از آنجایی که ایران اعلام کرده، در صورت ضرورت اورانیوم را تا ۶۰% هم غنی می‌کند، از این بهانه استفاده می‌کنیم و در این رشته توییت به استفاده از این در صد از غنی سازی نگاه سریعی می‌‌اندازیم. یکی از جاهای که به اورانیوم با غنای بالا یا بسیار بالا نیاز جدی وجود دارد، در بخش 
پیشران‌های هسته‌ای کشتی‌های جنگی و به خصوص زیر دریایی‌ها است. البته از این پیشرانه‌ها در کشتی‌های تحقیقاتی و یخ شکن هم استفاده میشوند. این پیشرانه‌ها که در واقع یک راکتور هسته ای میباشند، به دلیل اینکه در موقعیت خاصی یعنی در دریا باید کار کنند، از تفاوت هایی نسبت
به راکتور‌های مستقر بر روی زمین (که جهت تولید برق استفاده میشوند) برخوردار هستند. برخلاف راکتور‌های مستقر روی زمین که تا تقریبا ۱۶۰۰ مگاوات توان دارند، پیشرانه‌های دریایی تنها چند صد مگاوات توان تولید برق دارند ولی از آنجا که این پیشرانه‌ها باید در فضای محدودی ساخته و
تعبیه بشوند، دارای چگالی انرژی بیشتری هستند که این خود باعث بوجود آمدن استرس بیشتری به اجزای پیشرانه میشود. همچنین سیستم‌های مکانیکی این پیشرانه‌ها باید تحمل لرزش ها، نیروهای وارد آمده در سطح و زیر دریا و آب حاوی نمک که باعث خوردگی اجزای پیشرانه میشود، را داشته باشند.
اما چرا برای این پیشرانه‌ها به غنای به شدت بالا تری بین ۲۰ تا ۹۶ درصد نسبت به راکتور‌های معمولی نیاز دارند؟ همان طوری که گفته شد به دلیل محدودیت فضا روی دریا و بخصوص زیر دریا، راکتور‌های هسته ای دریایی بسیار کوچک تر هستند، به همین دلیل اگر میخواستیم از سوختی
با غنای مثلّا ۵ درصد استفاده کنیم، احتمال اینکه یک نوترون با هسته اورانیوم ۲۳۵ برخورد کند و آن را بشکافد و بدین گونه گرما آزاد شود، بسیار پایین است! به همین جهت برای افزایش احتمال برخورد نوترون‌ها
به منظور شکافت هسته‌ای با بهینه بالا، از سوختی با غنای بسیار بالاتر در حد ۹۶ درصد در زیر دریایی‌ها استفاده میشود تا بتوان زنجیره هسته‌ای که باعث تولید گرما میشود را زنده نگه داشت!
یکی از مزایای استفاده از سوخت با غنای بسیار بالا در مورد زیر دریایی‌ها این است که میتوان راکتور‌های کوچک تری ساخت و به سبب آن تولید صدا را هم پاین آورد که به پنهان ماندن زیر دریایی کمک بسزای خواهد کرد. مزیت دیگر این است که عمر سوختی که غنای بالاتر دارد، افزایش خواهد یافت.
میله سوخت‌های غنای کمتر مثلّا در کشتی‌‌ها باید سریع تر عوض بشوند تا سوخت‌های زیر دریایی‌ها که غنای ۹۶ درصدی دارند! این پیشرانه هسته ای، دستیابی به زیر دریایی با سرعت بالا که یکی از پارامتر‌های مهم است، را هم محقق می سازد.
اما تنها غنای بالا برای سوخت کافی نیست. یکی از مشکلات تکنیکی که میله‌های سوخت در راکتور‌های دریایی با آن روبرو هستند، آسیب‌های فراوان این میله ها مثل ترک خوردن یا بوجود آمدن حباب‌های گازی به مرور زمان بدلیل شدت تشعشات است.
پس بنابرین نتنها این میله‌ها که باید از سوخت با غنای بالا ساخت بشوند، بلکه همچنین باید در برابر پرتو‌های رادیواکتیوی مقاوم باشند. در اینجا دقیقا برخورد می‌کنیم با فلز اورانیوم (توضیح بیشتر در توییت زیر) که
https://twitter.com/EternalPhysics/status/1360257348833542145
چندی پیش ایران موفق به تولید آن شد که فریاد غربی‌ها را به همراه داشت. برخلاف راکتور‌های زمینی که میله‌های سوختشان عموما از سرامیک‌های دی اکسید اورانیوم است، در راکتور‌های هسته‌ای دریایی از آلیاژ فلز اورانیوم و زیرکونیوم استفاده میشود که بسیار مقاوم هستند!
دقیقا آلیاژی که غربی‌ها ایران را در برجام از تولید آن به مدت ۱۵ سال محروم کرده بودند.
اما یک پیشران هسته ای دریایی چه گونه کار می‌کند؟ به طور خلاصه در پیشرانه های هسته ای، همان طور که در تصویر زیر می‌بینید، دو بخش وجود دارد، بخش اولیه (Primary) و بخش ثانویه (Secondary).
در بخش اولیه، آب تحت فشار (برای این که آب جوش نیاد) در یک مدار بسته، توسط گرمای تولید شده (پس از شکافت هسته ای) در هسته راکتور، داغ شده، دمایی بین ۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد به دست آورده و سپس در مجاورت با یک تانک آب (Steam Generator) قرار گرفته و
آب آن را (که تحت فشار کم قرار گرفته) از طریقه انتقال گرما به بخار تبدیل کرده. سپس بخار تولید شده در بخش ثانویه به سمت توربین‌ها (پس از عبور از جدا کننده آب از بخار) هدایت شده که با کمک یک ژنراتور، برق تولید کرده و این برق، موتور‌های برقی را برای چرخش پروانه پیشران زیر دریایی
به کار می‌‌اندازند. برق خود زیر دریایی هم توسط توربین متصل به ژنراتور دیگری تامین میشود. بخار آب مصرف شده هم در این حین توسط آب سرد دریا کندنس شده و به شکل مایع سابق خود بر میگردد و توسط پمپ به سوی Steam Generator هدایت شده تا چرخش نویی آغاز شود. لازم به ذکر است که در
زیر دریایی‌های هسته‌ای فرانسوی و چینی برای پیشران از موتور‌های برقی برای به حرکت در آوردن پروانه استفاده میشود (همان گونه که در بالا توضیح داده شد)، در حالیکه در مدل‌های روسی، امریکایی و انگلیسی خود توربین توسط یک شفت مستقیما به پروانه زیر دریایی متصل میباشد.
تفکیک کردن این سیستم چرخش آب به دو بخش اولیه و ثانویه این حسن را دارد که آب آغشته شده به رادیواکتیو در بخش اولیه به آب بخش ثانویه سرایت نمیکند و تنها در یک بخش از زیر دریایی رادیواکتیویتی وجود خواهد داشت که به ایمنی زیر دریایی کمک بیشتری می‌کند و در
عین حال تجیزات بخش ثانویه کمتر مورد تشعشعات هسته‌ای قرار خواهند گرفت.
اغلب زیر دریایی‌ها تک راکتوری هستند، ولی در مدل‌های روسی، پیشران‌های هسته‌ای دو راکتوری هم میبینیم. یکی از معروفترین این زیر دریایی ها، زیر دریایی Akula (کوسه) متعلق به شوروی سابق بود.
برنامه‌های ساخت این پیشرانه‌ها در ایران فعلا در حد طرح هستند، اما مهم این است که تجربه ساخت قطعات این پیشرانه در کشور وجود داشته باشد که با دورخیز به سمت غنی سازی ۶۰ درصدی اورانیوم در ساخت میله سوخت فلز اورانیوم، پیش کاری‌های خوبی در این راه صورت گرفته است.
• • •
Missing some Tweet in this thread? You can try to
force a refresh
