المفاعلات النووية هي منشآت كبيرة وضخمة، يتم فيها السيطرة على عمليات الإنشطار النووي المعروفة، بهدف الاستفادة من طاقة الانشطار، واستغلالها في إنتاج الطاقة الكهربائية وتصنيع الأسلحة النووية وتنقية المياه والحصول على نظائر للعناصر النووية المشعة، وغيرها من الفوائد الأخرى.
ويحاول العلماء في منشآت المفاعلات النووية السيطرة على عملية الإنشطار النووي من خلال المحافظة على بيئة مناسبة للإنشطار المتسلسل، وضمان عدم وقوع انفجارات أثناء هذه العملية المعقدة.
وقد بني أول مفاعل نووي في الولايات المتحدة الأمريكية سنة 1942، والذي تم من خلالها إنتاج القنبلة الذرية الأولى في العالم التي ألقيت على اليابان "هيروشيما وناجازاكي".
وقد بدأت العديد من دول العالم استخدام هذه المفاعلات بهدف الحصول على الطاقة الكهربائية، وقد تم ذلك لأول مرة عام 1951 في مفاعل أيداهو في الولايات المتحدة.
متى يتكون المفاعل النووي
يتكون المفاعل النووي من المركز أو القلب، والذي يتم فيه سلسلة الانشطارات النووية، ضمن وحدات الوقود النووي ويتم وضع هذه الوحدات في قلب المفاعل وبمعزل عن العالم الخارجي، من أجل الحفاظ عليها بعيدة عن التسرب للهواء، وهذه الوحدات تعد الأكثر خطراً على الناس والبيئة، لأنها تولد إشعاعات نووية قاتلة، تؤثر على الخلايا والجينات وبالتالي تؤثر على جميع الكائنات الحية، كما أن المواد النووية قد تبقى في التربة والماء لسنوات طويلة جداً، قبل أن تفقد خواصها الإشعاعية.
بالإضافة إلى قلب المفاعل النووي، هناك السائل المهدئ، والذي يستخدم لخفض سرعة النيوترونات وبالتالي معدل الانشطار النووي، كما أن هذا الماء يساعد على تبريد مكونات الانشطار في المفاعلات النووية، وبالتالي تحوّل هذه الإشعاعات الماء البارد إلى ماء حار جداً، يستخدم بخاره المضغوط بشدة لتحريك التوربينات لتوليد القدرة الكهربائية، حيث يصل ضغط الماء إلى نحو 400 ضغط جوي، وتكون حرارته بحدود 450 درجة مئوية.
يحاط قلب المفاعل النووي والماء بجدران سميكة من الحديد الصلب بسماكة تصل إلى أكثر من 25 سم تقريباً، وذلك لضمان منع تسرب الإشعاعات الناتجة عن الانشطار النووي، ووقاية البيئة والناس من إشعاعاته.
كما توجد في المفاعل غرفة مراقبة، ومهدئ نيترون، وقضبان التحكم، والغلايات والعنفات البخارية ومولدات الكهرباء ومكثف الماء وبرج التبريد وغيرها.
مخاطر المفاعلات النووية
أكثر ما يشغل بال العلماء والعالم كله هو حدوث تسرب إشعاعي من المفاعلات النووية، والذي يمكن أن يحدث لعدة أسباب، من بينها الزلازل والانهيارات.
وعند حدوث تسرب إشعاعي، فإن الحياة المحيطة بالمفاعل تكون مهددة تماماً، حسب حجم التسرب ونوع النظائر المشعة، وقد شهد العالم في سنة 1986 حادثاً مروعاً عندما وقع انفجار في الوحدة الرابعة من مفاعل تشيرنوبل أوكرانيا التي كانت ضمن أراضي الاتحاد السوفياتي سابقاً، وتسببت بمقتل المئات ومات الكثير منهم بعد سنوات من الانفجار متأثرين بالإشعاعات النووية وتم إغلاق المنطقة بشكل كامل، وتم تغليف المفاعل والمناطق المحيطة به بالخرسانة المسلحة، وستبقى على هذه الحال لآلاف السنوات.
