 هیات منصفه دولت انگلستان، کمیسیون توسعه،‌نتیجه‌گرفت که اگر انگلستان ظرفیت نیروگاه‌های هسته‌ای خود را دو برابر کند 8 درصد کل دی‌اکسید کربن () منتشر شده در انگلستان تا سال 2035 کاهش می‌یابد.

این موضوع با هدف کشور جهت کاهش گازهای گلخانه‌ای تا میزان 60 درصد تا سال 2050 مطابقت دارد.

در 21 سپتامبر 2005 گروه تحقیقاتی آکسفورد گزارش به صورت یادداشتی غیررسمی برای کمیته مجلس عوام انگلستان انتشار داد.

که موارد ذیل مورد بحث قرار گرفته بود.

در حین بهره‌برداری نیروگاه‌ هسته‌ای تولید دی‌اکسیدکربن نمی‌کند ولی درعین حال به موارد ضروری دیگری مانند استخراج اورانیوم از معادن و انبارکردن پسمان تولید شده نیاز دارد.

بنا به یک مطالعه از سال 2001 تا 2005 ، دی‌اکسید کربن منتشر شد.

از نیروگاه‌های هسته‌ای به ازاء تولید هر کیلووات ساعت، 2/0 تا 2/1 برابر نیروگاه‌ گازی که آن‌هم بستگی به کیفیت سنگ معدن طبیعی دارد.

مطالعه انجام شده قویاً توسط انجمن هسته‌ای جهان (WNA) مورد بحث و نقد قرار گرفت و در سال 2003 مردود اعلام شد.

سپس در سال 2006، که بر اساس محاسبات طول عمر- چرخه- انرژی بناشده بود به‌وسیله WNA باطل اعلام شد.

همچنین WNA چندین چرخه عمر مستقل دیگر را مدون نمود و مشاهده کرد که انتشار گاز دی‌اکسید کربن به ازاء هر کیلووات ساعت از نیروگاه‌های هسته‌ای مشابه با نیروگاه‌های بادی است اتلاف گرما در سیستم‌های آبی شبیه همه نیروگاه‌های حرارتی (شامل ذغال سنگ، نفت و تعداد از نیروگاه‌های گاز طبیعی) نیرگاه‌هسته‌ای نیاز به خنک سازی توسط سیالی مانند آب دارد.

در نیروگاه‌ هسته‌ای از چرخه ترمودینامیکی رانکین استفاده می‌شوداما فقط انرژی حرارتی می‌تواند تبدیل به انرژی الکتریکی شود.

اضافه گرمای موجود باید به وسیله خنک سازی آب خنک کننده از سیستم خارج شود.

برج‌های خنک کننده مهمترین سیستم برای تخلیه گرمای اتلافی می‌باشد.

اگر آب داغ مستقیماً به رودخانه فرستاه شود، دمای خروجی آب باید تنظیم شود تا از مرگ ماهی‌ها جلوگیری شود.

نیاز به تنظیم دمای خروجی آب به رودخانه ظرفیت تولید محدود می‌شود.

در روزهای بسیار داغ، زمانی‌که تقاضا برق در بالاترین حدممکن است.

ظرفیت یک نیروگاه‌هسته‌ای خنک شونده توسط آب دریا پایین خواهد آمد زیرا آب وارد شونده گرم‌تراز شروع کار بوده، بنابراین خنک سازی در واحد حجم کمتر موثر می‌باشد.

در واحد حجم مهندسین مدنظر دارند که طراحی نیرگا‌های هسته‌ای را بهبود ببخشند زیرا افزایش ظرفیت خنک سازی می‌تواند هزین‌های اساسی را کاشه دهد