ראשי

איך עובד כור גרעיני

ארז בן-ארי משמיד עוד תעלומה טכנולוגית. והפעם: מה ואנונו יודע שאתם לא?

כשמזכירים את המונח כור גרעיני, הדבר הראשון שעולה לראש הוא בדרך כלל נשק גרעיני, אבל רובם הגדול של הכורים בעולם משמשים לייצור חשמל בלבד, וזאת שיטה יעילה מאוד בהשוואה לתחנות הפחם הנפוצות. אמנם בעבר אירעו תקלות ואפילו נגרמו אסונות כבדים כמו זה בצ'רנוביל, אבל מבחינה סטטיסטית, כורים גרעיניים בטוחים מאוד. עובדה, יש מאות כאלה בעולם, ומספר התקלות בהם אפסי. למעשה, מדינות מסוימות מפיקות את רוב החשמל שלהן מכורים כבר עשרות שנים בהצלחה יתרה.

הבסיס לפעולתו של הכור הגרעיני הוא ביקוע של גרעין האטום. אטומים הם החלקיקים שמהם מורכב כל חומר בעולם. בעבר חשבו המדענים כי האטום הוא היחידה הקטנה ביותר, ומקור המילה הוא מהמילה היוונית Atomos, שפירושה "בלתי ניתן לחלוקה". אבל במאה ה-20 נתגלה כי האטום עצמו מורכב מחלקיקים קטנים יותר. לכל אטום יש גרעין, המורכב מניוטרונים ומפרוטונים, והגרעין מוקף באלקטרונים הנעים סביבו בשכבות (המכונות גם קליפות). החלקיקים שבגרעין נצמדים זה לזה בכוח מגנטי חזק מאוד, ולא קל להפריד ביניהם.

במהלך המחקר בתחום התברר כי ככל שהחומר כבד יותר כך גרעין האטום יציב פחות, ועל ידי ירייה של חלקיק היישר אל הגרעין, ניתן לבקע אותו. כאשר גרעין מתבקע, משתחררת כמות אדירה של אנרגיה בצורת קרינה וחום, שבהם משתמשים כדי להפיק חשמל. הכור מחמם מים עד שהם הופכים לקיטור, והקיטור מניע גלגלים של טורבינה שמפיקה חשמל בעזרת מגנטים. גם תחנת חשמל רגילה יוצרת קיטור ומפיקה חשמל בעזרת טורבינה, אבל בה שורפים פחם או דלק אחר כדי לחמם את המים. והכי חשוב: ביקוע קילוגרם אחד של דלק גרעיני מפיק יותר אנרגיה מאשר 10 מיליון ליטר של דלק.

הדלק הגרעיני שבו משתמשים ברוב הכורים הוא אורניום, חומר נדיר ויקר, ואחת המתכות הכבדות ביותר שיש (כמעט פי 5 מברזל). כדי להפיק קילוגרם אחד של אורניום צריך לכרות מהאדמה טונות של עפרה ולזקק אותה. כורים מסוימים משתמשים בפלוטוניום. כאשר גרעין של אורניום או פלוטוניום מתבקע, משתחררים ממנו ניוטרונים, ואם יש בסביבה מספיק אטומים אחרים של החומר, הניוטרון יפגע בחלקיק אחר, יבקע אותו, יגרום שחרור נוסף של ניוטרון וכך הלאה. תהליך זה נקרא "תגובת שרשרת", והוא חשוב מאוד לתהליך הגרעיני, מאחר שהוא מאפשר לכור להמשיך לפעול. מצד שני, אם יש יותר מדי חומר, תגובת השרשת תהיה מהירה מדי, כמות האנרגיה שתשתחרר תהיה גדולה מדי, והיא עלולה לגרום פיצוץ כמו בפצצה גרעינית.

מאחר שכמות האנרגיה המשתחררת בביקוע גרעיני היא אדירה, חובה לפקח על המצב כל הזמן. בכורים גרעיניים יש לוחות בקרה עמוסי שעונים, המפקחים על הטמפרטורה והלחץ בכל רגע. במקרה של לחץ או טמפרטורה גבוהים מדי, המהנדסים המפקחים על הכור מורידים מוטות בקרה אל בין כדורי האורניום כדי להאט את תהליך הביקוע. המוטות עשויים חומר מיוחד הסופג את הניוטרונים, וכך תגובת השרשרת יכולה להיעצר לגמרי. ליתר ביטחון הכור גם מוקף בכמה שכבות עבות של מתכת ובטון, כדי שגם במקרה הגרוע ביותר לא ישתחררו חומרים רדיואקטיביים אל האוויר. במקרה של הכור בצ'רנוביל, מתכנני הכור לא דאגו למספיק שכבות הגנה, ולכן לא

ניתן היה לעצור את הדליפה של החומר. בכורים עמידים יותר כבר התרחשו תקלות, אבל ההגנה הרב-שכבתית עצרה את הגזים ומנעה אסון. מבנה של כור מודרני הוא כה יציב וחזק, עד שהוא מסוגל לעמוד גם בפגיעה ישירה של מטוס.

בסופו של דבר, כורים גרעיניים לא נחשבים מסוכנים כאשר הם נבנים כראוי ומטופלים על-ידי אנשי מקצוע. למעשה, תחנת חשמל מבוססת פחם היא מסוכנת הרבה יותר, בגלל הזיהום האדיר שהיא פולטת לאוויר. המגבלות העיקריות של כור גרעיני הן הסכנה בהובלת הדלק אל הכור והטיפול בו אחרי השימוש. דלק גרעיני נשאר רדיואקטיבי למשך מאות שנים, ועדיין לא נמצא פתרון טוב וזול לטיפול בשאריות

נא להמתין לטעינת התגובות

מעדכן תגובות...

לכל הכתבות של