شناخت فواید و مضرات رآکتور بارآور

رآکتورهای بارآور اغلب به عنوان پاسخی برای کمیابی اورانیوم، خریدار پیدا کرده‌اند که می‌تواند بر رآکتورهای مرسوم و سنتی تأثیر بگذارد. این مقاله فواید و مضرات نیروگاه‌های بارآور را لیست کرده است.

آیا می‌دانستید؟

وحشت از این بود که انفجار در رآکتور بارآور مونجو در ژاپن، می‌تواند 60 برابر انرژی بمب اتمی انداخته شده در ناکازاکی در سال 1945 را آزاد کند.
رآکتورهای هسته‌ای، تجهیزاتی هستند که از حرارت تولید شده در طول شکافت اتم‌ها بهره می‌برند تا انرژی لازم برای تولید برق و نیرو را تولید کنند. این رآکتورها، رآکتورهای هسته‌ای هستند که سوختی بیشتر از آن چه که در طول فعالیت خود به کار می‌برند، تولید می‌کنند. آنها دارای هسته‌ی داخلی ایزوتوپ پلوتونیوم – 239 هستند. این هسته توسط حفاظی از ایزوتوپ اورانیوم – 238 احاطه شده است. پلوتونیوم وقتی با نوترون‌ها بمباران می‌شود، می‌شکافد تا بخش‌های کوچک‌تر، مقداری انرژی حرارتی و نوترون‌های بیشتر را تولید کند. برخی نوترون‌ها با دور و بر و اطراف اتم‌های اورانیوم – 238 برخورد می‌کنند تا به پلوتونیوم – 239 تبدیل شوند و به طور موثر سوخت خود را تولید کنند. نوترون‌های باقیمانده اتم‌های پلوتونیوم دیگر را بمباران می‌کنند و واکنش زنجیره‌ای را شروع می‌کنند که نوترون‌ها و انرژی بیشتری را تولید می‌کند. وقتی تمام دور و بر اورانیوم به پلوتونیوم تبدیل شد، سوخت کاملاً از نو تولید شده است. رآکتور بارآور به همین خاطر این نام را گرفته است چون سوخت خود را تولید می‌کند.
یک خنک کننده در اطراف رآکتور وجود دارد که برای حفاظت از گرم شدن بیش از حد هسته به کار می‌رود. این خنک کننده حرارت تولید شده در طول شکافت اتم‌های پلوتونیوم را جذب می‌کند و آن را برای مبادله‌ی حرارت به گردش درمی‌آورد. این گرما و حرارت آب مبادله کننده را به بخار تبدیل می‌کند که برای راندن توربین و تولید الکتریسیته به کار می‌رود. بیایید نگاهی به مزایا و معایب رآکتورهای بارآور بیندازیم.
فواید :
 رآکتور بارآور 30 درصد بیشتر از مقدار سوختی که مصرف می‌کند، تولید می‌کند. بعد از وارد کردن اولیه‌ی اورانیوم غنی شده، رآکتور فقط به افزودن مقدار کمی اورانیوم پایدار نیاز دارد که بعداً به سوخت تبدیل می‌شود.
 رآکتور بارآور می‌تواند انرژی بسیار بیشتری از نیروگاه‌های زغال سنگ سنتی و مرسوم تولید کند. حتی 3 گرم اورانیوم در حین شکافت می‌تواند ده برابر بیشتر از یک تن زغال سنگ، انرژی تولید کند.
 نیروگاه‌های بارآور حتی می‌توانند از زباله‌ی اورانیوم به دست آمده از نیروگاه‌های فرآوری اورانیوم و سوخت مصرفی رآکتورهای شکافت مرسوم و اورانیوم تخلیه شده از تسلیحات هسته‌ای استفاده بکنند.
 اورانیوم – 235 که توسط رآکتورهای نور – آب مورد استفاده قرار می‌گیرد در روی زمین نادر و کمیاب است و منابع آن احتمالاً طی 100 سال تمام خواهد شد. از طرف دیگر، اورانیوم – 238 که توسط رآکتورهای بارآور به کار می‌رود، فراوان است در واقع همانند قلع، رایج است. انتظار می‌رود که معادن آن فقط در آمریکا تا 1000 سال دوام داشته باشند.
 چون راکتور بارآور دوباره از سوخت خود استفاده می‌کند، هزینه‌های حفاری و فرآوری معدن اورانیوم به حداقل می‌رسد.
 قیمت‌های سوخت رآکتورهای بارآور به خاطر فراوانی اورانیوم – 238 بر روی زمین، نسبتاً پایدار خواهد ماند.
 این تکنولوژی به جز در طول حفاری و فرآوری معدن اورانیوم، در آلودگی هوا سهمی ندارد.
 راکتورهای بارآور از هسته‌ی کوچک استفاده می‌کنند که برای حفظ واکنش‌های زنجیره‌ای مهم است. علاوه بر این، این رآکتورها حتی به تعدیل کننده و یا کند کننده برای کاهش سرعت نوترون‌ها نیاز ندارند چون از نوترون‌های سریع استفاده می‌کنند.
مضرات :
 رآکتورهای بارآور از سوخت‌های بسیار غنی شده استفاده می‌کنند که خطر حوادث بحرانی را دارند. آنها هم چنین در دمای بسیار بالا و با سرعت بالا کار می‌کنند.
 پلوتونیوم به مدت زیادی در محیط زیست ماندگار می‌ماند و نیمه‌ی عمر آن 24000 سال است و شدیداً سمی است و موجب سرطان ریه می‌شود حتی اگر مقدار کمی از آن استنشاق شود.
 ساخت و اجرای این رآکتور بسیار پر هزینه است و بین 4 تا 8 میلیارد دلار فقط برای ساخت آن پول نیاز است.
 محصولات جانبی تشکیل شده در طول شکافت پلوتونیوم باید با فرآوری دوباره حذف شوند چون سرعت نوترون‌ها را کاهش می‌دهند و بازده و کارآیی را پایین می‌آورند. اما این گام از فرآوری دوباره، رگه‌ی بسیار خالصی از پلوتونیوم را تولید می‌کند که برای استفاده در تسلیحات هسته‌ای ایده‌آل و مطلوب است. این موضوع موجب ریسک و خطر می‌شود چون ممکن است تروریست‌ها خرابکاری کنند و یا پلوتونیوم را به سرقت ببرند.
 تا به امروز، یک رآکتور منفرد از لحاظ اقتصادی عملی و ممکن نشده است. هر ساله، میلیاردها دلار پول در کل دنیا برای ذخیره‌ی ایمن پلوتونیوم تولید شده، صرف می‌شود که بیهوده است چون عده‌ی معدودی از رآکتورها از آن به عنوان سوخت استفاده می‌کنند.
 به طور عملی، رآکتور بارآور به 30 سال زمان نیاز دارد تا همان مقدار پلوتونیومی را که در اجرا و بهره برداری خود مصرف می‌کند، تولید کند.
 رآکتور بارآور به فلز سدیم و یا پتاسیم مایع شده به عنوان خنک کننده نیاز دارد چون آب می‌تواند سرعت نوترون‌ها را کاهش دهد. این فلزات می‌توانند موجب اتفاقات بد شوند چون وقتی در معرض آب یا هوا قرار می‌گیرند به طور شدیدی واکنش می‌دهند.
 بهره برداری از این رآکتورها پیچیده است. علاوه بر این، حتی کوچک‌ترین عملکرد بد می‌تواند باعث خاموشی‌ و یا تعطیلی‌ طولانی مدت شود. تعمیر آنها خسته کننده و پر هزینه نیز هست.
 رآکتورهای بارآور حوادث متعددی را تجربه کرده‌اند. برای مثال در سال 1955 در آمریکا، فرو گداختی برای رآکتور بارآور تجربی l رخ داد. به طور مشابه، در سال 1966 نیز فروگداخت نسبی برای رآکتور فرمی l رخ داد و این رآکتور بعد از یک سری انفجارات سدیم بسته شد. اخیراً فقط روسیه، چین، هند و ژاپن، رآکتورهای بارآور در حال کار و دایر دارند.
بنابراین، با این که رآکتورهای بارآور در تولید سوخت خود شدیداً کارآمد هستند اما خطر و آسیب تسلیحات هسته‌ای دقیقاً دلیل این است که چرا بیشتر کشورها ترجیح می‌دهند از آنها دور بمانند. به همین دلیل، رئیس جمهور آمریکا، جیمی کارتر یک دستور اجرایی در سال 1977 صادر کرد و فرآوری دوباره‌ی ماده‌ی هسته‌ای را ممنوع اعلام کرد.