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 مبتره 45 سم في 45 سم وطوله نحوأربعة متر.

يستخدم اليورانيوم المخصب في صورة أكسيد اليورانيوم ويكون في شكل أقراص طول 5و2 سم وقطر نحو9و0 سم وتعبأ في الأنابيب من سبيكة الزركونيوم ، طول الأنبوب أربعة 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 % و0و4 % باليورانيوم-235 في المفاعلات التي تعمل بالماء العادي حيث يمتص الماء نيوترونات فيمنع من استمرار التفاعل النووي في المفاعل. أي حتى 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

هومخلوط من البلوتونيوم-239 واليورانيوم اطبيعي أوالناتج 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

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 . 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,عشرة 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; ثلاثة – 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

{\displaystyle \rightarrow

²H + ²H

{\displaystyle \rightarrow

²H + ²H

{\displaystyle \rightarrow

الجيل الثاني من وقود الانصهار

²H + ³He

{\displaystyle \rightarrow

الجيل الثالث من وقود الانصهار

³He + ³He

{\displaystyle \rightarrow

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

المصادر

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