انشطار : الانشطار النووي هو العملية التي يتم فيها قصف نواة ذرة ثقيلة ، مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم ، بواسطة نيوترون ، مما يؤدي إلى انقسامها إلى نوى أصغر ، بالإضافة إلى إطلاق نيوترونات إضافية وكمية كبيرة من الطاقة في شكل حرارة.

التحكم في رد الفعل : للحفاظ على عملية الانشطار تحت السيطرة ، يتم استخدام نظام التحكم في التفاعل. عادة ، يتم وضع المواد الممتصة للنيوترونات ، مثل الجرافيت أو البورون ، حول المفاعل لتنظيم عدد النيوترونات والحفاظ على التفاعل المتسلسل عند مستوى متحكم فيه.

توليد الحرارة : تستخدم الطاقة المنبعثة في شكل حرارة أثناء الانشطار لتسخين المياه وإنتاج البخار. يتم توجيه هذا البخار إلى توربين متصل بمولد. عندما يدفع البخار شفرات التوربينات ، فإنه يدور المولد ، وينتج الكهرباء.

تبريد : يجب تبريد المفاعلات النووية لمنع ارتفاع درجة الحرارة. عادة ، يتم استخدام الماء كعامل تبريد. يمتص الحرارة الناتجة عن تفاعل الانشطار ويخلي هذه الحرارة من خلال نظام تبريد.

أمن : تم تجهيز محطات القوى النووية بأنظمة أمان متعددة لمنع الحوادث وتقليل المخاطر في حالة وقوع حادث. ويشمل ذلك أنظمة التبريد في حالات الطوارئ، وأنظمة الاحتواء لاحتواء الإشعاع في حالة حدوث تسرب، وإجراءات إدارة النفايات المشعة.

إدارة النفايات : أحد الجوانب المهمة للطاقة النووية هو إدارة النفايات المشعة الناتجة عن عملية الانشطار. يجب تخزين هذه النفايات بأمان لفترات طويلة للغاية لتقليل المخاطر على البيئة والصحة العامة.

باختصار ، يتم إنتاج الطاقة النووية من خلال عملية الانشطار النووي ، والتي تطلق الطاقة في شكل حرارة. ثم يتم تحويل هذه الحرارة إلى كهرباء من خلال نظام توليد البخار والتوربينات.

المفاعل النووي :
المفاعل النووي هو قلب المصنع حيث تحدث تفاعلات الانشطار النووي. يحتوي على وقود نووي ، مثل اليورانيوم المخصب أو البلوتونيوم ، بالإضافة إلى المهدئات وأدوات التحكم في المفاعلات لتنظيم التفاعلات النووية.

مولد البخار :
مولد البخار مسؤول عن تحويل الحرارة الناتجة عن المفاعل إلى بخار. يتكون من عدة أنابيب يتم من خلالها تدوير الماء الذي يتم تسخينه بواسطة المفاعل. يتم تحويل هذا الماء إلى بخار عالي الضغط سيتم توجيهه إلى التوربين.

التوربينات البخارية :
التوربينات البخارية متصلة بمولد البخار. عندما يدخل البخار عالي الضغط الناتج عن مولد البخار إلى التوربين ، فإنه يدور شفرات التوربينات. يحول هذا الدوران الطاقة الحرارية للبخار إلى طاقة ميكانيكية.

مولد :
يتم توصيل المولد بالتوربين ويحول الطاقة الميكانيكية الناتجة عن دوران التوربين إلى طاقة كهربائية. يعمل وفقا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي.

نظام التبريد :
تم تجهيز محطات الطاقة النووية بأنظمة تبريد لإزالة الحرارة الناتجة عن المفاعل. يمكن أن يشمل ذلك أبراج التبريد ودوائر مياه التبريد وأنظمة التبادل الحراري والمزيد.

الأنظمة الأمنية :
تم تجهيز محطات القوى النووية بأنظمة أمان متعددة لمنع الحوادث وتقليل المخاطر في حالة وقوع حادث. ويشمل ذلك أنظمة التحكم في المفاعلات وأنظمة التبريد في حالات الطوارئ وأنظمة الاحتواء لاحتواء الإشعاع في حالة حدوث تسرب وأنظمة النسخ الاحتياطي الكهربائي.

نظام التحكم والمراقبة :
تم تجهيز محطات القوى النووية بأنظمة تحكم ورصد متطورة للمراقبة المستمرة لأداء المفاعل ومستويات الإشعاع وظروف الأمان وما إلى ذلك.

تخزين النفايات النووية :
يجب على محطات الطاقة النووية إدارة النفايات المشعة الناتجة عن عملية الانشطار النووي. ويشمل ذلك التخزين المأمون والآمن للنفايات المشعة في المرافق المناسبة.

مفاعلات الماء المضغوط (PWRs) :
مفاعلات الماء المضغوط هي أكثر أنواع المفاعلات شيوعا المستخدمة في محطات الطاقة النووية في جميع أنحاء العالم. يستخدمون الماء المضغوط كعامل تبريد واعتدال. يتم الاحتفاظ بالماء الذي يتم تسخينه بواسطة المفاعل داخل الدائرة الأولية عند ضغط عال لمنعه من الغليان. ثم يتم نقل هذه الحرارة إلى دائرة ثانوية من خلال مبادل حراري لإنتاج البخار ، والذي يدفع توربين متصل بمولد ينتج الكهرباء.

مفاعلات الماء المغلي (BWR) :
تشبه مفاعلات الماء المغلي مفاعلات الماء المضغوط ، ولكن في هذه الحالة ، يسمح للماء داخل المفاعل بالغليان في الدائرة الأولية. يتم استخدام البخار المنتج مباشرة لتحويل التوربين ، دون الحاجة إلى دائرة ثانوية. تستخدم هذه المفاعلات بشكل شائع في محطات الطاقة النووية التي صممتها شركة جنرال إلكتريك.

مفاعلات الماء الثقيل (CANDU) :
تستخدم مفاعلات الماء الثقيل ، والمعروفة أيضا باسم مفاعلات اليورانيوم ديوتيريوم الكندية (CANDU) ، الماء الثقيل (الذي يحتوي على ديوتيريوم الهيدروجين) كوسيط والماء الخفيف كعامل تبريد. وهي تستخدم أساسا في كندا وبعض البلدان الأخرى. يمكن لهذه المفاعلات استخدام اليورانيوم الطبيعي كوقود، مما يجعلها مرنة من حيث إمدادات الوقود.

مفاعلات النيوترونات السريعة (FNR) :
تستخدم مفاعلات النيوترونات السريعة النيوترونات السريعة بدلا من النيوترونات الحرارية لإحداث تفاعلات انشطارية في الوقود النووي. يمكنهم استخدام أنواع مختلفة من الوقود ، بما في ذلك اليورانيوم والبلوتونيوم. تتمتع المفاعلات السريعة بالقدرة على إنتاج وقود أكثر مما تستهلكه ، مما يجعلها جذابة لإنتاج الطاقة على المدى الطويل وإدارة النفايات النووية.

مفاعلات الملح المنصهر (MSR) :
مفاعلات الملح المنصهر هي تقنية ناشئة تستخدم الأملاح المنصهرة كوقود وكعامل تبريد. وهي توفر فوائد محتملة للسلامة والكفاءة، فضلا عن القدرة على استخدام الوقود النووي بتركيزات أعلى، مما قد يقلل من كمية النفايات النووية المنتجة.