موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس 
فكرة عمل المولد الكهربي لتوليد الطاقة الكهربية من خلال فهم العلاقة بين المجال المغناطيسي والتيار الكهربي المار في سلك نجد أن التيار الكهربي يتولد عند دوران ملف من سلك معدني في مجال مغناطيسي قوي وتسمى الملفات التي تدور في المجال المغناطيسي لتوليد التيار الكهربي بالتوربينات, وتكمن المشكلة في إيجاد الطاقة اللازمة لتدوير التوربينات بصورة مستمرة فمثلا يمكن استخدام النفط أو الفحم للحصول على الطاقة الحرارية الكافية لتحويل الماء إلى بخار تحت ضغط عالي عندما يمر هذا البخار على التوربينات يجعلها تدور بسرعة تدفق بخار الماء, كما يمكن استخدام مصادر طبيعية والتي تعرف بإسم الطاقة المتجددة مثل استخدام المساقط المائية والشلالات والمراوح الهوائية للحصول على الطاقة اللازمة لتدوير التوربينات. ومن ضمن الوسائل التي اخترعها الإنسان لتوفير الطاقة لتدوير التوربينات استخدام الطاقة النووية, ويصل نسبة محطات توليد الطاقة الكهربية التي تعمل بالطاقة النووية في العالم حوالي 17%, ففي فرنسا مثلا تعتمد بنسبة 75% على المحطات النووية لتوليد الطاقة الطاقة الكهربية. بينما في الولايات المتحدة الأمريكية فإنها تعتمد على المحطات النووية بنسبة لا تزيد عن 15% ويصل عدد المحطات النووية في العالم حسب إحصائيات الوكالة الدولية للطاقة الذرية إلى 400 محطة نووية منها 100 في الولايات المتحدة.
وتستخدم الطاقة النووية في توليد الحرارة اللازمة من خلال التفاعلات الإنشطارية لنواة اليورانيوم المشع وتستخدم هذه الحرارة في تحويل الماء إلى بخار يوجه لتحريك التوربينات التي تحرك ملفات كبيرة في مجال مغناطيسي فتعمل على توليد الطاقة الكهربية.
وبالنظر إلى (شكل رقم 1) وهو صورة لمحطة توليد طاقة كهربية باستخدام المفاعل النووي وموضح البرج الأسمنتي الذي تخرج منه الأبخرة من عملية تبريد اليورانيوم هل تسائلت كيف يمكن الحصول على الطاقة الكهربية من محطات الطاقة النووية وكيف تعمل هذه المحطات للحصول على الطاقة الكهربية بالرغم من أننا نعرف تمامًا أن الطاقة النووية استخدمت للتدمير الشامل نتيجة لقوة الانفجار الهائلة التي تحدثها من خلال القنابل النووية ولكن في المقابل يمكن تسخير هذه الطاقة الهائلة من أجل الاستخدامات السلمية والحصول على الطاقة الكهربية التى هي عصب الحياة.
اساسيات هامة
ماذا تعرف عن اليورانيوم
قبل الحديث عن المحطات النووية لتوليد الطاقة الكهربية يجب أن نعرف بعض المعلومات عن عنصر اليورانيوم المستخدم في بناء المحطة النووية حيث أن عنصر اليورانيوم وجد في الطبيعة وتكون مع تكون الأرض منذ نشأتها, واليورانيوم عنصر أساسي في تكوين النجوم, وعند انفجار النجوم القديمة فإن غبارها المكون من هذا العنصر قد دخل في تركيب الأرض عند نشأتها الأولى.
ولليورانيوم عدة نظائر منها يورانيوم (u-238) والذي له نشاط اشعاعي كبير يقدر بعمر النصف والذي يصل إلى 4.5 بليون سنة. وعمر النصف هو العمر اللازم ليتحول نصف كمية العنصر المشع إلى عنصر غير مشع. وهذا ما يفسر استمرار وجود اليورانيوم المشع على سطح الأرض بالرغم من أنه وصل للأرض منذ ولادتها. كما يوجد يورانيوم -235 (u-235) ويورانيوم -234 (u-234) ولكن نسبة تواجد اليورانيوم -238 تصل إلى 99% في الطبيعة والأنواع الأخرى تعد نادرة ومصدرها هو تحول اليورانيوم -238 إلى يورانيوم -235 أو يورانيوم -234 من خلال إشعاعات جسيمات ألفا وبيتا وتبقى نواة اليورانيوم في حالة نشاط إشعاعي وتتحول ضمن سلسلة من التحولات إلى عناصر أخرى إلى أن تصل في نهاية السلسلة إلى عنصر الرصاص الذي ليس أي نشاط إشعاعي.
