• بازدید : 56 views
  • بدون نظر
این فایل قابل ویرایش می باشد وبه صورت زیر تهیه شده وشامل موارد زیر است:

انواع نيروگاهها:
نيروگاههايي كه به منظور توليد انرژي الكتريكي به كار برده مي‌شوند را مي‌توان به انواع زير طبقه‌بندي كرد:
۱-۱- نيروگاه آبي
۲-۱- نيروگاه بخاري
۳-۱- نيروگاه هسته ای
۴-۱- نيروگاه  اضطراری
۵-۱- نيروگاه گازی
۱-۱- نيروگاه آبي
تبديل نيروي عظيم آب به نيروي الكتريكي از بدو پيدايش صنعت برق مورد توجه خاص قرار داشته است زيرا علاوه بر اين كه آب رایگان در اختيار نيروگاه و صنعت قرار مي‌گيرد تلف نيز نمي‌شود و از بين نمي‌رود بخصوص موقعي كه بتوان پس از تبديل انرژي جنبشی آب به انرژي الكتريكي، در كشاورزي نيز از آن استفاده كرد ارزش چنين نيروگاهي دو چندان مي‌شود.
استفاده از توربين‌هاي با عده دور مخصوص زياد در ارتفاع ريزش آب زياد بي‌حاصل است زيرا در اثر سرعت زياد سيال، تلفات دستگاه زياد و راندمان آن كم خواهد شد. لذا نيروگاههاي آبي متناسب با ارتفاع ريزش آب به سه دسته زير تقسيم مي‌شوند:
نيروگاه آبي با فشار كم
نيروگاه آبي با فشار متوسط
نيروگاه آبي با فشار زياد
نيروگاههاي آبی را از نظر نوع آب به دو دسته زير تقسيم میکنند :
الف: نيروگاه آب رونده
ب: نيروگاه انباره‌اي
نيروگاه آب رونده نيروگاهي است كه از همان مقدار آب دائمي موجود در رودخانه و يا آبي كه به درياچه مي‌ريزد بهره مي‌گيرد و بدين جهت بايد دائماً كار كنند و برق پايه شبكه را تأمين كند.
نيروگاه انباره‌اي در مناطق كوهستاني كه مقدار آب رودخانه در فصول مختلف شديداً متغير است احداث شود در اين نيروگاه از مقدار آب جريان‌دار استفاده نمي‌شود. بلكه از
آبي كه در پشت سد به صورت درياچه انباشته شده براي توليد انرژي الكتريكي مصرف مي‌شود. چنين نيروگاهي بيشتر براي تأمين برق پيك بكار برده مي‌شود زيرا در مواقعي كه احتياج به نيروي برق زياد نيست مي‌توان از هرز رفتن آب جلوگيري كرد و آب را براي مواقع ضروري در پشت سد انباشت.
نیروگاههای ابی بسته به نوع توربین بکار رفته در ان به ۳ دسته تقسیم میشوند:
۱-نیروگاه ابی با توربین فرانسیس
۲- نیروگاه ابی با توربین کاپلان
۳- نیروگاه ابی با توربین پلتون
که این تقسیم بندی با توجه به ارتفاع ریزش اب صورت گرفته است.
– نيروگاه بخاري:
اگر بتوان در تحويلات يك نيروگاه بخار از آن مقدار كالري كه در آخرين مرحله از توربين خارج شده و در كندانسور تبديل به آب مي‌گردد استفاده صنعتي نمود، راندمان حرارتي نيروگاه به مقدار قابل ملاحظه‌اي بالا مي‌رود بدين جهت در تمام جاهائي كه
علاوه بر انرژي الكتريكي احتياج به مقدار زيادي كالري يا انرژي حرارتي باشد از توربين بخاري استفاده مي‌شود كه بتوان پس از انجام كار الكتريكي از حرارت باقي مانده نيز استفاده كرد بعبارت ديگر در اين نوع توربين بخار‌، بخار خارج شده از آخرين مرحلة توربين توسط لوله‌هايي براي مصارف صنعتي و حرارتي هدايت مي‌شود و بخار پس از تحويل انرژي حرارتي خود تقطير شده و آب مقطر آن مجدداً به ديگ بخار باز مي‌گردد و چنانچه ديده مي‌شود عمل كندانسور را مصرف كننده انرژي حرارتي انجام مي‌دهد.
البته عمل تقطير در اينجا در درجه حرارت بيشتري انجام مي‌گيرد تا در كندانسور كه تقريباً خلاء ايجاد مي‌شود و بدين جهت گوئيم توربين در چنين نيروگاهي با فشار مخالف كار مي‌كند.
 يك كارگاه صنعتي بزرگ كه دائماً انرژي حرارتي مصرف مي‌كند بهتر است مصرف الكتريكي خود را نيز خود، تهيه كند. زيرا در اين صورت نيروي برق توليد شده يك نيروي باز يافته است كه در كنار توليد انرژي حرارتي بدست آمده است. بدين جهت است كه در كارخانجات شيميايي، كاغذسازي، بريكت سازي، آب‌جو سازي و غيره اغلب از اين نوع مراكز حرارتي كه در ارتباط با مولد برق مي‌باشد استفاده مي‌شود

قسمتهاي مهم تشکیل دهنده  يك نيروگاه بخار:
به طور كلي يك نيروگاه بخار از بخشهاي متعددي تشكيل شده است كه در زير به معرفي هر يك از آنها مي‌پردازيم:


۱-بويلر:
به طور كلي بويلر به اسبابي اطلاق مي‌شود كه در آن توليد بخار صورت مي‌گيرد، بويلر يك مولد بخار است. يك بويلر نيروگاهي، شامل قسمتهاي مختلف است كه جهت سرويس، ارتباط و كنترل، بازديد و اطلاع رساني به اتاق كنترل و پرسنل بهره بردار تعبيه شده است. مهمترين اين قسمتها در زير آمده است.
يكي از مهمترين اجزاء يك بويلر نيروگاهي كه زير فشار بحراني كار مي‌كند، درام است. درام در لغت به معني مخزن غربال كننده آمده است و در اينجا نيز به منظور جدا كردن آب از بخار بكار گرفته مي‌شود. بطوري كه مي‌توان وظايف درام را بصورت زير تعريف كرد:

۱- جدا سازي بخار از آب 
۲- تصفيه شيميايي آب
۳- ذخيره سازي آب به منظور تأمين بخار مورد نياز در هنگام تغييرات بار
جدا سازي بخار از آب كه از مهمترين وظايف درام است به سه صورت انجام مي‌شود:
۱ـ جدا سازي ثقلي
۲ـ جدا سازي به روش مكانيكي
۳ـ جدا سازي به روش گريز از مركز

پس از آن كه سيال محرك (آب) در بويلر به صورت مافوق گرم (سوپر هيت) درآمد آن را به سمت توربين هدايت مي‌كنيم و اين سيال باعث به گردش در آمدن توربين و در راستاي آن توليد الكتريسيته مي‌شود.
به دليل اين كه سيال محرك در نيروگاه بخار، آب است و اين سيال پس از انجام كار در توربين بخار به صورت دو فازه مي‌باشد و بايد دوباره به بويلر ـ جهت تكرار  سيكل ـ هدايت شود مي‌بايست آن را كاملاً تقطير نماييم. (زيرا اگر آب جديد را جايگزين آن نمائيم و بخار خروجي توربين را هدر بدهيم مقرون به صرفه نخواهد بود) اين فرآيند (تقطير) در سيستم تحت عنوان چگالش آب تغذيه صورت مي‌گيرد.
در حالت كلي سيستم چگالش آب تغذيه از قسمتهاي زير تشكيل شده است:
۱ـ دستگاه انتقال گرما (چگالنده)                                        CONDENSER 
۲ـ گرمكنهاي آب تغذيه (در صورت وجود)
۳ـ دستگاه آب جبران                                              MAKE UP WATER 
۴ـ دستگاه پرداخت آب چگاليده شده
CONDENSATE POLISHING PLANT     
همانطور كه مي‌دانيد آب خنك كن پس از آن كه بخار خروج از توربين بخار را تحت فرآيند تقطير به طور كامل به مايع اشباع تبديل كرد، خود گرماي نهان سيال محرك را به صورت همرفت اجباري (اگر كندانسور از نوع تماس غير مستقيم باشد) دريافت مي‌كند، پس بايد به گونه‌اي اين گرما را از آب خنك كن بگيريم، تا امكان استفاده مجدد
آن در چرخه وجود داشته باشد، بدين منظور از سيستم خنك كننده آب چگالنده استفاده مي‌كنيم.
سيستم خنك كننده آب چگالنده                               
 COOLING  SYSTEM MAIN
امروزه روشهاي متعددي جهت خنك‌ سازي آب چگالنده (آب خنك كن) وجود دارد، كه استفاده از هر يك بسته به شرايط محيطي و جغرافيائي محل نيروگاه مي‌باشد و ما قصد نداريم تمامي اين روشها را مورد بررسي قرار دهيم، تنها به بررسي متداول‌ترين اين روشها كه امروزه مورد توجه قرار دارد مي‌پردازيم (اين روش در ميان ساير روشها با قوانين و شرايط زيست محيطي تطابق زيادي دارد و همين امر باعث شده است تا مورد توجه قرار گيرد) البته اين روش در ميان روشهاي ديگر داراي كمترين راندمان مي‌باشد.
اساس كار اين سيستم مانند رادياتور در اتومبيل است. آب خنك كن پس از آنكه گرماي نهان سيال محرك را دريافت نمود (اين آب داراي حجم زياد است) توسط پمپ‌هاي پر قدرتي به سمت رادياتورهاي (دلتا) كه بيرون از چگالنده و در محل باز قرار دارند هدايت مي‌شود و گرماي دريافتي را به محيط بيرون پس مي‌دهد.
به منظور جابه‌جايي سريعتر هواي اطراف دلتا از برجهاي بلند كه تنها به منظور تقويت جابه‌جايي هوا بنا شده است بهره مي‌گيرند اين برجها كه در اصلاح برجهاي خنك كننده نام دارند تنها بايد فشار محرك لازم جهت جابه‌جايي مناسب هوا را فراهم آورند.


سيكل ترموديناميكي ايده‌آل براي نيروگاه، بخار، سيكل رانكين   (RANKINE) است و روشهاي متعددي جهت افزايش راندمان اين سيكل وجود دارد كه در زير به معرفي آنها مي‌پردازيم.
۱ـ سوپر هيت كردن بخار ورودي به توربين 
۲ـ افزايش فشار بويلر
۳ـ كاهش فشار كندانسور 
البته به كارگيري اين روشها در يك نيروگاه بخار با محدوديتهايي روبروست، روشهاي ديگري نيز در قالب سيكل رانكين ارائه شده است كه باعث افزايش راندمان نيروگاهي كه در اين سيكل كار مي‌كند مي‌شود اين نوع روشها عبارتند از:
۱ـ سيكل گرمايش مجدد                                        (    REAHEAT CYCLE) 
۲ـ سيكل بازيابي                        (  REGENERATIVE FEED HEATING)
                       نمایی کلی ازروند کاری  یک نیروگاه بخار
۳-۱ـ نيروگاه هسته‌اي:
نيروگاه هسته‌اي، نيروگاهي است كه در آن از انرژي هسته‌اي براي توليد انرژي الكتريكي استفاده مي‌شود. نيروگاه حرارتي با سوخت فسيلي بعلت اين كه در سالهاي متمادي تكامل پيدا كرده است امروزه نسبت به نيروگاههاي هسته‌اي كه هنوز مراحل ابتدائي را مي‌گذرانند و در شرف تكميل هستند بسيار اقتصادي‌تر و ارزانتر است و فقط نيروگاه هسته‌اي با قدرت MW600 به بالا مي‌تواند تا حدودي با نيروگاههاي حرارتي نوع ديگر رقابت كند نيروگاه هسته‌اي با قدرت كمتر از M  W600 فقط به عنوان يك نيروگاه آزمايشي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. 
بنا بر فرضيه‌هاي جديد، اتم تشكيل شده است از تعدادي الكترون با بار منفي و يك هسته با بار مثبت الكترون‌ها با سرعتي در حدود    M/S1000000= V در فواصل معين و در روي مدارهاي مشخص به دور هسته داخلي اتم كه ساكن مي‌باشد مي‌گردند.
هسته اتم خود از ذرات الكتريسيته مثبت به نام پروتون و ذراتي از نظر الكتريكي خنثي و بدون بار بنام نوترون تشكيل شده است.
    مجموع پروتون و نوترون، نوكلئون ناميده مي‌شود. ( NUKLEON) بديهي است چون اتم از نظر الكتريكي خنثي است لذا تعداد پروتون‌هاي هسته برابر تعداد الكترونهاي دوار آن است.
     تعداد پروتون‌ها را عدد اتمي عنصر مي‌نامند و تعداد كل پروتون و نوترون‌هاي اتم را عدد جرمي عنصر مي‌نامند. اين تعداد مساوي نزديك‌ترين عدد صحيح به وزن اتمي جسم است. مثلاً آلومينيوم كه وزن اتمي آن ۲۷ است، داراي ۱۴ عدد نوترون و ۱۳ عدد پروتون در هسته و ۱۳ عدد الكترون در خارج هسته مي‌باشد.
       به ترتيب براي معرفي عناصر آنجايي كه فعل و انفعال‌هاي مربوط به هسته در ميان باشد هسته عناصر را با دو رقم فوق‌الذكر (عدد جرمي و عدد اتمي) مشخص مي‌كنند.
  • بازدید : 56 views
  • بدون نظر
این فایل در ۲۸صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

برحسب نظريه اتمي عنصر عبارت است از يك جسم خالص ساده كه با روش هاي شيميايي نمي توان آن را تفكيك كرد. از تركيب عناصر با يكديگر اجسام مركب به وجود مي آيند. تعداد عناصر شناخته شده در طبيعت حدود ۹۲ عنصر است. 

هيدروژن اولين و ساده ترين عنصر و پس از آن هليم، كربن، ازت، اكسيژن و… فلزات روي، مس، آهن، نيكل و… و بالاخره آخرين عنصر طبيعي به شماره ۹۲، عنصر اورانيوم است. بشر توانسته است به طور مصنوعي و به كمك واكنش هاي هسته اي در راكتورهاي اتمي و يا به كمك شتاب دهنده هاي قوي بيش از ۲۰ عنصر ديگر بسازد كه تمام آن ها ناپايدارند و عمر كوتاه دارند و به سرعت با انتشار پرتوهايي تخريب مي شوند. اتم هاي يك عنصر از اجتماع ذرات بنيادي به نام پرتون، نوترون و الكترون تشكيل يافته اند. پروتون بار مثبت و الكترون بار منفي و نوترون فاقد بار است.
تعداد پروتون ها نام و محل قرار گرفتن عنصر را در جدول تناوبي (جدول مندليف مشخص مي كند. اتم هيدروژن يك پروتون دارد و در خانه شماره ۱ جدول و اتم هليم در خانه شماره ۲ ، اتم سديم در خانه شماره ۱۱ و… و اتم اورانيوم در خانه شماره ۹۲ قرار دارد. يعني داراي ۹۲ پروتون است . 
ايزوتوپ هاي اورانيوم 
تعداد نوترون ها در اتم هاي مختلف يك عنصر همواره يكسان نيست كه براي مشخص كردن آنها از كلمه ايزوتوپ استفاده مي شود. بنابراين اتم هاي مختلف يك عنصر را ايزوتوپ مي گويند . مثلاً عنصر هيدروژن سه ايزوتوپ دارد: هيدروژن معمولي كه فقط يك پروتون دارد و فاقد نوترون است. هيدروژن سنگين يك پروتون و يك نوترون دارد كه به آن دوتريم گويند و نهايتاً تريتيم كه از دو نوترون و يك پروتون تشكيل شده و ناپايدار است و طي زمان تجزيه مي شود . 
ايزوتوپ سنگين هيدروژن يعني دوتريم در نيروگاه هاي اتمي كاربرد دارد و از الكتروليز آب به دست مي آيد. در جنگ دوم جهاني آلماني ها براي ساختن نيروگاه اتمي و تهيه بمب اتمي در سوئد و نروژ مقادير بسيار زيادي آب سنگين تهيه كرده بودند كه انگليسي ها متوجه منظور آلماني ها شده و مخازن و دستگاه هاي الكتروليز آنها را نابود كردند . 
غالب عناصر ايزوتوپ دارند از آن جمله عنصر اورانيوم، چهار ايزوتوپ دارد كه فقط دو ايزوتوپ آن به علت داشتن نيمه عمر نسبتاً بالا در طبيعت و در سنگ معدن يافت مي شوند. اين دو ايزوتوپ عبارتند از اورانيوم ۲۳۵ و اورانيوم ۲۳۸ كه در هر دو ۹۲ پروتون وجود دارد ولي اولي ۱۴۳ و دومي ۱۴۶ نوترون دارد. اختلاف اين دو فقط وجود ۳ نوترون اضافي در ايزوتوپ سنگين است ولي از نظر خواص شيميايي اين دو ايزوتوپ كاملاً يكسان هستند و براي جداسازي آنها از يكديگر حتماً بايد از خواص فيزيكي آنها يعني اختلاف جرم ايزوتوپ ها استفاده كرد. ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ شكست پذير است و در نيروگاه هاي اتمي از اين خاصيت استفاده مي شود و حرارت ايجاد شده در اثر اين شكست را تبديل به انرژي الكتريكي مي نمايند. در واقع ورود يك نوترون به درون هسته اين اتم سبب شكست آن شده و به ازاي هر اتم شكسته شده ۲۰۰ ميليون الكترون ولت انرژي و دو تكه شكست و تعدادي نوترون حاصل مي شود كه مي توانند اتم هاي ديگر را بشكنند. بنابراين در برخي از نيروگاه ها ترجيح مي دهند تا حدي اين ايزوتوپ را در مخلوط طبيعي دو ايزوتوپ غني كنند و بدين ترتيب مسئله غني سازي اورانيوم مطرح مي شود . 
ساختار نيروگاه اتمي 
به طور خلاصه چگونگي كاركرد نيروگاه هاي اتمي را بيان كرده و ساختمان دروني آنها را مورد بررسي قرار مي دهيم . 
طي سال هاي گذشته اغلب كشورها به استفاده از اين نوع انرژي هسته اي تمايل داشتند و حتي دولت ايران ۱۵ نيروگاه اتمي به كشورهاي آمريكا، فرانسه و آلمان سفارش داده بود. ولي خوشبختانه بعد از وقوع دو حادثه مهم تري ميل آيلند (Three Mile Island) در ۲۸ مارس ۱۹۷۹ و فاجعه چرنوبيل (Tchernobyl) در روسيه در ۲۶ آوريل ۱۹۸۶ ، نظر افكار عمومي نسبت به كاربرد اتم براي توليد انرژي تغيير كرد و ترس و وحشت از جنگ اتمي و به خصوص امكان تهيه بمب اتمي در جهان سوم، كشورهاي غربي را موقتاً مجبور به تجديدنظر در برنامه هاي اتمي خود كرد . 
نيروگاه اتمي در واقع يك بمب اتمي است كه به كمك ميله هاي مهاركننده و خروج دماي دروني به وسيله مواد خنك كننده مثل آب و گاز، تحت كنترل درآمده است. اگر روزي اين ميله ها و يا پمپ هاي انتقال دهنده مواد خنك كننده وظيفه خود را درست انجام ندهند، سوانح متعددي به وجود مي آيد و حتي ممكن است نيروگاه نيز منفجر شود، مانند فاجعه نيروگاه چرنوبيل شوروي. يك نيروگاه اتمي متشكل از مواد مختلفي است كه همه آنها نقش اساسي و مهم در تعادل و ادامه حيات آن را دارند. اين مواد عبارت اند از : 
۱- ماده سوخت متشكل از اورانيوم طبيعي، اورانيوم غني شده، اورانيوم و پلوتونيم است . 
عمل سوختن اورانيوم در داخل نيروگاه اتمي متفاوت از سوختن زغال يا هر نوع سوخت فسيلي ديگر است. در اين پديده با ورود يك نوترون كم انرژي به داخل هسته ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۵ عمل شكست انجام مي گيرد و انرژي فراواني توليد مي كند. بعد از ورود نوترون به درون هسته اتم، ناپايداري در هسته به وجود آمده و بعد از لحظه بسيار كوتاهي هسته اتم شكسته شده و تبديل به دوتكه شكست و تعدادي نوترون مي شود. تعداد متوسط نوترون ها به ازاي هر ۱۰۰ اتم شكسته شده ۲۴۷ عدد است و اين نوترون ها اتم هاي ديگر را مي شكنند و اگر كنترلي در مهار كردن تعداد آنها نباشد واكنش شكست در داخل توده اورانيوم به صورت زنجيره اي انجام مي شود كه در زماني بسيار كوتاه منجر به انفجار شديدي خواهد شد . 
در واقع ورود نوترون به درون هسته اتم اورانيوم و شكسته شدن آن توام با انتشار انرژي معادل با ۲۰۰ ميليون الكترون ولت است اين مقدار انرژي در سطح اتمي بسيار ناچيز ولي در مورد يك گرم از اورانيوم در حدود صدها هزار مگاوات است. كه اگر به صورت زنجيره اي انجام شود، در كمتر از هزارم ثانيه مشابه بمب اتمي عمل خواهد كرد . 
اما اگر تعداد شكست ها را در توده اورانيوم و طي زمان محدود كرده به نحوي كه به ازاي هر شكست، اتم بعدي شكست حاصل كند شرايط يك نيروگاه اتمي به وجود مي آيد . به عنوان مثال نيروگاهي كه داراي ۱۰ تن اورانيوم طبيعي است قدرتي معادل با ۱۰۰ مگاوات خواهد داشت و به طور متوسط ۱۰۵ گرم اورانيوم ۲۳۵ در روز در اين نيروگاه شكسته مي شود و همان طور كه قبلاً گفته شد در اثر جذب نوترون به وسيله ايزوتوپ اورانيوم ۲۳۸ اورانيوم ۲۳۹ به وجود مي آمد كه بعد از دو بار انتشار پرتوهاي بتا (يا الكترون) به پلوتونيم ۲۳۹ تبديل مي شود كه خود مانند اورانيوم ۲۳۵ شكست پذير است . در اين عمل ۷۰ گرم پلوتونيم حاصل مي شود. ولي اگر نيروگاه سورژنراتور باشد و تعداد نوترون هاي موجود در نيروگاه زياد باشند مقدار جذب به مراتب بيشتر از اين خواهد بودو مقدار پلوتونيم هاي به وجود آمده از مقدار آنهايي كه شكسته مي شوند بيشتر خواهند بود. در چنين حالتي بعد از پياده كردن ميله هاي سوخت مي توان پلوتونيم به وجود آمده را از اورانيوم و فرآورده هاي شكست را به كمك واكنش هاي شيميايي بسيار ساده جدا و به منظور تهيه بمب اتمي ذخيره كرد . 
۲- نرم كننده ها موادي هستند كه برخورد نوترون هاي حاصل از شكست با آنها الزامي است و براي كم كردن انرژي اين نوترون ها به كار مي روند. زيرا احتمال واكنش شكست پي در پي به ازاي نوترون هاي كم انرژي بيشتر مي شود. آب سنگين (D2O) يا زغال سنگ (گرافيت ) به عنوان نرم كننده نوترون به كار برده مي شوند . 
۳- ميله هاي مهاركننده : اين ميله ها از مواد جاذب نوترون درست شده اند و وجود آنها در داخل رآكتور اتمي الزامي است و مانع افزايش ناگهاني تعداد نوترون ها در قلب رآكتور مي شوند. اگر اين ميله ها كار اصلي خود را انجام ندهند، در زماني كمتر از چند هزارم ثانيه قدرت رآكتور چند برابر شده و حالت انفجاري يا ديورژانس رآكتور پيش مي آيد. اين ميله ها مي توانند از جنس عنصر كادميم و يا بور باشند . 
۴- مواد خنك كننده يا انتقال دهنده انرژي حرارتي : اين مواد انرژي حاصل از شكست اورانيوم را به خارج از رآكتور انتقال داده و توربين هاي مولد برق را به حركت در مي آورند و پس از خنك شدن مجدداً به داخل رآكتور برمي گردند. البته مواد در مدار بسته و محدودي عمل مي كنند و با خارج از محيط رآكتور تماسي ندارند. اين مواد مي توانند گاز CO2 ، آب، آب سنگين، هليم گازي و يا سديم مذاب باشند . 

انواع راکتور 
راکتورهای اتمی را معمولا برحسب خنک کننده، کند کننده، نوع و درجه غنای سوخت در آن طبقه بندی می کنند. معروفترین راکتورهای اتمی، راکتورهایی هستند که از آب سبک به عنوان خنک کننده و کند کننده و اورانیوم غنی شده(۲ تا ۴ درصد اورانیوم ۲۳۵) به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها عموما تحت عنوان راکتورهای آب سبک (LWR ) شناخته می شوند. راکتورهای WWER,BWR,PWR از این دسته اند. نوع دیگر، راکتورهایی هستند که از گاز به عنوان خنک کننده، گرافیت به عنوان کند کننده و اورانیوم طبیعی یا کم غنی شده به عنوان سوخت استفاده می کنند. این راکتورها به گاز – گرافیت معروفند. راکتورهای HTGR,AGR,GCR از این نوع می باشند. راکتور PHWR راکتوری است که از آب سنگین به عنوان کندکننده و خنک کننده و از اورانیوم طبیعی به عنوان سوخت استفاده می کند. نوع کانادایی این راکتور به CANDU موسوم بوده و از کارایی خوبی برخوردار می باشد. مابقی راکتورها مثل FBR ( راکتوری که از مخلوط اورانیوم و پلوتونیوم به عنوان سوخت و سدیم مایع به عنوان خنک کننده استفاده کرده و فاقد کند کننده می باشد ) LWGR( راکتوری که از آب سبک به عنوان خنک کننده و از گرافیت به عنوان کند کننده استفاده می کند) از فراوانی کمتری برخوردار می باشند. در حال حاضر، راکتورهای PWR و پس از آن به ترتیب PHWR,WWER,BWR فراوانترین راکتورهای قدرت در حال کار جهان می باشند . 
به لحاظ تاریخی اولین راکتور اتمی در آمریکا بوسیله شرکت ” وستینگهاوس” و به منظور استفاده در زیر دریائیها ساخته شد. ساخت این راکتور پایه اصلی و استخوان بندی تکنولوژی فعلی نیروگاههای اتمی PWR را تشکیل داد. سپس شرکت جنرال الکتریک موفق به ساخت راکتورهایی از نوع BWR گردید. اما اولین راکتوری که اختصاصا جهت تولید برق طراحی شده، توسط شوروی و در ژوئن ۱۹۵۴در “آبنینسک” نزدیک مسکو احداث گردید که بیشتر جنبه نمایشی داشت، تولید الکتریسیته از راکتورهای اتمی در مقیاس صنعتی در سال ۱۹۵۶ در انگلستان آغاز گردید. تا سال ۱۹۶۵ روند ساخت نیروگاههای اتمی از رشد محدودی برخوردار بود اما طی دو دهه ۱۹۶۶ تا ۱۹۸۵ جهش زیادی در ساخت نیروگاههای اتمی بوجود آمده است. این جهش طی سالهای ۱۹۷۲ تا ۱۹۷۶ که بطور متوسط هر سال ۳۰ نیروگاه شروع به ساخت می کردند بسیار زیاد و قابل توجه است. یک دلیل آن شوک نفتی اوایل دهه ۱۹۷۰ می باشد که کشورهای مختلف را برآن داشت تا جهت تأمین انرژی مورد نیاز خود بطور زاید الوصفی به انرژی هسته ای روی آورند. پس از دوره جهش فوق یعنی از سال ۱۹۸۶ تاکنون روند ساخت نیروگاهها به شدت کاهش یافته بطوریکه بطور متوسط سالیانه ۴ راکتور اتمی شروع به ساخت می شوند . 
کشورهای مختلف در تولید برق هسته ای روند گوناگونی داشته اند. به عنوان مثال کشور انگلستان که تا سال ۱۹۶۵ پیشرو در ساخت نیروگاه اتمی بود، پس از آن تاریخ، ساخت نیروگاه اتمی در این کشور کاهش یافت، اما برعکس در آمریکا به اوج خود رسید. کشور آمریکا که تا اواخر دهه ۱۹۶۰ تنها ۱۷ نیروگاه اتمی داشت در طول دهه های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ بیش از ۹۰ نیروگاه اتمی دیگر ساخت. این مسئله نشان دهنده افزایش شدید تقاضای انرژی در آمریکاست. هزینه تولید برق هسته ای در مقایسه با تولید برق از منابع دیگر انرژی در امریکا کاملا قابل رقابت می باشد. هم اکنون فرانسه با داشتن سهم ۷۵ درصدی برق هسته ای از کل تولید برق خود درصدر کشورهای جهان قرار دارد. پس از آن به ترتیب لیتوانی(۷۳درصد)، بلژیک(۵۷درصد)، بلغارستان و اسلواکی(۴۷درصد) و سوئد (۸/۴۶ درصد) می باشند. آمریکا نیز حدود ۲۰ درصد از تولید برق خود را به برق هسته ای اختصاص داده است . 
گرچه ساخت نیروگاههای هسته ای و تولید برق هسته ای در جهان از رشد انفجاری اواخر دهه ۱۹۶۰ تا اواسط ۱۹۸۰ برخوردار نیست اما کشورهای مختلف همچنان درصدد تأمین انرژی مورد نیاز خود از طریق انرژی هسته ای می باشند. طبق پیش بینی های به عمل آمده روند استفاده از برق هسته ای تا دهه های آینده همچنان روند صعودی خواهد داشت. در این زمینه، منطقه آسیا و اروپای شرقی به ترتیب مناطق اصلی جهان در ساخت نیروگاه هسته ای خواهند بود. در این راستا، ژاپن با ساخت نیروگاههای اتمی با ظرفیت بیش از ۲۵۰۰۰ مگا وات درصدر کشورها قرار دارد. پس از آن چین، کره جنوبی، قزاقستان، رومانی، هند و روسیه جای دارند. استفاده از انرژی هسته ای در کشورهای کاندا، آرژانتین، فرانسه، آلمان، آفریقای جنوبی، سوئیس و آمریکا تقریبا روند ثابتی را طی دو دهه آینده طی خواهد کرد . 
غنی سازی اورانيم 
سنگ معدن اورانيوم موجود در طبيعت از دو ايزوتوپ ۲۳۵ به مقدار ۷/۰ درصد و اورانيوم ۲۳۸ به مقدار ۳/۹۹ درصد تشكيل شده است. سنگ معدن را ابتدا در اسيد حل كرده و بعد از تخليص فلز، اورانيوم را به صورت تركيب با اتم فلئور (F) و به صورت مولكول اورانيوم هكزا فلورايد UF6 تبديل مي كنند كه به حالت گازي است. سرعت متوسط مولكول هاي گازي با جرم مولكولي گاز نسبت عكس دارد اين پديده را گراهان در سال ۱۸۶۴ كشف كرد. از اين پديده كه به نام ديفوزيون گازي مشهور است براي غني سازي اورانيوم استفاده مي كنند.در عمل اورانيوم هكزا فلورايد طبيعي گازي شكل را از ستون هايي كه جدار آنها از اجسام متخلخل (خلل و فرج دار) درست شده است عبور مي دهند. منافذ موجود در جسم متخلخل بايد قدري بيشتر از شعاع اتمي يعني در حدود ۵/۲ انگشترم ( ۰۰۰۰۰۰۰۲۵/۰ سانتيمتر) باشد. ضريب جداسازي متناسب با اختلاف جرم مولكول ها است.روش غني سازي اورانيوم تقريباً مطابق همين اصولي است كه در اينجا گفته شد. با وجود اين مي توان به خوبي حدس زد كه پرخرج ترين مرحله تهيه سوخت اتمي همين مرحله غني سازي ايزوتوپ ها است زيرا از هر هزاران كيلو سنگ معدن اورانيوم ۱۴۰ كيلوگرم اورانيوم طبيعي به دست مي آيد كه فقط يك كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ خالص در آن وجود دارد. براي تهيه و تغليظ اورانيوم تا حد ۵ درصد حداقل ۲۰۰۰ برج از اجسام خلل و فرج دار با ابعاد نسبتاً بزرگ و پي درپي لازم است تا نسبت ايزوتوپ ها تا از برخي به برج ديگر به مقدار ۰۱/۰ درصد تغيير پيدا كند. در نهايت موقعي كه نسبت اورانيوم ۲۳۵ به اورانيوم ۲۳۸ به ۵ درصد رسيد بايد براي تخليص كامل از سانتريفوژهاي بسيار قوي استفاده نمود. براي ساختن نيروگاه اتمي، اورانيوم طبيعي و يا اورانيوم غني شده بين ۱ تا ۵ درصد كافي است. ولي براي تهيه بمب اتمي حداقل ۵ تا ۶ كيلوگرم اورانيوم ۲۳۵ صددرصد خالص نياز است .
عملا در صنايع نظامي از اين روش استفاده نمي شود و بمب هاي اتمي را از پلوتونيوم ۲۳۹ كه سنتز و تخليص شيميايي آن بسيار ساده تر است تهيه مي كنند. عنصر اخير را در نيروگاه هاي بسيار قوي مي سازند كه تعداد نوترون هاي موجود در آنها از صدها هزار ميليارد نوترون در ثانيه در سانتيمتر مربع تجاوز مي كند. عملاً كليه بمب هاي اتمي موجود در زراد خانه هاي جهان از اين عنصر درست مي شود.روش ساخت اين عنصر در داخل نيروگاه هاي اتمي به صورت زير است: ايزوتوپ هاي اورانيوم ۲۳۸ شكست پذير نيستند ولي جاذب نوترون كم انرژي ( نوترون حرارتي هستند. تعدادي از نوترون هاي حاصل از شكست اورانيوم ۲۳۵ را جذب مي كنند و تبديل به اورانيوم ۲۳۹ مي شوند. اين ايزوتوپ از اورانيوم بسيار ناپايدار است و در كمتر از ده ساعت تمام اتم هاي به وجود آمده تخريب مي شوند. در درون هسته پايدار اورانيوم ۲۳۹ يكي از نوترون ها خودبه خود به پروتون و يك الكترون تبديل مي شود.بنابراين تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد را كه ۹۳ پروتون دارد نپتونيم مي نامند كه اين عنصر نيز ناپايدار است و يكي از نوترون هاي آن خود به خود به پروتون تبديل مي شود و در نتيجه به تعداد پروتون ها يكي اضافه شده و عنصر جديد كه ۹۴ پروتون دارد را پلوتونيم مي نامند. اين تجربه طي چندين روز انجام مي گيرد . 

تعاریف اصطلاحات در فیزیک هسته ای 
ویژه هسته: یک هسته خاص با اعداد پروتونی (Z) و نوترونی (N) معین را گویند . 
ایزوتوپ ها: ویژه هسته هایی با پروتون های یکسان و نوترون های مختلف را گویند.مثال:ایزوتوپ هیدروژن ۲۱ H و ۳۱ H می باشند . 
ایزوتون ها: ویژه هسته هایی با نوترون برابر و پروتون مختلف را گویند . 
ایزوبارها: ویژه هسته هایی با عدد جرمی A ی برابر (A=Z+N) را می گویند . 
ایزومر: ویژه هسته هایی در حالت بر انگیخته با نیم عمر قابل اندازه گیری را ایزومر می نامند . 
نوکلئون: ذرات تشکیل دهنده هسته) نوترون یا پروتون ) نوکلئون نام دارند . 
مزون ها: ذراتی هستند با جرمی بین جرم الکترون و جرم پروتون . شناخته شده ترین مزون ها عبارتند از: مزون های پی که نقش مهمی در نیروهای هسته ای باز می کند و مزون های مو که در پدیده های پرتو کیهانی مهم است . 
پوزیترون: الکترون با بار مثبت به عبارتی ذره ای با جرمی برابر جرم الکترون و باری برابر بار الکترون با علامت مثبت . 
فوتون: کوانتوم تابش الکترومغناطیسی که معمولاً بصورت نور اشعه ایکس یا اشعه گاما ظاهر می شودبه عبارت دیگر کوچکترین ذرات سازنده نور فوتون ها هستند . 
اسپین: صرفنظر از انرژی مربوط به چرخش الکترون به دور هسته اتمی الکترون نیز انرژی اضافی دیگری دارد که مربوط به چرخش حول محور خود می باشد .علاوه بر الکترون ذراتی دیگر مثل پروتون ، نوترون و فنون ها نیز به نوبه خود دارای اسپین می باشد . 
آب سنگین: اصطلاحی که معمولا برای مولکول آب دارای دو اتم هیدروژن سنگین بکار می رود در این مولکول دو اتم دوتریوم بجای دو اتم هیدروژن جایگزین می شود (D2o). آب سنگین دارای خواص غیر عادی بوده و در راکتور های هسته ای نقش ایفا می کنند . 
بتاترون: یک شتاب دهنده چرخه ای است این دستگاه شامل یک محفظه حلقوی بدون هوا است.که بین قطبهای یک الکترومغناطیس جای دارد یک چشمه الکترونی نیز داخل آن محفظه قرار گرفته است . 
سوخت هسته ای پلوتنیم: یک عنصر شیمیائی یا عدد اتمی ۹۲ و جرم اتمی ۲۳۹ و یک فلز سمی است. به سادگی در هوا آتش می گیرد. کاربرد عمده پلوتونیم در راکتورهای هسته ای ، بمب های هسته ای ، چشمه ذره آلفا و اشعه گاما در پزشکی است . 
کوانتا (Cuonta ): در سال ۱۹۰۱ فیزیکدان معاصر آلمانی ماکس پلانک پیشنهاد نمود که در انتقالات فیزیکی و تاثیرات متقابل اتم های ماده ، انرژی بصورت مقادیر مجزا یا “بسته های” کوچک نشر یافته و یا جذب می شوند. در نتیجه مطابق این تئوری، انرژی دارای مقادیر پیوسته ای نمی باشد. این قسمتهای کوچک نام کوانتوم بخود گرفت . 
لباسهای بادی (Pneumatic suit ): لباسهای مخصوص که برای کار در هوای آلوده به مواد رادیو اکتیو ) بخارهای گازها ، ذرات بسیار ریز) بکار می رود . 
مهندسی هسته ای:شاخه ای از مهندسی مواد که انرژی هسته ای و نیز موارد استفاده از آن را برای احتیاجات کلی و دفاعی مطالعه و بررسی می کند . 
نوترنیو (Neutrino): ذراتی هستند خنثی که تشخیص و حتی به تله انداختن آنها خیلی مشکل است ضمن واپاشی بتای هسته های اتمی همراه الکترون یا پوزیترون گسیل می شود . 
نیم عمر (Half Life): یکی از مهمترین کمیت های مشخصه مواد رادیو اکتیو نیم عمر آنها می باشد و طبق تعریف مدت زمانی است که فعالیت چشمه به نصف مقدار اولیه می رسد . 
راکتورهای هسته ای: وسیله که درآن واکنش شکافت زنجیری کنترل شده انجام می شود. راکتور هسته ای نام دارد. اورانیوم و پلوتونیم به عنوان سوخت هسته ای به کار می رود . 
پرتوهای کیهانی:تابش های کیهانی عبارتست از ذرات مثبت تند ( پروتون ها ) و شماری ذرات آلفا و هسته های دیگر ذرات اولیه. پرتوهای کیهانی دارای انرژی عظیم از مرتبه میلیارد الکترون ولت است گاهی این انرژی به مقادیر حیرت آور از مرتبه ۲۱ ev 10 می رسد این پرتوها قادرند تا عمق اقیانوس ها و زمین هم نفوذ کنند . 
جرم سکون (Rest Mass): جرم یک ذره ای که سرعت آن صفر بوده و یا صفر می شود را جرم سکون گویند . 
جرم بحرانی سوخت هسته ای (Critical Mass): جرم بحرانی برای انجام یک واکنش زنجیری شکست عبارتست از کمترین مقدار سوخت هسته ای بطوریکه هر دوره نوترون باعث تولید یک دوره بعدی یا همان تعداد نوترون گردد یعنی کاهش نوترون در سوخت هسته ای بطور کامل جبران شود . 
تعریف جرم بحرانی: کمترین مقدار لازم جرم فیزیکی ماده سوختنی جهت سوختن را جرم بحرانی گویند 
چرا سقف نیروگاه های اتمی گنبدی شکل است؟
تعریف گنبد 
اگر شبکه ای در دو جهت دارای انحنا باشد گنبد نامیده می شود شاید رویه یک گنبد بخشی از یک کره یا یک مخروط یا اتصال چندین رویه باشد . گنبد ها سازه هایی با صلبیت بالا می باشند و برای دهانه های بسیار بزرگ تا حدود ۲۵۰ متر مورد استفاده قرار می گیرند . ارتفاع گنبد باید بزرگتر از ۱۵% قطر پایه گنبد باشد . گنبدها دارای مرکز هستند 

عتیقه زیرخاکی گنج