الطاقة

[م/ إيهاب عبد المؤمن]

الله عليك يا دكتور محمد

ربنا يبارك في علمك يارب

موضوع زي ده عايز قسم لوحده حقيقة في موقعنا

ولا يكون مكانه في المنتدي العام

[د. محمد سعيد عيسى]

[SIZE=6]اشكرك اخى الفاضل [/SIZE]
ابو حازم وبارك الله فيك
على ماتفعله لرفع المعنويات
وان شاء الله سوف يكون هذا الموضوع متكاملا كموسوعة
تثبت بالمنتدى
ان رغبت الادارة الموقرة فى ذلك
لك منى اجل التقدير والتحية

وارجوا ان تتقبل منى

[د. محمد سعيد عيسى]

تاريخ استخدام الإنسان للطاقة الحرارية الأرضية
تعتبر الطاقة الحرارية الأرضية من مصادر الطاقة المتجددة التي استخدمت منذ فترة طويلة من خلال استغلال مياه الينابيع الحارة. حيث يرجع تاريخ استعمالها إلى أكثر من 10.000 سنة عندما استخدم الهنود الحمرالينابيع الساخنة لطهي طعامهم

نظرة عامة
لا تتوفر الطاقة الحرارية بصورة مباشرة في الطبيعة إلا فيما يصل الأرض من حرارة الشمس والحرارة الجوفية للأرض، وهذا ما يجعل الحرارة الجوفية سهلة الاستغلال فهي طاقة مستدامة وواسعة الانتشار. ويقدر احتياطى الطاقة الحرارية الأرضية في حزام عمقه 2000 متر تحت سطح الأرض ما يعادل ما ينتجه 250 مليار طن من الفحم من الطاقة. نظريا يمكن أن يغطي هذا المقدار من الطاقة حاجة العالم من الطاقة لمدة 100000 سنة قادمة.
تقسم مصادر الحصول على الطاقة الحرارية الأرضية إلى قسمين: المياه الحارة الجوفية والصخور الحارة التي توجد في المناطق النشطة بركانيا أو في الأعماق البعيدة تحت سطح الأرض ويمكن الاستفادة من المياه الجوفية الحارة والصخورالحارة في توليد الطاقة الكهربائية وتسخين المياه التي تستخدم في التدفئة, بالإضافة إلى استعمالها في الكثير من ميادين الصناعةوالزراعة الأخرى.
و كما ذكرنا مسبقا في كثير من أحيان تستخدم الطاقة الحرارية الأرضية في تدفئة المنازل عندما تكون الحرارة قريبة من سطح الأرض أو على صورة ينابيع حارة أو عندما تكون درجة حرارتها منخفضة (حوالي 65 مئوية)، حيث تكون تكلفة استخراجها واستعمالها معقولة. ففي أيسلندة تنتشر هذه الينابيع الحارة، ويتم توظيفها لأغراض التدفئة والتسخين.
المصادر الحرارية


نظام استغلال الطبقات الجيولوجية الساخنة :

1: منبع مائي، 2: ورشة طلمبات، 3: مبادل حراري، 4: حجرة التوربين، 5: أنبوب استخراج، 6: أنبوب ضخ ماء إلى أسفل، 7: تدفئة بالماء الساخن،
8: طبقات رسوبية مسامية، 9: أنبوب تحكم، 10: طبقة صخرية.
تنتشر الحرارة الباطنية للأرض من الداخل إلى سطح الأرض عن طريق الحمل الحراري بمعدل 2و44 تيراوات. [6] ويعتبر النشاط الإشعاعي في قلب الأرض أهم مصادرها، التي تصل إلى معدل 30 تيرا وات. [7] ويرجع الجزء بين المعدلين إلى كمية الطاقة المخزونة في الأرض أثناء تكون الكرة الأرضية من الغبار الكوني تحت فعل الجاذبية منذ نحو 5و4 مليار سنة.
ويقدر معدل الطاقة الحرارية الجيولوجية بنحو ضعف كل ما يستخدمة الإنسان الحديث من الطاقة من المصادر المختلة. وعلاوة على تلك الطاقة الآتية من الأعماق الجيولوجية للأرض فإن سطح الأرض يستقبل طاقة الشمس ويخزنها في الطبقة السطحية ويقدر سمكها ب 10 متر خلال أشهر الصيف ويطلقها خلال أشهر الشتاء.
وتبدأ درجة الحرارة تحت تلك الطبقة السطحية في الارتفاع بمعدل 27 درجة مئوية كل 1 كيلومتر، أي أنها تصل إلى نحو 55 درجة مئوية على عمق 2 كيلومتر وهكذا. ويقدر الفيض الحراري أو المجال الحراري بنحو 1و0 مليون وات لكل كيلومتر مربع. وتزداد تلك القيم عند تقاطع الصفائح التكتونية حيث تكون القشرة الأرضية رقيقة نسبيا. وقد تزدباد درجة الحرارة بفعل حركة السوائل الساخنة مثل الصهارة أو الينابيع الحارة أو تجمعات لهذه وتلك.
وتستطيع طلمبة للمياه الجوفية الحرارية أن تستخرج حرارة للتدفئة من أعماق قليلة نسبيا (150 متر)، أما المشروعات الصناعية فهي تتطلب الحفر غلى أعماق سحيقة تبلغ عدة كيلومترات تحت الأرض.
وتعتبر كفاءة استغلال الطاقة الحرارية الباطنية في توليد الطاقة الكهربائية معتمدة على درجة الحرارة. ويسهل وجود الينابيع الحارة استغلالها وذلك بسعر زهيد. وإذا لم توجد الينابيع الحارة فيمكن الحفر بالأنابيب بحيث يضخ الماء من أعلى في أنابيب فيكتسب الماء الحرارة من الصخور والطبقات الأرضية الساخنة، وتقوم طلمبات مركبة على أنابيب أخرى حولها بسحب الماء الساخن إلى أعلى لاستغلاله، وتسمى تلك الطريقة المتبعة في بعض المناطق الأوروبية الطاقة الحرارية للصخور الجيولوجية الساخنة hot dry rock geothermal energy أو تسمى في أمريكا الشمالية أنظمة حرارة الطبقات الجيولوجية المحفزة . وتتيح فرص استغلال تلك الطرق استفادة وفيرة عن مجرد استغلال الينابيع الحارة الطبيعية.

توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية



................................................رسم بياني يوضح آلية عمل محطات البخار الجاف

تعتبر الطريقة الأولى والأهم للاستفادة من الطاقة الحرارية الأرضية هي بتحويلها إلى طاقة كهربائية، ويتم ذلك في محطات توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية. هناك ثلاث أنواع من محطات توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية، وهي كالتالي:
محطات البخار الجاف:
هذه الطريقة هي أقدم الطرق واكثرها إنتشارا، وهي نفس الطريقة التي استخدمت في إيطاليا سنة 1904م. تستخدم هذه المحطات الماء الموجود بشكل طبيعي في الطبقات الأرضية العميقة والموجود تحت تأثير ضغطوحرارة عاليين، فيتم استخراجه بواسطة حفر آبار عميقة فيخرج على شكل بخار ماء بسبب حرارته العالية وبسبب فرق الضغط. يسير هذا البخار في أنابيب ثم يعرض لتوربينات تدور المولدات الكهربائية التي تنتج الطاقة الكهربائية. يضخ الماء المتكثف إلى الأرض عبر بئر آخر يسمى بئر الحقن.

محطات التبخير:
تستخدم هذه المحطات السوائل الموجودة بضغط عالي تحت الأرض حيث يتم تركزها في وعاء ذي ثقب صغير يؤدي إلى وعاء أخر ذي ضغط معتدل، فعند حركة السائل من الوعاء الأول إلى الثاني عبر الثقب يتبخر بسبب السرعة وفرق الضغط العالي. يحرك البخار التوربين فيحرك بدوره المولدات الكهربائية التي تنتج الكهرباء. يضخ الماء المتكثف المتبقي إلى الأرض عبر بئر الحقن.

محطات الدائرة المزدوجة:
تستخدم هذه المحطات السوائل الموجودة تحت الأرض ذات درجة غليان مرتفعة (حوالي 200 مئوبة) يتم ضخها إلى الأعلى حيث تقوم بتسخين الماء ذي درجة غليان عادية (100 مئوية) في أنبوب آخر يمر بمحاذاة الأنبوب الساخن (مبادل حراري). يتبخرالماء الذي تم تسخينه بسبب درجة الحرارة المرتفعة للسائل في الأنبوب الآخر. يحرك البخارتوربينالمولد الكهربائيويتكثف فيعود مجددا إلى محاذات الأنبوب الساخن، ويتحرك بهذه الطريقة في دوران مستمر. يُعاد ضخ الماء المستخرج مجددا إلى الأرض عبر بئر الحقن .

يتبع.........

[د. محمد سعيد عيسى]

محطات تدفئة وتكييف
لا يلزم لاستغلال الطاقة الحرارية الأرضية في التدفئة والتكييف درجات حرارة عالية، وبالتالي فهي تستخدم أبارا متوسطة العمق ويسهل إجراؤها. وعلى سبيل المثال فقد بدأت شركة إيكيا السويدية الشهيرة بتدفئة محلاتها الواسعة في الشتاء بالماء الساخن المستخرج من باطن الأرض على عمق 150 متر. كما تستغل تلك الحرارة أيضا في الصيف في تشغيل آلات تكييف الهواء. وتعمل إيكيا بالتعاون مع المعمل الوطني لاستغلال الطاقة المتجددة التابع لوزارة الطاقة بالولايات المتحدة الأمريكية لاستخدام الحرارة الأرضية في صالة مبيعاتها وتقدر مساحتها بنحو 39.000 متر مربع والموجودة في مدينة دنفر، كولورادو.
وهناك سوف تقوم بحفر 130 بئر يصل عمق كل منها إلى 150 متر وذلك في محيط مواقف السيارات حول الصالة. وتقيم أنابيب فيها لحقن المياه إلى أسفل وتقوم بضخ المياه الساخنة إلى أعلى. ويستخدم الماء الساخن إما للتدفئة أو يحوله صمام إلى نظام لتكييف الهواء وإنتاج الهواء البارد بحسب الحاجة.
وبالمثل يمكن إنشاء مثل هذا النظام لإمداد بيت بالماء الساخن، وذلك عن طريق إنشاء الأنابيب حول المنزل أو تحت موقف السيارات. وتقدر تكاليف مثل هذا النظام لبيت عائلة واحدة بنحو 7.500 دولار أمريكي. ومن ميزتها أنها بعد تكلفة الإنشاء فهي تنتج طاقة رخيصة وفيرة، وتوفر من استهلاك الكهرباء في تلك الأغراض. وتشجع عدة ولايات أمريكية المواطن الأمريكي على بناء مثل تلك المحطات في بيوتهم وتدعمهم عن طريق خصومات ضرائبية.
ويتزايد الطلب في الولايات المتحدة الأمريكية على أنظمة استغلال الحرارة الباطنية الأرضية بنسبة 10% إلى 13% سنويا.
استغلال الحرارة الأرضية في العالم



..............استغلال الحرارة الأرضية لإنتاج الكهرباء.

البلد.................................الطاقة المستخرجة سنويا.............................الطاقة الناتجة
.................................................. .......................................... المتوسط السنوي
الصين.........................................45.373 ........................................1.44
السويد........................................36.000 ........................................1.14
الولايات المتحدة.............................31.239 ..........................................0.99
ايسلندا.......................................23.813 .........................................0.76
تركيا.........................................19.623 .........................................0.62
المجر.......................................19.623 .........................................0.25
ايطاليا............................................7.940 ............................................0.24
نيوزيلندا....................................7.554. ........................................... 0.22
البرازيل.....................................7.086. ...........................................0.21
جورجيا.....................................6.307 ............................................0.20
روسيا......................................6.243 .............................................0.20
فرنسا......................................5.196 ................................ .............0.16
اليابان.....................................5.161 ..............................................0.16
المجموع ...............................208.157 ..........................................6.60

انشأت حتى عام 2005 محطات لاستغلال الحرارة الأرضية بقدرة كاملة تبلغ نحو 28 جيجاوات. وهي تقدر بنحو 73.000 جيجاوات ساعي في السنة أو في المتوسط السنوي نحو 3و8 جيجا وات. وهي تبلغ بالنسبة إلى عدد سكان الأرض البالغ عددهم 6465 مليار شخص في عام 2005 نحو 3و1 وات/ شخص، وهي قليلة حيث يبلغ متوسط استهلاك الشخص على المستوي العالمي نحو 2.100 وات/شخص.

وتبلغ كفاءة الإنتاج بذلك نحو 30 % (وهذا الرقم له أهميته من ناحية حساب اقتصادية مشروع). وتبين القائمة البلاد التي تنتج أكثر من 5000 تيرا وات / السنة.
ويبلغ استغلال الحرارة الأرضية في ايسلندا متقدما حيث تنتج 53% من الطاقة المستغلة في ذلك البلد وتعتبر إيسلندا أكثر البلاد تقدما في هذا المضمار على مستوي العالم، ويرجع ذلك إلى طبيعة أرضها التي تكثر فيها البراكين.
ومن المقرر ان يبدأ أول مشروع لاستغلال الحرارة الأرضية في الشرق الأوسط في الإمارات العربية المتحدة. ومن المخطط له تزويد المدينة الخضراء مصدر بالطاقة لتكييف المنازل والمباني. كما من المقرر أن يجرى حفر بئرين اختباريين على عمق 2800 متر و 4500 متر.
إيجابيات هذه الطاقة
يعتبر مصدر الطاقة هذا محط أنظار الكثير من الدول المتقدمة، ويرتب عليها خطط وآمال مستقبلية كبيرة، وذلك للكثير من إيجابيات هذه الطاقة الفتية .

يتبع..........

[د. محمد سعيد عيسى]

و من أهم إيجابيات هذه الطاقة :
* كونها طاقة متجددة، فهي من مصادر الطاقة التي لاتنفد على الأقل للأجيال القادمة.
* كونها طاقة نظيفة غير مضرة بالبيئة، ولا تسبب أي تلوث سواء في استخراجها أو في تحويلها أو استعمالها.
* توفرها بكميات كبيرة جدا وفي مساحات شاسعة ولأغلب بلدان العالم.
* قلة تكاليف إنتاج الطاقة بعد التكاليف الأولية لإنتاج المحطة (والتي يمكن أن تكون باهظة).
* المردود العالي للطاقة المستخرجة.

سلبيات ومعوقات
رغم كل مميزات الطاقة الحرارية الأرضية، والتي جعلتها في طليعة مصادر الطاقة البديلة المستقبلية، إلا أن هناك بعض عوامل التي تصعب انتشارها على الأقل في وقتنا الحالي. ومن أهم هذه الأسباب ارتفاع تكلفة إقامة محطات توليد الكهرباء باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية. ويرجع السبب في ذلك إلى صعوبة حفر آبار بأعماق سحيقة قد تصل إلى عمق 5 كيلومترات ووسط درجات حرارة مرتفعة وبأعداد كبيرة تتيح إنشاء محطة قوى متوسطة القدرة.
تأثيرها على البيئة


محطة قوى كهربائية من الحرارة الأرضية بالفلبين.


Krafla محطة كرافلا في شمال إيسلندا لانتاج الطاقة من الحرارة الأرضية.
تحتوي السوائل المستخرجة من باطن الأرض على مخلوط غازات، منها ثاني أكسيد الكربون وسلفيد الكبريت (H2S), والميثان والأمونيا. وتشارك تلك الغازات في مشكلة الانحباس الحراري والمطر الحمضي. وتبلغ مقدار ما ينطلق من محطات الحرارة الأرضية من غاز ثاني أكسيد الكربون نحو 122 كيلوجرام لكل 1 ميجاوات ساعي من الكهرباء، وهي نسبة صغيرة بالمقارنة بما تنتجه محطات الوقود الأحفوري. [10]
لهذا تزود محطات القوى التي تتسم بغصدار كميات كبيرة من تلك الغازات التي تسبب المطر الحمضي بوحدات لضبط وفصل تلك الغازات لخفض تأثيراتها السلبية على البيئة.
و بالإضافةإلى الغازات الذائبة فقد يحتوي الماء الساخن المستخرج من أعماق الأرض على أملاح ذائبة ومواد سامة مثل الزئبق والزرنيخ والبور والأنتيمون.ي
وتترسب تلك الكيماويات عند تبريد الماء وقد تتسبب في أضرار بالبيئة إذا أطلقت على الأرض. وتعمل سياسة إعادة استخدام الماء الساخن المستخرج وضخه إلى أعماق الأرض ثانيا من العوامل التي تقلل من التاثير السيئ على البيئة عند استغلال تلك الطاقة.

طاقة موجية
الطاقة الموجية (بالإنجليزية: Wave power‏) هي نقل الطاقة من أمواج المحيط السطحية، وتسخيرها في اشغال ميكانيكية مفيدة مثل توليد الكهرباء، تحلية المياه أو ضخ المياة إلى المخازن المائية.
و تعتبر أحد أنواع الطاقة المتجددة. وهي تختلف كليا عن طاقة المد والجزر. ولا زالت تقنية الطاقة الموجية حاليا غير موظفة تجاريا مع العلم بوجود بوادر استعمالها منذ عام 1890 على الأقل. وتوجد أول مزرعة موجية في العالم في البرتغال، وتحتوي على ثلاثة محولات بقوة 750 كيلو واط للمحول الواحد .

يتبع............

[سلاف فواخرجي]

موضوع قيم جدا بكل ما في الكلمة من معنى
الطاقة ومصادرها المتعددة هي سبب من أسباب البقاء
ولذلك كان من الواجب ايلاؤها بالغ الاهتمام لان مصادر الطاقة في العالم بأسره في خطر التناقص يوما بعد يوم
ويحاول العالم الغربي الآن ومعه العالم العربي في محاولات محمودة - وان كانت لا تزال ببدايتها - ايجاد بديل لمصادر الطاقة في المصادر الطبيعية والحيوية
ذكرني موضوعك اخي الكريم بمقال كنت قد قرأته منذ فترة عن محاولة العلماء استغلال الطاقة الشمسية باكبر قدر ممكن
فهم يحاولون صنع طرق سيارة تختزن الأشعة الشمسية وتحولها الى طاقة بديلة تستخدم في عدة مجالات من بينها تذويب الثلج ابان فصل الشتاء من أجل تفادي مشكل انقطاع حركة المرور بالطرق نتيجة تراكم الثلوج
ودون حاجة الى فعل ذلك يدويا بواسطة جرافات !

شكرا لك على هذا الموضوع القيم دكتور محمد
وتقبل مني خالص التحية والتقدير والامتنان

[د. محمد سعيد عيسى]

الاخت الكريمة سلاف فواخرجى
اشكركى على تفضلكم بالمرور هنا والتعليق الدافىء منكم
وان شاء الله فالموضوع لم يكتمل بعد
وسوف يكتمل بإضافة اجزاء اخرى حتى يكون متكاملا من جميع النواحى لكى شكرى وتقديرى
وتقبلى منى اختى

[سلاف فواخرجي]

الاخ الكريم سلاف فواخرجى
اشكرك على تفضلكم بالمرور هنا والتعليق الدافىء منكم
وان شاء الله فالموضوع لم يكتمل بعد
وسوف يكتمل بإضافة اجزاء اخرى حتى يكون متكاملا من جميع النواحى لك شكرى وتقديرى
وتقبل منى اخى

الشكر لله يا دكتور محمد
اتمنى لك التوفيق في هذا الموضوع القيم
بس انا اختك سلاف مش اخوك سلاف :)
خليها أم سلمان اذا حبيت
وشكرا جزيلا على الوردة
تحياتي وتقديري لحضرتك

[د. محمد سعيد عيسى]

سيدتى الفاضلة
بكل مايحمل قلبى من مشاعر حب لكل الاعضاء بمنتدى خير بلدنا
اتقدم بعظيم اسفى على تلك الذلة
واتمنى ان تقبلى اسفى
فتلك كانت المرة الاولى التى تشرف صفحتى بعبير كلماتك
دمتى فى خير وود وسعادة

وتقبلى تلك منى

[د. محمد سعيد عيسى]

تأثير الإشعاع على الكائنات
يتسبب الاشعاع النووي عند الجرعات الإشعاعية الكبيرة في تشوهات وإعاقات تصعب معالجتها وقد يصل تأثيرها إلى حد موت من يصاب بها. ويؤثر الإشعاع النووي مباشرة على مكونات الخلايا الحية نتيجة تفاعلات لا علاقة لها بالتفاعلات الطبيعية في الخلية. وحجم الجرعة المؤثرة يختلف حسب نوعية الكائن الحي فهناك حشرات تموت عندما تمتص أجسامها طاقة نووية تصل فقط 20 جراي (وحدة) (1 جراي = جول لكل كيلو جرام من الجسم المعرض للإشعاع النووي Gray = J/kg)، وحشرات لا تموت إلا عندما تصل الجرعة إلى حوالي 3000 جرَايْ (ضعف الجرعة السابقة 150 مرة). تأثر الثدييات يبدأ عند جرعة لا تزيد عن 2 جْراي، والفيروسات تتحمل جرعة تصل 200 جراي أي ضعف الجرعة المؤثرة على الثدييات 100 مرة.

وكمية النفايات المشعة نتيجة الانشطار النووي بمحطات إنتاج الكهرباء بالمفاعلات النووية محدودة مقارنة بكمية النفايات بالمحطات الحرارية التي تعمل بالطاقة الأحفورية كالنفط أو الفحم. فالنفايات النووية تصل 3 ميليجرام لكل كيلو واط ساعة (3 mg/kWh) مقابل حوالي 700 جرام ثاني أكسيد الكربون لكل كيلو واط ساعة بالمحطات الحرارية العادية لكن هذه الكمية الصغيرة جدا من الإشعاع النووي قد تكون قاتلة أو قد تتسبب في عاهات وتشوهات لا علاج لها. لهذا فإن جميع الدول التي تستخدم الطاقة النووية لإنتاج الطاقة الكهربائية تعمل على التخلص من تلك النفايات المشعة بدفنها في الطبقات الجيولوجية العميقة تحت سطح الأرض بعيدا عن الناس، وقد تستمر فاعلية الإشعاعات لقرون بل لآلاف السنين حتي يخمد هذا الإشعاع أو يصل إلى مستوى يعادل الإشعاع الطبيعي. لهذا يحاول العلماء حاليا ً توليد الطاقة النووية عن طريق الاندماج النووي بدلا من الانشطار النووي الذي تنشطر فيه ذرات اليورانيوم وتعطي بروتوناتونيوترونات وجسيمات دقيقة، تـُحول حركتها إلى حرارة في ماء التبريد ومن بخاره المرتفع الضغط تـُولد الطاقة الكهربائية. ومشكلة توليد الكهرباء من المفاعلات النووية تتمثل في النفايات المشعة التي تسفر عن العملية. وهذه النفايات ضارة بالبشر وهذا ما جعل العلماء يسعون للحصول علي الطاقة عن طربق تقنبة الاندماج النووي التي تجري حاليا في الشمس والتي تسفر عن نفايات مشعة قليلة.

محطات الطاقة النووية
تعتبر محطات التوليد النووية نوعا من محطات التوليد الحرارية البخارية، حبث تقوم بتوليد البخار بالحرارة التي تتولد في فرن المفاعل. الفرق في محطات الطاقة النووية أنه بدل الفرن الذي يحترق فيه الوقود يوجد الفرن الذري الذي يحتاج إلى جدار عازل وواق من الإشعاع الذري وهو يتكون من طبقة من الآجر الناري وطبقة من المياه وطبقة من الحديد الصلب ثم طبقة من الأسمنت تصل إلى سمك مترين وذلك لحماية العاملين في المحطة والبيئة المحيطة من التلوث بالإشعاعات الذرية.



مفاعل نووي يعمل بالماء المضغوط
والمفاعل النووي تتولد فيه الحرارة نتيجة انشطار ذرات اليورانيوم بضربات النيوترونات. وتستغل هذه الطاقة الحرارية الهائلة في غليان المياه في المراجل وتحويلها إلى بخار ذات ضغط عال ودرجة حرارة نحو 480 درجة مئويـة. ثم يسلط هذا البخار ذو الضغط المرتفع (نحو 380 ضغط جوي) على زعانف توربينات بخارية صممت ليقوم البخار السريع بتدوير محور التوربينات وبذلك تتحول الطاقة البخارية إلى طاقة ميكانيكية على محور هذه التوربينات. ويُربط محور التوربين مع محور المولد الكهربائي فيدور محور المولد الكهربائي (ALTERNATOR) بنفس السرعة فتتولد على طرفي الجزء الثابت من المولد الطاقة الكهربائية.
كانت أول محطة توليد نووية في العالم نفذت في عام 1954 وكانت في الاتحاد السوفيتي بطاقة 5 ميجاواط. عندما توصل العلماء إلى تحرير الطاقة النووية من بعض العناصر كاليورانيوموالبلوتونيوم. فوقود المفاعلات النووية اليورانيوم المخصب بكمية تكفي لحدوث تفاعل انشطاري تسلسلي يستمر من تلقاء ذاته. ويوضع الوقود في شكل حزم من قضبان اليورانيوم طويلة داخل قلب المفاعل الذي هو عبارة عن غلاية كبيرة مضغوطة شديدة العزل ذات جدار سميك (نحو 25 سنتيمتر من الفولاذ). ويتم الانشطار النووي بها لتوليد حرارة لتسخين المياه وتكوين البخار عال الضغط، الذي يدير زعانف التوربينات التي تتصل بمولدات كهربائية. ويتم ضبط معدل تشغيل المفاعل عن طريق إدخال قضبان تحكم في قلب المفاعل من مادة الكادميوم التي تمتص النيوترونات الزائدة. فكلما تم تقليل عدد النيوترونات في المفاعل كلما بطء معدل انشطار أنوية اليورانيوم.
وكان أول مفاعل نووي قد أقيم عام 1944 في هانفورد بأمريكا لآنتاج مواد الأسلحة النووية وكان وقوده اليورانيوم الطبيعي. وكانت المادة المهدئة لسرعة النيوترونات ليست الماء وإنما الجرافيت ،فكان ينتج البلوتونيوم لاستخدامة في صناعة القنابل الذرية. ولم تكن الطافة المتولدة من المفاعل تُستغل. ثم بُنيت أنواع مختلفة من المفاعلات في كل أنحاء العالم لتوليد الطاقة الكهربائية. وتختلف في نوع الوقود والمبردات والمهدئات. وفي أمريكا يستعمل الوقود النووي في شكل أكسيد اليورانيوم المخصب حتي 3% باليورانيوم-235 والمهدئ والمبرد من الماء النقي. وهذا النوع من المفاعلات يطلق عليها مفاعلات الماء الخفيف (أي الماء العادي).

يتبع .............